Enerji geri besleme modu, motor frenlendiğinde üretilen yenilenebilir elektriğin, dirençler üzerinden enerji tüketmek yerine, şebekeyle aynı frekansta alternatif akıma dönüştürülmesiyle enerjinin şebekeye geri beslenmesini sağlar. Temel süreçleri şunlardır:
Enerji dönüşümü: Elektrik motorunun güç üretim durumunda, stator sargısı ters endüksiyon akımı üretir ve bu akım, invertör tarafından doğrultulduktan sonra DC bara gerilimini artırır.
Ters kontrol: Anakart voltajı eşik değerini aştığında (örneğin şebeke voltajının etkin değerinin 1,2 katı), kontrol edilebilir trafo (örneğin IGBT) aktif ters duruma geçerek DC'yi şebekeye AC'ye çevirir.
Senkron ayarlama: Kontrol devresi, şebeke gerilimini, frekansını ve fazını gerçek zamanlı olarak algılayarak geri besleme akımının şebeke ile senkronize olmasını ve harmonik kirliliğin önlenmesini sağlar.
Temel Bileşenler ve İşlevler
Güç Modülü
Doğrultma ve ters mod anahtarlamasını sağlamak için PWM modülasyonu yoluyla enerji akış yönünü kontrol eden IGBT'den oluşur.
Çift yönlü enerji akışını desteklemek için dört kadranlı modüller kullanan güç asansörü frekans dönüştürücüsü gibi yüksek voltajlı şoklara dayanıklı olması gerekir.
Filtre Devresi
Ters çevirme işlemiyle oluşan yüksek seviyeli harmonik, genellikle LC devrelerinden oluşan filtrelerle filtrelenerek geri besleme kalitesinin şebeke standartlarına uygun olması sağlanır.
Kontrol Devresi
Anakart voltaj kararlılığını korumak için invertör tetikleme açısını dinamik olarak ayarlayın (örneğin, şebeke voltajı dalgalandığında geri besleme gücünü otomatik olarak azaltın).
Tipik Uygulama Senaryoları
Kaldırma ekipmanları: Ağır yüklerin boşaltılması sırasında motor güç üretir ve enerji geri besleme ünitesi yenilenebilir enerjinin %80'inden fazlasını geri kazanabilir.
Asansör sistemi: Dört kadranlı frekans konvertörleri, güç asansörünün modüler doğrultma tasarımında olduğu gibi, geri besleme frenlemesi yoluyla enerji tasarrufu sağlar.
Demiryolu Trafiği: Tren frenlemesi sırasında yüksek güç geri bildirimi, şebeke uyumluluğu desteğine ihtiyaç duyar.
Enerji tüketimli frenleme ve geri beslemeli frenlemenin karşılaştırılması
Özellikler Enerji Tüketimi Fren Enerjisi Geri Bildirimi
Direnç Enerjisi Isı Tüketimi Geri Bildirimi Şebeke Yeniden Kullanımı
Düşük verim (enerji israfı) Yüksek (enerji tasarrufu oranı %30'a kadar)
Düşük maliyet (sadece fren direnci gereklidir) Yüksek maliyet (karmaşık ters kontrol gereklidir)
Uygulanabilir güç Küçük ve orta güç (<100kW) Yüksek güç (>100kW)
Teknik Zorluklar ve Çözümler
Izgara Uyumluluğu
Şebeke geriliminin dalgalanma aralığının (örneğin ± %20) tespit edilmesi, geri besleme akımının şebekeye etki etmesinin önlenmesi için gereklidir.
Harmonik baskılama
Çok aşamalı filtreleme (LC+ aktif filtreleme gibi) kullanarak THD'yi (toplam harmonik bozulma) %5'in altına düşürün.
Dinamik Tepki
Kontrol devresi, bus hattındaki aşırı gerilimi önlemek için mod geçişini 10ms içinde tamamlamalıdır.