에너지 피드백 모드는 모터가 제동될 때 생성된 재생 에너지를 저항기를 통해 소비하는 대신, 그리드와 동일한 주파수의 교류로 역전시켜 그리드로 되돌려 보내는 방식입니다. 핵심 프로세스는 다음과 같습니다.
에너지 변환: 전기 모터의 발전 상태에서 고정자 권선은 역방향 유도 전류를 생성하고, 이는 인버터에 의한 정류 후 DC 버스 전압을 증가시킵니다.
역방향 제어: 마더보드 전압이 임계값(예: 그리드 전압의 유효 값의 1.2배)을 초과하면 제어 가능한 변압기(예: IGBT)가 활성 반전 상태로 전환되어 DC를 전력망의 AC로 반전합니다.
동기 조정: 제어 회로는 그리드 전압, 주파수 및 위상을 실시간으로 감지하여 피드백 전류가 그리드와 동기화되도록 하고 고조파 오염을 방지합니다.
주요 구성 요소 및 기능
전원 모듈
IGBT로 구성되어 있으며, PWM 변조를 통해 에너지 흐름 방향을 제어하여 정류 및 역모드 전환을 구현합니다.
양방향 에너지 흐름을 지원하기 위해 4분면 모듈을 사용하는 전력 엘리베이터 주파수 변환기와 같이 고전압 충격을 견뎌야 합니다.
필터 회로
반전 과정에서 생성된 고조파는 일반적으로 LC 회로로 구성되어 필터링되어 피드백 품질이 그리드 표준을 충족하는지 확인합니다.
제어 회로
마더보드 전압 안정성을 유지하기 위해 인버터 트리거 각도를 동적으로 조정합니다(예: 그리드 전압이 변동할 때 피드백 전력을 자동으로 줄임).
일반적인 응용 프로그램 시나리오
리프팅 장비: 무거운 물품을 하역할 때 모터가 전력을 생성하고, 에너지 피드백 유닛은 재생 에너지의 80% 이상을 회수할 수 있습니다.
엘리베이터 시스템: 4분면 주파수 변환기는 파워 리프트의 모듈형 정류 설계와 같이 피드백 제동을 통해 에너지 절감을 달성합니다.
철도 교통: 열차 제동 시 고전력 피드백, 그리드 호환성 지원이 필요합니다.
에너지 소비 제동과 피드백 제동의 비교
특성 에너지 소비 브레이크 에너지 피드백
에너지 대 저항 열 소비 피드백을 그리드 재사용으로
낮은 효율성(에너지 낭비) 높은 효율성(에너지 절감률 최대 30%)
저렴한 비용(제동 저항만 필요) 높은 비용(복잡한 역방향 제어 필요)
적용전력 소·중전력(<100kW) 고전력(>100kW)
기술적 과제와 해결책
그리드 호환성
피드백 전류가 그리드에 영향을 미치는 것을 방지하기 위해 그리드의 전압 변동 범위(예: ± 20%)를 감지하는 것이 필요합니다.
고조파 억제
다단계 필터링(예: LC+ 능동 필터링)을 사용하여 THD(전체 고조파 왜곡)를 <5%로 줄입니다.
동적 반응
제어 회로는 버스 라인 과전압을 방지하기 위해 10ms 이내에 모드 전환을 완료해야 합니다.