tehnologija povratnih informacij o regeneraciji energije

V zadnjih letih, z razvojem industrijske dobe, postaja uporaba tehnologije energijske povratne zanke vse bolj pogosta. V dvigalih, rudniških dvigalih, pristaniških žerjavih, tovarniških centrifugah, črpalkah za naftna polja in mnogih drugih dogodkih se spreminjajo obremenitveni potencial in kinetična energija. Na primer, pri dvigalih, žerjavih in drugih mehanskih praznjenjih težkega blaga se energija zmanjša, ko pa je centrifugalna oprema v okvari, se kinetična energija zmanjša. V skladu z zakonom o ohranjanju energije vemo, da energija iz zraka ne izgine, kam torej ta del energije gre? Odgovor je, da jo motor pretvori v obnovljivo električno energijo. Pravzaprav se pri opremi, ki uporablja frekvenčno krmiljenje, ta del električne energije običajno izgubi s pretvorbo zavornega upora v toploto.

Če obstaja naprava, ki ta del obnovljive električne energije uporablja za vračanje v omrežje, lahko ta del električne energije prihrani in doseže učinek varčevanja z energijo. Naprava za povratno zanko energije je takšen izdelek. Uporablja tehnologijo pretvorbe močnostne elektronike, njena glavna vloga pa je uporaba obnovljive električne energije, ki jo ustvari zgoraj navedena oprema med delovanjem, in pretvorba v sinhrono izmenično energijo nazaj v omrežje, s čimer doseže učinek varčevanja z električno energijo.

V tradicionalnem sistemu za regulacijo frekvence, ki ga sestavljajo splošni frekvenčni pretvorniki, asinhroni motorji in mehanske obremenitve, se lahko motor, ko se bitna energijska obremenitev, ki jo poganja motor, sprosti, znajde v stanju regenerativnega zaviranja; ali pa se frekvenca lahko zniža, ko se motor upočasni z visoke hitrosti na nizko hitrost (vključno z ustavljanjem), vendar se zaradi mehanske vztrajnosti motorja lahko znajde v stanju regenerativnega zaviranja, shranjena mehanska energija v prenosnem sistemu pa se s strani motorja pretvori v električno energijo, ki se prek šestih diod za neprekinjeni tok vrne v enosmerni tokokrog pretvornika.

Pri frekvenčnih pretvornikih se na splošno najpogosteje uporabljata dve metodi obdelave obnovljive energije:

 (1) se razprši v "zavorni upor" vzporedno s kondenzatorjem, umetno nastavljenim v enosmernem tokokrogu, kar imenujemo stanje dinamičnega zaviranja;

 (2) za vrnitev v omrežje se to imenuje stanje povratnega zaviranja (znano tudi kot stanje regenerativnega zaviranja). Obstaja tudi metoda zaviranja, in sicer zaviranje z enosmernim tokom, ki se lahko uporabi v situacijah, ki zahtevajo natančno parkiranje ali nepravilno vrtenje motorne zavore pred zagonom zaradi zunanjih dejavnikov.

Energijska zavora

Uporaba zavornega upora, nastavljenega v enosmernem tokokrogu, za absorpcijo obnovljive električne energije motorja se imenuje zaviranje s porabo energije. Njegove prednosti so preprosta konstrukcija, odsotnost onesnaževanja omrežja (v primerjavi s proizvodnjo z zavorno zanko) in nizki stroški; slabost pa je nizka obratovalna učinkovitost, zlasti kadar pogosto zaviranje porabi veliko energije in se zmogljivost zavornega upora poveča.

Na splošno imajo frekvenčni pretvorniki z majhno močjo (pod 22 kW) vgrajeno zavorno enoto, ki jo je treba le dodati zavorni upor. Frekvenčni pretvorniki z veliko močjo (nad 22 kW) potrebujejo zunanjo zavorno enoto in zavorni upor.

Zavora s povratno zavoro

Za dosego zaviranja z energijsko povratno zanko je potrebno krmiljenje napetosti, frekvence in faze, krmiljenje povratnega toka in drugi pogoji. Gre za uporabo tehnologije aktivnega reverziranja, ki obnovljivo električno energijo z enako frekvenco in fazo vrača nazaj v omrežje, s čimer se doseže zaviranje.

Prednost povratnega zaviranja je, da lahko deluje v štirih kvadrantih, povratna zanka z električno energijo pa izboljša učinkovitost sistema. Njegove slabosti so:

 (1) To metodo zaviranja z povratno zanko je mogoče uporabiti le pri stabilni omrežni napetosti, ki ne more zlahka odpovedati (nihanje omrežne napetosti ni večje od 10 %). Ker je čas izpada omrežne napetosti pri delujoči zavori za proizvodnjo električne energije daljši od 2 ms, lahko pride do fazne spremembe in poškodbe naprave.

 (2) V povratni zanki je prisotno harmonično onesnaženje omrežja.

 (3) Kompleksen nadzor, visoki stroški.

Z naglim napredkom raziskav in uporabe frekvenčnih pretvornikov doma in v tujini, zlasti univerzalnih frekvenčnih pretvornikov, ki se pogosto uporabljajo v industrijski proizvodnji, se bo tehnologija povratne zanke z energijo vedno bolj ponovno uporabljala.