Leverandøren av inverterens energitilbakemeldingsenhet minner deg om at energiforbruket til den elektriske motoren som driver lasten utgjør mer enn 70 % av det totale strømforbruket. Derfor har energibevaring til den elektriske motoren og lasten den driver spesielt viktig samfunnsmessig betydning og økonomiske fordeler.
Det finnes to hovedmåter for elektriske motorer og deres laster å spare energi på: den ene er å forbedre motorens eller lastens driftseffektivitet, for eksempel å installere en heis med en "minnehjerne" – i en bygning kjører ofte flere heiser i samme retning, noe som bruker mye strøm. Hvordan gjøre heiser smarte og energieffektive? Moderne kontrollteknologi kan sies å ha løst dette problemet. "Kunstige nevroner" er som informasjonsbehandling og minnebanker, som registrerer heisenes drift for hver uke som en tidsperiode. I følge den registrerte informasjonen vil den "kunstige nevronen" generere den mest energieffektive driftsmodusen, kontrollere flere heiser i bygningen, gi dem en klar arbeidsfordeling, ankomme riktig posisjon til riktig tid, gjøre det lettere for passasjerer å gå av og på, og redusere antall heisstarter og -kjøringer. For gruppeheiser kan energibesparelsene nå over 30 %. I tillegg inkluderer energibesparende tiltak som tar sikte på å forbedre effektiviteten til elektrisk motordrift automatisk avstengning av heisbelysning når ingen kjører, automatisk stopp eller lavhastighetsdrift av rulletrapper, osv.; Det andre er å konvertere den mekaniske energien som motoren omdanner til lasten tilbake til elektrisk energi og sende den tilbake til strømnettet, for å redusere strømforbruket til motoren og lasten i løpet av en tidsenhet, og dermed oppnå målet om energisparing. Energitilbakemelding er en typisk enhet for å spare strøm i den andre kategorien.
Som kjent har elektriske motorer mekanisk kinetisk energi når de driver laster til å rotere. Hvis elektriske motorer trekker laster som beveger seg opp og ned (som heiser, kraner, reservoarporter osv.), har de potensiell energi. Når den elektriske motoren driver lasten til å bremse, vil dens mekaniske kinetiske energi bli frigjort; når den potensielle energibelastningen avtar i bevegelse (potensiell energi avtar), vil også dens mekaniske energi bli frigjort. Hvis disse to delene av mekanisk energi effektivt kan omdannes til elektrisk energi og sendes tilbake til vekselstrømnettet, kan målet om energibevaring oppnås.
Energisparingsanalyse av heiser
Heisen som bruker frekvensomformingshastighetsregulering har maksimal mekanisk kinetisk energi etter å ha nådd maksimal driftshastighet. Før den når målegulvet, må heisen gradvis bremse ned til den stopper. Denne prosessen er perioden hvor heisbelastningen frigjør mekanisk kinetisk energi. Frekvensomformeren kan konvertere den mekaniske energien i løpet av denne perioden til elektrisk energi gjennom den elektriske motoren og lagre den i den store kondensatoren i DC-koblingen til frekvensomformeren. På dette tidspunktet er den store kondensatoren som et lite reservoar med begrenset lagringskapasitet. Hvis vannet som injiseres i det lille reservoaret ikke tømmes ut i tide, kan det oppstå overløpsulykker i reservoaret. På samme måte, hvis strømmen i kondensatoren ikke tømmes ut i tide, kan det også oppstå overspenning. For tiden er metoden for å forsterke kondensatorer i frekvensomformere å bruke bremseenheter eller eksterne høyeffektmotstander, som sløser bort strømmen i de store kondensatorene til de eksterne høyeffektmotstandene. Omformere kan returnere den lagrede strømmen i store kondensatorer til strømnettet uten forbruk, og dermed oppnå målet om energisparing og eliminere behovet for høyeffektmotstander som forbruker strøm og genererer varme, noe som forbedrer systemets driftsmiljø betraktelig.
Heisen er fortsatt en potensiell last, og for å kunne trekke lasten jevnt, består heislasten av personvogner og motvektsbalanseblokker. Bare når heisvognens lastekapasitet er omtrent 50 % (for eksempel en 1000 kg personheis med omtrent 7 passasjerer), er motvektsbalanseblokken i heisvognen i en grunnleggende balansetilstand av massen mellom de to sidene. Ellers vil det være en masseforskjell mellom heisvognen og motvektsbalanseblokken, som vil generere mekanisk potensiell energi under heisdrift. Når de tunge komponentene i heisen beveger seg opp, øker den mekaniske potensielle energien som absorberes av den elektriske motoren og konverteres fra strømnettet. Når de tunge komponentene i heisen beveger seg ned, reduseres den mekaniske potensielle energien, og den reduserte mekaniske potensielle energien frigjøres og konverteres til elektrisk energi lagret i den store kondensatoren i DC-koblingen til frekvensomformeren gjennom den elektriske motoren. Energitilbakemeldingsenheten sender deretter denne delen av den elektriske energien tilbake til strømnettet.
Analyse, beregning og prototypetesting viser at jo raskere heishastigheten er, desto høyere etasjen er og jo lavere det mekaniske rotasjonsforbruket er, desto mer energi kan returneres til strømnettet. Mengden strøm som returneres kan nå omtrent 50 % av heisens totale forbruk, noe som betyr at energieffektiviteten er så høy som omtrent 50 %.
Analysen ovenfor indikerer at bruk av energitilbakemeldingsenheter har en betydelig energisparende effekt i utstyr som beveger seg raskt opp og ned, som heiser og kraner. I tillegg er det også en betydelig energisparende effekt i utstyr som elektriske lokomotiver og portalhøvler som ofte starter og bremser.
Struktur og grunnleggende kontrollprinsipper for energisparende enheter
Hovedkretsstrukturen til energitilbakekoblingsenheten er vist i figur 1, og den består hovedsakelig av en trefaset IGBT (Isolated Gate Bipolar Transistor) fullbro, serieinduktans, filterkondensator og noen perifere kretser.
Bruk av energitilbakemeldingsenheter i energibesparelse i heiser
Figur 1: Diagram over hovedkretsstruktur og tilkoblingsmetode for PFE-energitilbakekoblingsenheten
Utgangsterminalen er koblet til inngangsterminalene R, S og T på heisens frekvensomformer. Det er to isolasjonsdioder VD1 og VD2 koblet i serie på inngangsenden, som deretter er koblet til PN-linjen på frekvensomformeren. Når heisen genererer strøm gjennom regenerering, øker busspenningen til heisens frekvensomformer, og etter å ha passert gjennom VD1 og VD2 øker også busspenningen til tilbakekoblingsenheten. Når busspenningen er høyere enn den innstilte åpningsverdien, begynner tilbakekoblingsenheten å fungere og mater elektrisk energi tilbake til nettsiden.
Funksjonen til energitilbakekoblingsenheten kan beskrives ved hjelp av figur 2. Kontrollkretsen (innenfor den stiplede boksen) består av en programmerbar logikkbrikke med én mikrodatamaskin og en perifer signalsampler, kombinert med svært redundant programvaredesign, som gjør det mulig for kontrollkretsen automatisk å identifisere fasesekvens-, fase-, spennings- og strømmomentanverdiene til trefasevekselstrømnettet, og ordnet kontrollere IPM (Intelligent Power Module) til å operere i PWM-tilstand, noe som sikrer at likestrøm raskt kan returneres til vekselstrømnettet.
Bruk av energitilbakemeldingsenheter i energibesparelse i heiser
Figur 2 Funksjonelt blokkdiagram av energitilbakemeldingsenhet
Det finnes for tiden energitilbakemeldingsenheter som har følgende egenskaper:
① Bytte ut varmeelementer som bremsemotstander, eliminere varmekilder, forbedre maskinromsmiljøet, redusere de negative effektene av høye temperaturer på komponenter som motorer og kontrollsystemer, og forlenge levetiden til heiser;
② Den kan umiddelbart eliminere pumpespenningen, effektivt forbedre heisens bremseevne og forbedre heisens komfort;
③ Ved å bruke fasekontrollstrategi kan den harmoniske interferensen fra frekvensomformeren som driver heisen på strømnettet effektivt undertrykkes, noe som renser strømnettet;
④ Utgangsspenningens bølgeform er god, effektfaktoren er høy, det er ingen pulserende sirkulasjon, og spenningen samsvarer med nettspenningen;
⑤ Ha effektive elektriske isolasjonstiltak som ikke vil forstyrre annet elektrisk utstyr eller bli forstyrret av eksterne faktorer;
⑥ Produktet har høy grad av intelligens, stabil drift, sikkerhet og pålitelighet, og ulike feilbeskyttelses- og alarmfunksjoner er komplette;
⑦ Så lenge valget er riktig, ledningene er riktige, og det ikke er behov for feilsøking, kan den tas i bruk;
⑧ Produktet har en enkel struktur, kompakt størrelse og er enkelt å installere og vedlikeholde.