Son yıllarda, endüstriyel çağın gelişmesiyle birlikte, enerji geri besleme teknolojisinin uygulanması giderek daha yaygın hale geliyor. Asansörlerde, maden asansörlerinde, liman vinçlerinde, fabrika santrifüjlerinde, petrol sahası pompalarında ve diğer birçok durumda, yük potansiyeli ve kinetik enerjide değişiklikler meydana gelir. Örneğin, asansörlerde, vinçlerde ve ağır yüklerin diğer mekanik boşaltımında enerji azalır ve santrifüj ekipmanı çalışmadığında kinetik enerji azalır. Enerji korunumu yasasına göre, enerjinin havadan kaybolmayacağını biliyoruz, peki enerjinin bu kısmı nereye gitti? Cevap, motor tarafından yenilenebilir elektriğe dönüştürülmesidir. Aslında, değişken frekans kontrolü kullanan ekipmanlarda, elektriğin bu kısmı genellikle fren direncinin ısıya dönüştürülmesiyle boşa harcanır.
Yenilenebilir elektriğin bu kısmını şebekeye geri döndüren bir cihaz varsa, bu kısım elektrik tasarrufu sağlayabilir ve enerji tüketiminde tasarruf sağlayabilir. Enerji geri besleme cihazı da böyle bir üründür. Güç elektroniği dönüşüm teknolojisini kullanan cihazın temel görevi, yukarıdaki ekipmanın çalışma sürecinde ürettiği yenilenebilir elektriği şebekeye senkron AC gücüne dönüştürerek elektrik tasarrufu sağlamaktır.
Genel frekans invertörleri, asenkron motorlar ve mekanik yüklerden oluşan geleneksel frekans kontrol sisteminde, motor tarafından tahrik edilen bit enerjisi yükü boşaldığında, motor rejeneratif güç üretimi frenleme durumunda olabilir; veya motor yüksek hızdan düşük hıza yavaşladığında (durma dahil), frekans düşebilir, ancak motorun mekanik ataleti nedeniyle motor rejeneratif güç üretimi durumunda olabilir ve iletim sisteminde depolanan mekanik enerji, motor tarafından elektriğe dönüştürülür ve bu elektrik, invertörün altı adet sürekli akım diyotu aracılığıyla invertörün DC devresine geri döndürülür.
Genel olarak frekans konvertörlerinde yenilenebilir enerjinin işlenmesinde en sık kullanılan iki yöntem vardır:
(1) DC devresine yapay olarak yerleştirilen kapasitörle paralel olarak "fren direnci"ne dağılır, buna dinamik frenleme durumu denir;
(2) Şebekeye geri dönmek için, geri beslemeli frenleme durumu (rejeneratif frenleme durumu olarak da bilinir) olarak adlandırılır. Ayrıca, dış etkenler nedeniyle motorun çalıştırılmadan önce hassas park etmesi veya motor freninin düzensiz dönmesi gereken durumlarda kullanılabilen bir frenleme yöntemi, yani DC frenleme de mevcuttur.
Enerji Freni
DC devresinde ayarlanan fren direncinin, motorun yenilenebilir elektriğini emmek için kullanılmasına enerji tüketimli frenleme denir. Avantajları, basit yapısı, şebekeyi kirletmemesi (geri beslemeli üretime kıyasla) ve düşük maliyetidir. Dezavantajı ise, özellikle sık frenleme çok fazla enerji tükettiğinde ve fren direnci kapasitesi arttığında düşük çalışma verimliliğidir.
Genel frekans dönüştürücülerde, küçük güç frekans dönüştürücülerinde (22 kW'ın altında) dahili bir fren ünitesi bulunur, sadece fren direnci eklenmesi gerekir. Yüksek güç frekans dönüştürücülerinde (22 kW'ın üzerinde) ise harici bir fren ünitesi ve fren direnci gerekir.
Geribildirim Freni
Enerji geri beslemeli frenleme, voltaj, frekans ve faz kontrolü, geri besleme akımı kontrolü ve diğer koşulları gerektirir. Bu, yenilenebilir elektriği aynı frekans ve fazdaki AC güçle şebekeye geri döndürerek frenlemeyi sağlayan aktif geri besleme teknolojisinin kullanılmasıdır.
Geri beslemeli frenlemenin avantajı, dört bölgede çalışabilmesi ve elektrik enerjisi geri beslemesinin sistemin verimliliğini artırmasıdır. Dezavantajları ise şunlardır:
(1) Bu geri besleme frenleme yöntemi, arızalanması kolay olmayan sabit bir şebeke voltajında (şebeke voltajı dalgalanması %10'dan fazla olmadığında) kullanılabilir. Çünkü güç üretim freni çalışırken, şebeke voltajı arıza süresi 2 ms'den fazla olduğunda, faz değişimi arızası meydana gelebilir ve cihaz hasar görebilir.
(2) Geri beslemede şebekeye harmonik kirlilik vardır.
(3) Karmaşık kontrol, yüksek maliyet.
Yurt içinde ve yurt dışında frekans konvertörlerinin araştırma ve uygulamalarının hızla ilerlemesiyle, özellikle üniversal frekans konvertörleri endüstriyel üretimde yaygın olarak kullanılmaya başlandığından, enerji geri besleme teknolojisi giderek daha fazla yeniden kullanılacaktır.