Način povratne zanke za energijo omogoča vračanje energije v omrežje z obračanjem obnovljive električne energije, ki nastane pri zaviranju motorja, v izmenični tok z isto frekvenco kot omrežje, namesto da bi se energija porabljala prek uporov. Njegovi osrednji procesi vključujejo:
Pretvorba energije: V stanju proizvodnje energije elektromotorja statorsko navitje ustvarja povratni indukcijski tok, ki po usmerjanju s strani razsmernika poveča napetost enosmernega vodila.
Inverzno krmiljenje: Ko napetost matične plošče preseže prag (npr. 1,2-kratnik efektivne vrednosti omrežne napetosti), se krmiljeni transformator (npr. IGBT) preklopi v aktivno inverzno stanje in obrne enosmerni tok v izmenični tok v električno omrežje.
Sinhrona prilagoditev: krmilno vezje v realnem času zaznava omrežno napetost, frekvenco in fazo, da zagotovi sinhronizacijo povratnega toka z omrežjem in prepreči harmonsko onesnaženje.
Ključne komponente in funkcije
Napajalni modul
Sestavljen je iz IGBT tranzistorja, ki s PWM modulacijo krmili smer pretoka energije za doseganje preklapljanja med usmerjanjem in obračanjem.
Potreba po odpornosti proti visokonapetostnim udarcem, kot je frekvenčni pretvornik dvigala z uporabo štirih kvadrantnih modulov za podporo dvosmernega pretoka energije.
Filtrirni krog
Visokonivojski harmonik, ki ga ustvari proces obrata, se filtrira, običajno z LC vezji, da se zagotovi, da kakovost povratne zveze ustreza standardom omrežja.
Krmilno vezje
Dinamično prilagodite kot sprožilca pretvornika, da ohranite stabilnost napetosti matične plošče (na primer samodejno zmanjšate povratno moč, ko napetost omrežja niha).
Tipični scenariji uporabe
Dvižna oprema: Pri razkladanju težkega blaga motor proizvaja energijo, enota za povratno energijo pa lahko pridobi več kot 80 % obnovljive energije.
Dvigalni sistem: Štirikvadrantni frekvenčni pretvorniki dosegajo prihranke energije z zaviranjem z povratno zanko, kot je na primer modularna usmerjevalna zasnova dvigala.
Železniški promet: Visoka povratna informacija o moči pri zaviranju vlaka, potrebna je podpora za združljivost z omrežjem.
Primerjava porabe energije pri zaviranju in zaviranju s povratno zanko
Značilnosti Poraba energije Zavorna energija Povratna informacija
Energija za upor Poraba toplote Povratna informacija za ponovno uporabo omrežja
Nizka učinkovitost (izguba energije) Visoka (stopnja prihranka energije do 30 %)
Nizki stroški (potreben je le zavorni upor) Visoki stroški (potreben je kompleksen nadzor vzvratne vožnje)
Uporabna moč Majhna in srednja moč (<100 kW) Visoka moč (>100 kW)
Tehnični izzivi in rešitve
Združljivost z omrežjem
Treba je zaznati območje nihanja napetosti omrežja (npr. ± 20 %), da se prepreči vpliv povratnega toka na omrežje.
Harmonsko dušenje
Zmanjšajte skupno harmonično popačenje (THD) na <5 % z uporabo večstopenjskega filtriranja (kot je aktivno filtriranje LC+).
Dinamični odziv
Krmilno vezje mora preklop načina delovanja zaključiti v 10 ms, da prepreči prenapetost vodila.