Leverantören av växelriktarens energiåterkopplingsenhet påminner dig om att energiförbrukningen hos den elmotor som driver lasten står för mer än 70 % av den totala strömförbrukningen. Därför har energibesparingen hos elmotorn och den last den driver särskilt viktig social betydelse och ekonomiska fördelar.
Det finns två huvudsakliga sätt för elmotorer och deras laster att spara energi: ett är att förbättra motorns eller lastens driftseffektivitet, till exempel genom att installera en hiss med en "minneshjärna" - i en byggnad går ofta flera hissar i samma riktning, vilket förbrukar mycket el. Hur gör man hissar smarta och energieffektiva? Modern styrteknik kan sägas ha löst detta problem. "Artificiella neuroner" är som informationsbehandling och minnesbanker, som registrerar hissarnas drift för varje vecka som en tidsperiod. Enligt den inspelade informationen kommer den "artificiella neuronen" att generera det mest energieffektiva driftsläget, styra flera hissar i byggnaden, göra dem tydliga arbetsfördelningar, anlända till rätt position vid rätt tidpunkt, underlätta av- och påstigning för passagerare och minska antalet hissstarter och -körningar. För grupphissar kan energibesparingarna uppgå till över 30 %. Dessutom inkluderar energibesparande åtgärder som syftar till att förbättra effektiviteten i elmotorns drift automatisk avstängning av hissbelysningen när ingen åker, automatisk stopp eller låghastighetsdrift av rulltrappor, etc.; Det andra är att omvandla den mekaniska energi som motorn omvandlar till lasten tillbaka till elektrisk energi och skicka den tillbaka till elnätet, för att minska motorns och lastens strömförbrukning per tidsenhet och därigenom uppnå målet att spara energi. Energiåterkoppling är en typisk anordning för att spara el i den andra kategorin.
Som bekant har elmotorer mekanisk kinetisk energi när de driver laster att rotera. Om elmotorer drar laster som rör sig upp och ner (som hissar, kranar, dammluckor etc.) har de potentiell energi. När elmotorn driver lasten att retardera, kommer dess mekaniska kinetiska energi att frigöras; när den potentiella energibelastningen minskar i rörelse (potentiell energi minskar), kommer också dess mekaniska energi att frigöras. Om dessa två delar av mekanisk energi effektivt kan omvandlas till elektrisk energi och skickas tillbaka till växelströmsnätet, kan målet att spara energi uppnås.
Energibesparingsanalys av hissar
Hissen som använder frekvensomvandlingshastighetsreglering har maximal mekanisk kinetisk energi efter att ha nått maximal driftshastighet. Innan hissen når målvåningen måste den gradvis sakta ner tills den stannar. Denna process är den period då hissbelastningen frigör mekanisk kinetisk energi. Frekvensomvandlaren kan omvandla den mekaniska energin under denna period till elektrisk energi via elmotorn och lagra den i den stora kondensatorn i frekvensomvandlarens DC-länk. Vid denna tidpunkt är den stora kondensatorn som en liten reservoar med begränsad lagringskapacitet. Om vattnet som injiceras i den lilla reservoaren inte urladdas i tid kan överfyllnadsolyckor uppstå i reservoaren. På samma sätt, om strömmen i kondensatorn inte urladdas i tid kan överspänning också uppstå. För närvarande är metoden för att förstärka kondensatorer i frekvensomvandlare att använda bromsenheter eller externa högeffektsmotstånd, vilket slösar bort elektriciteten i de stora kondensatorerna till de externa högeffektsmotstånden. Växelriktare kan återföra den lagrade elektriciteten i stora kondensatorer till elnätet utan förbrukning, vilket uppnår målet att spara energi och eliminerar behovet av högeffektsmotstånd som förbrukar elektricitet och genererar värme, vilket avsevärt förbättrar systemets driftsmiljö.
Hissen är fortfarande en potentiell last, och för att jämnt dra lasten består hisslasten av personvagnar och motviktsblock. Först när hisskorgens lastkapacitet är cirka 50 % (t.ex. en 1000 kg personhiss med cirka 7 passagerare) är hisskorgens motviktsblock i ett grundläggande balanserat masstillstånd mellan de två sidorna. Annars kommer det att finnas en massskillnad mellan hisskorgen och motviktsblocket, vilket genererar mekanisk potentiell energi under hissdrift. När hissens tunga komponenter rör sig uppåt ökar den mekaniska potentiella energin som absorberas av elmotorn och omvandlas från elnätet. När hissens tunga komponenter rör sig nedåt minskar den mekaniska potentiella energin, och den reducerade mekaniska potentiella energin frigörs och omvandlas till elektrisk energi som lagras i den stora kondensatorn i frekvensomvandlarens likströmslänk via elmotorn. Energiåterkopplingsenheten skickar sedan denna del av den elektriska energin tillbaka till elnätet.
Analys, beräkning och prototyptestning visar att ju snabbare hissens hastighet, desto högre upp på våningen och ju lägre den mekaniska rotationsförbrukningen är, desto mer energi kan återföras till elnätet. Mängden återförd el kan uppgå till cirka 50 % av hissens totala förbrukning, vilket innebär att energieffektiviteten är så hög som cirka 50 %.
Ovanstående analys indikerar att användningen av energiåterkopplingsenheter har en betydande energibesparande effekt i snabb upp- och nedgående utrustning såsom hissar och kranar. Dessutom finns det också en betydande energibesparande effekt i utrustning såsom ellok och portalhyvlar som ofta startar och bromsar.
Struktur och grundläggande styrprinciper för energisparande apparater
Huvudkretsstrukturen för energiåterkopplingsenheten visas i figur 1, huvudsakligen bestående av en trefas IGBT (Isolated Gate Bipolar Transistor) helbrygga, serieinduktans, filterkondensator och några perifera kretsar.
Tillämpning av energiåterkopplingsenheter i energibesparing i hiss
Figur 1: PFE-energiåterkopplingsenhetens huvudkretsstruktur och anslutningsmetoddiagram
Dess utgångsterminal är ansluten till ingångsterminalerna R, S och T på hissfrekvensomvandlaren; Det finns två isoleringsdioder VD1 och VD2 kopplade i serie vid ingångsänden, vilka sedan är anslutna till frekvensomvandlarens PN-ledning. När hissen genererar elektricitet genom regenerering ökar hissfrekvensomvandlarens busspänning, och efter att ha passerat genom VD1 och VD2 ökar även återkopplingsenhetens busspänning. När busspänningen är högre än det inställda öppningsvärdet börjar återkopplingsenheten arbeta och matar tillbaka elektrisk energi till nätsidan.
Funktionen hos energiåterkopplingsenheten kan beskrivas med hjälp av figur 2. Styrkretsen (inom den streckade rutan) består av ett programmerbart logikchip med en enda mikrodator och en perifer signalsampler, kopplad till en redundant mjukvarudesign, vilket gör det möjligt för styrkretsen att automatiskt identifiera fasföljd, fas, spänning och ström i trefas-växelströmsnätet, och ordnat styra IPM (Intelligent Power Module) så att den arbetar i PWM-tillstånd, vilket säkerställer att likströmmen snabbt kan återföras till växelströmsnätet.
Tillämpning av energiåterkopplingsenheter i energibesparing i hiss
Figur 2 Funktionsblockschema för energiåterkopplingsenhet
Det finns för närvarande energiåterkopplingsenheter tillgängliga som har följande egenskaper:
① Byte av värmeelement som bromsmotstånd, eliminering av värmekällor, förbättring av maskinrumsmiljön, minskning av de negativa effekterna av höga temperaturer på komponenter som motorer och styrsystem, och förlängning av hissars livslängd;
② Den kan omedelbart eliminera pumpspänningen, effektivt förbättra hissens bromsprestanda och förbättra hissens komfortprestanda;
③ Genom att använda faskontrollstrategi kan de harmoniska störningarna från frekvensomvandlaren som driver hissen på elnätet effektivt undertryckas, vilket renar elnätet;
④ Utgångsspänningens vågform är bra, effektfaktorn är hög, det finns ingen pulserande cirkulation och dess spänning matchar nätspänningen;
⑤ Att ha effektiva elektriska isoleringsåtgärder som inte stör annan elektrisk utrustning eller störs av externa faktorer;
⑥ Produkten har en hög grad av intelligens, stabil drift, säkerhet och tillförlitlighet, och olika felskydds- och larmfunktioner är kompletta;
⑦ Så länge valet är korrekt, kablarna är korrekta och det inte finns något behov av felsökning, kan den tas i bruk;
⑧ Produkten har en enkel struktur, kompakt storlek och är enkel att installera och underhålla.