1. Comparação dos princípios de funcionamento de dois tipos de unidades
1. Princípio de funcionamento da unidade de realimentação de energia
A unidade de realimentação de energia é um dispositivo de frenagem aplicado a sistemas de regulação de velocidade por frequência variável, cuja função principal é realimentar a energia elétrica regenerada, gerada pela desaceleração do motor, para a rede elétrica através da tecnologia de modulação por largura de pulso (PWM). Quando o motor está em estado de geração (como em uma carga de energia potencial ou na desaceleração de uma carga de grande inércia) e a velocidade do rotor excede a velocidade síncrona, a energia elétrica gerada é armazenada no capacitor de filtro do barramento CC do conversor de frequência. A unidade de realimentação de energia detecta automaticamente a tensão do barramento CC, converte a energia CC em energia CA com a mesma frequência e fase da rede e a conecta à rede após múltiplos filtros de ruído. A eficiência da realimentação pode atingir mais de 97%.
2. Princípio de funcionamento da unidade de frenagem
A unidade de frenagem (unidade de frenagem com consumo de energia) utiliza energia elétrica regenerativa através de um resistor de frenagem externo. Quando a tensão do barramento CC excede o limite predefinido, a unidade de frenagem conduz para permitir a passagem de corrente pelo resistor de frenagem, convertendo energia elétrica em energia térmica para dissipação. Este projeto é simples e confiável, mas desperdiça energia e gera uma grande quantidade de calor, exigindo medidas adicionais de dissipação térmica.
3. Viabilidade e desafios das tecnologias alternativas
Análise de Viabilidade
Viabilidade econômica: Casos reais demonstraram que, em cenários de frenagem frequente (como elevadores e centrífugas), o período de retorno do investimento em unidades de recirculação de energia geralmente não ultrapassa 2 anos. Por exemplo, após ser utilizado por uma determinada empresa de produção de VC (vetor de calor), um único dispositivo pode economizar mais de 9000 kWh de eletricidade anualmente.
Viabilidade técnica: As modernas unidades de realimentação de energia alcançaram operação totalmente automática sem necessidade de configuração de parâmetros. A instalação requer apenas a conexão do barramento CC à rede elétrica, simplificando a depuração.
Principais dificuldades técnicas
Compatibilidade com a rede: É necessário garantir que a energia de retorno esteja sincronizada com a rede e evitar o refluxo de corrente.
Supressão de harmônicos: THD < 5% deve ser controlada para atender ao padrão IEC61000-3-2.
Resposta dinâmica: Necessidade de monitorar rapidamente as mudanças na tensão do barramento (resposta em nível de milissegundos).
Proteção do sistema: necessidade de aprimorar os mecanismos de proteção contra sobretensão, sobrecorrente e sobretemperatura.
4. Casos de aplicação típicos e benefícios
Indústria de elevadores: Uma área residencial em Suzhou alcançou uma taxa de economia de energia abrangente de 30,1% após a instalação, reduzindo a temperatura da casa de máquinas em 3-5 ℃ e o consumo de energia do ar condicionado em 15%.
Centrífuga farmacêutica: Após substituir a unidade de frenagem do equipamento de 22 kW por um dispositivo de feedback, uma empresa em Shenzhen reduziu o tempo de desaceleração de 10 minutos para 3 minutos, economizando 9.000 kWh de eletricidade anualmente e recuperando o investimento em dois anos.
Guincho industrial: Após a renovação do sistema de içamento em poço inclinado em uma determinada mina, a taxa de recuperação de energia regenerativa atingiu 95% e a geração de calor do sistema foi reduzida em 70%.
5. Sugestões de Decisão Alternativa
Cenários alternativos recomendados:
Situações de frenagem frequentes (como em elevadores e guindastes)
Equipamentos de processo com alto consumo de energia (como centrífugas, laminadores)
Ambiente sensível à temperatura na sala de computadores
Áreas com custos de eletricidade elevados
Mantenha o cenário da unidade de frenagem:
Aplicação simples com frequência de frenagem extremamente baixa.
Projetos com investimento inicial limitado
Áreas remotas com má qualidade da rede elétrica
Caminho de implementação:
Realize primeiro uma auditoria de consumo de energia para determinar o potencial de economia de energia.
Selecione equipamentos que atendam ao padrão GB/T14549.
Solicite subsídios governamentais para economia de energia (subsídios de até 30% em algumas regiões).
Priorize a renovação dos equipamentos de alto consumo energético que se encontram nos 20% que mais consomem energia.