Режим зворотного зв'язку по енергії дозволяє повертати енергію назад у мережу шляхом реверсування відновлюваної електроенергії, що виробляється під час гальмування двигуна, на змінний струм тієї ж частоти, що й мережа, замість споживання енергії через резистори. Його основні процеси включають:
Перетворення енергії: У стані вироблення енергії електродвигуна обмотка статора генерує зворотний індукційний струм, який після випрямлення інвертором збільшує напругу шини постійного струму.
Зворотне керування: Коли напруга материнської плати перевищує порогове значення (наприклад, у 1,2 рази більше ефективного значення напруги мережі), керований трансформатор (наприклад, IGBT) перемикається в активний інвертований стан, перетворюючи постійний струм на змінний, що подається до мережі.
Синхронне регулювання: схема керування визначає напругу, частоту та фазу мережі в режимі реального часу, щоб забезпечити синхронізацію струму зворотного зв'язку з мережею та уникнути гармонійного забруднення.
Ключові компоненти та функції
Модуль живлення
Він складається з IGBT, який контролює напрямок потоку енергії за допомогою ШІМ-модуляції для досягнення перемикання режимів випрямлення та реверсу.
Потрібно витримувати удари високої напруги, такі як перетворювач частоти ліфта з використанням чотирьох квадрантних модулів для підтримки двонаправленого потоку енергії.
Схема фільтра
Гармоніка високого рівня, що генерується процесом реверсування, фільтрується, зазвичай за допомогою LC-контурів, щоб забезпечити відповідність якості зворотного зв'язку стандартам мережі.
Схема керування
Динамічно регулюйте кут спрацьовування інвертора для підтримки стабільності напруги материнської плати (наприклад, автоматично зменшуйте потужність зворотного зв'язку, коли напруга мережі коливається).
Типові сценарії застосування
Вантажопідйомне обладнання: Під час розвантаження важких вантажів двигун генерує енергію, а блок зворотного зв'язку може відновлювати понад 80% відновлюваної енергії.
Система ліфта: Чотириквадрантні перетворювачі частоти досягають економії енергії завдяки гальмівній системі зі зворотним зв'язком, такій як модульна конструкція випрямлення силового ліфта.
Залізничний рух: Зворотний зв'язок високої потужності під час гальмування поїзда, потрібна підтримка сумісності з мережею.
Порівняння споживання енергії при гальмуванні та гальмуванні зі зворотним зв'язком
Характеристики Споживання енергії Зворотній зв'язок щодо енергії гальмування
Енергія для резисторів, споживання тепла, зворотний зв'язок для повторного використання в мережі
Низька ефективність (втрати енергії) Висока (коефіцієнт економії енергії до 30%)
Низька вартість (потрібен лише гальмівний опір). Висока вартість (потрібне складне керування реверсом).
Застосовувана потужність Мала та середня потужність (<100 кВт) Висока потужність (>100 кВт)
Технічні проблеми та рішення
Сумісність з мережею
Необхідно виявляти діапазон коливань напруги мережі (наприклад, ± 20%), щоб уникнути впливу струму зворотного зв'язку на мережу.
Придушення гармонік
Зменште коефіцієнт гармонійних спотворень (THD) до <5% за допомогою багатоступеневої фільтрації (наприклад, активної фільтрації LC+).
Динамічна відповідь
Схема керування повинна завершити перемикання режимів протягом 10 мс, щоб запобігти перенапрузі шини.