โหมดป้อนกลับพลังงานช่วยให้สามารถป้อนพลังงานกลับไปยังโครงข่ายไฟฟ้าได้ โดยการย้อนกลับพลังงานไฟฟ้าหมุนเวียนที่เกิดขึ้นเมื่อมอเตอร์เบรกเป็นไฟฟ้ากระแสสลับที่ความถี่เดียวกับโครงข่ายไฟฟ้า แทนที่จะใช้พลังงานผ่านตัวต้านทาน กระบวนการหลักประกอบด้วย:
การแปลงพลังงาน: ในสถานะการผลิตไฟฟ้าของมอเตอร์ไฟฟ้า ขดลวดสเตเตอร์จะสร้างกระแสเหนี่ยวนำแบบย้อนกลับ ซึ่งจะเพิ่มแรงดันไฟฟ้าบัส DC หลังจากการแก้ไขโดยอินเวอร์เตอร์
การควบคุมแบบย้อนกลับ: เมื่อแรงดันไฟฟ้าของเมนบอร์ดเกินเกณฑ์ (เช่น 1.2 เท่าของค่าจริงของแรงดันไฟฟ้ากริด) หม้อแปลงควบคุมได้ (เช่น IGBT) จะสลับไปยังสถานะกลับด้านที่ทำงาน โดยย้อนกระแส DC เป็น AC สู่กริดไฟฟ้า
การปรับแบบซิงโครไนซ์: วงจรควบคุมจะตรวจจับแรงดันไฟฟ้า ความถี่ และเฟสของกริดแบบเรียลไทม์เพื่อให้แน่ใจว่ากระแสไฟฟ้าป้อนกลับจะซิงโครไนซ์กับกริดและเพื่อหลีกเลี่ยงมลภาวะฮาร์มอนิก
ส่วนประกอบและฟังก์ชันหลัก
โมดูลพลังงาน
ประกอบด้วย IGBT ซึ่งควบคุมทิศทางการไหลของพลังงานผ่านการปรับ PWM เพื่อให้เกิดการสลับโหมดการแก้ไขและการย้อนกลับ
จำเป็นต้องทนต่อแรงกระแทกแรงดันสูง เช่น ตัวแปลงความถี่ลิฟต์ไฟฟ้าที่ใช้โมดูลสี่ควอดแรนท์เพื่อรองรับการไหลของพลังงานแบบสองทิศทาง
วงจรกรอง
ฮาร์มอนิกระดับสูงที่สร้างขึ้นจากกระบวนการย้อนกลับจะถูกกรองออก โดยทั่วไปประกอบด้วยวงจร LC เพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพของข้อเสนอแนะตรงตามมาตรฐานกริด
วงจรควบคุม
ปรับมุมทริกเกอร์อินเวอร์เตอร์แบบไดนามิกเพื่อรักษาเสถียรภาพแรงดันไฟฟ้าของเมนบอร์ด (เช่น ลดพลังงานป้อนกลับโดยอัตโนมัติเมื่อแรงดันไฟฟ้ากริดผันผวน)
สถานการณ์การใช้งานทั่วไป
อุปกรณ์ยก: เมื่อมีการขนถ่ายสินค้าหนัก มอเตอร์จะสร้างพลังงาน และหน่วยตอบรับพลังงานสามารถกู้คืนพลังงานหมุนเวียนได้มากกว่า 80%
ระบบลิฟต์: ตัวแปลงความถี่สี่ควอดแรนท์ช่วยประหยัดพลังงานผ่านการเบรกป้อนกลับ เช่น การออกแบบการแก้ไขแบบแยกส่วนของลิฟต์ไฟฟ้า
การจราจรทางราง: การตอบสนองกำลังสูงเมื่อเบรกรถไฟ จำเป็นต้องมีการรองรับความเข้ากันได้ของกริด
การเปรียบเทียบการใช้พลังงานในการเบรกและการเบรกแบบตอบสนอง
ลักษณะการใช้พลังงาน การตอบสนองพลังงานเบรก
พลังงานต่อการบริโภคความร้อนของตัวต้านทาน ข้อเสนอแนะต่อการนำไฟฟ้ากลับมาใช้ใหม่
ประสิทธิภาพต่ำ (สิ้นเปลืองพลังงาน) สูง (อัตราการประหยัดพลังงานสูงถึง 30%)
ต้นทุนต่ำ (ต้องการเพียงแรงต้านการเบรก) ต้นทุนสูง (ต้องใช้การควบคุมย้อนกลับที่ซับซ้อน)
กำลังไฟฟ้าที่ใช้ได้ กำลังไฟขนาดเล็กและขนาดกลาง (<100kW) กำลังไฟสูง (>100kW)
ความท้าทายทางเทคนิคและแนวทางแก้ไข
ความเข้ากันได้ของกริด
จำเป็นต้องตรวจจับช่วงความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าของกริด (เช่น ± 20%) เพื่อหลีกเลี่ยงกระแสป้อนกลับที่ส่งผลกระทบต่อกริด
การปราบปรามฮาร์มอนิก
ลด THD (ความเพี้ยนฮาร์มอนิกรวม) ลงเหลือ <5% โดยใช้การกรองหลายขั้นตอน (เช่น การกรองแบบแอ็คทีฟ LC+)
การตอบสนองแบบไดนามิก
วงจรควบคุมจะต้องทำการสลับโหมดให้เสร็จสิ้นภายใน 10 มิลลิวินาทีเพื่อป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกินในสายบัส