1. Сравнение принципов работы двух типов устройств.
1. Принцип работы блока энергетической обратной связи
Блок обратной связи по энергии – это тормозное устройство, применяемое в системах регулирования скорости с переменной частотой. Его основная функция заключается в обратной передаче рекуперированной электроэнергии, вырабатываемой при замедлении двигателя, в электросеть посредством технологии ШИМ-модуляции. Когда двигатель находится в режиме генерации (например, при нагрузке с потенциальной энергией или при замедлении нагрузки с большой инерцией), а скорость ротора превышает синхронную скорость, генерируемая электроэнергия накапливается в конденсаторе фильтра шины постоянного тока преобразователя частоты. Блок обратной связи по энергии автоматически определяет напряжение шины постоянного тока, преобразует постоянный ток в переменный с той же частотой и фазой, что и сеть, и подключается к сети после нескольких фильтров подавления помех. Эффективность обратной связи может достигать более 97%.
2. Принцип работы тормозного устройства
Тормозной блок (энергопотребляющий тормозной блок) потребляет рекуперативную электрическую энергию через внешний тормозной резистор. Когда напряжение на шине постоянного тока превышает установленное пороговое значение, тормозной блок переходит в режим проводимости, позволяя току протекать через тормозной резистор, преобразуя электрическую энергию в тепловую для рассеивания. Такая конструкция проста и надежна, но она полностью расходует энергию и генерирует большое количество тепла, что требует дополнительных мер по отводу тепла.
3. Возможность и проблемы альтернативных технологий
Анализ осуществимости
Экономическая целесообразность: Практические примеры показали, что в условиях частого торможения (например, в лифтах и центрифугах) срок окупаемости инвестиций в устройства с обратной связью по энергии обычно не превышает 2 лет. Например, после использования на предприятии по производству ВК одно устройство может сэкономить более 9000 кВт·ч электроэнергии в год.
Техническая осуществимость: Современные устройства с обратной связью по энергии работают полностью автоматически, без настройки параметров. Для установки требуется только подключение шины постоянного тока к сети, что упрощает отладку.
Основные технические трудности
Совместимость с сетью: необходимо обеспечить синхронизацию энергии обратной связи с сетью и исключить обратный поток тока.
Подавление гармоник: THD<5% должно контролироваться для соответствия стандарту IEC61000-3-2
Динамический отклик: необходимо быстро отслеживать изменения напряжения шины (уровень отклика мс)
Защита системы: необходимо улучшить механизмы защиты от перенапряжения, перегрузки по току и перегрева.
4. Типичные случаи применения и преимущества
Лифтовая промышленность: в жилом районе Сучжоу после установки достигнут комплексный уровень энергосбережения в размере 30,1%, при этом температура в машинном отделении снизилась на 3–5 ℃, а потребление энергии на кондиционирование воздуха сократилось на 15%.
Фармацевтическая центрифуга: после замены тормозного устройства оборудования мощностью 22 кВт на устройство обратной связи компания в Шэньчжэне сократила время замедления с 10 до 3 минут, что позволило ежегодно экономить 9000 кВт·ч электроэнергии и окупить инвестиции в течение двух лет.
Промышленный подъемник: После реконструкции системы наклонного шахтного подъемника на одной из шахт коэффициент рекуперации энергии достиг 95%, а тепловыделение системы сократилось на 70%.
5. Предложения по альтернативным решениям
Рекомендуемые альтернативные сценарии:
Частые ситуации торможения (например, в лифтах и кранах)
Высокоэнергоемкое технологическое оборудование (например, центрифуги, прокатные станы)
Среда, чувствительная к температуре в компьютерном зале
Районы с высокими ценами на электроэнергию
Сохраните сценарий тормозного блока:
Простое применение с чрезвычайно низкой частотой торможения
Проекты с ограниченными первоначальными инвестициями
Отдаленные районы с низким качеством электросети
Путь реализации:
Сначала проведите аудит энергопотребления, чтобы определить потенциал энергосбережения.
Выберите оборудование, соответствующее стандарту GB/T14549
Подать заявку на получение государственных субсидий на энергосбережение (субсидии до 30% в некоторых регионах)
Отдать приоритет обновлению энергоемкого оборудования, входящего в топ-20% по потреблению энергии