Phanh phản hồi chuyển đổi điện năng tái tạo của động cơ thành điện xoay chiều trở lại lưới điện ở cùng tần số với lưới điện thông qua công nghệ đảo chiều chủ động để đạt được khả năng thu hồi năng lượng. Cốt lõi của nó là:
Phát hiện điện áp: kích hoạt phản hồi khi điện áp bus DC vượt quá 1,2 lần giá trị hiệu dụng của điện áp lưới (chẳng hạn như hệ thống 400V lên đến 678V).
Điều khiển đồng bộ: Cần phải phát hiện chính xác tần số và pha của lưới (sai số < 1°) để đảm bảo dòng điện phản hồi được đồng bộ với lưới.
Giới hạn dòng điện: Kiểm soát dòng điện phản hồi thông qua điều chế PWM để tránh tình trạng quá dòng gây ô nhiễm lưới điện (THD < 5%).
Phân loại kỹ thuật và các tình huống ứng dụng
Loại kịch bản ứng dụng triển khai
Phản hồi DC, Nối ngược Diode, Phản hồi tới Bo mạch chủ DC, Động cơ DC, Đầu máy điện
Biến tần cầu phản hồi AC + Bộ lọc LC, Động cơ không đồng bộ phản hồi lưới AC, Bộ biến tần tần số công suất cao
Phản hồi hỗn hợp kết hợp với các thiết bị lưu trữ năng lượng (ví dụ: siêu tụ điện) để đệm cho sự bất ổn của lưới điện hoặc các hệ thống ngoài lưới điện
Các chỉ số hiệu suất chính
Hiệu suất: hiệu suất phản hồi điển hình ≥95%, hệ thống công suất cao (> 100kW) có thể đạt 97%.
Thời gian phản hồi: Độ trễ <10ms từ khi phát hiện đến khi quá áp và phản hồi khi khởi động.
Giảm sóng hài: Đạt tiêu chuẩn IEC 61000-3-2 (THD < 5%).
Các tình huống ứng dụng điển hình
Tải trọng quán tính lớn: như máy ly tâm, máy cán, năng lượng tái tạo khi phanh có thể đạt tới 30% công suất định mức của động cơ.
Tải năng lượng bit: khi thang máy hoặc cần cẩu rơi, thế năng hấp dẫn được chuyển đổi thành năng lượng điện trở lại lưới điện.
Phanh nhanh: thời gian phanh trục chính của máy công cụ giảm hơn 50%.
Lựa chọn và cân nhắc
Khả năng tương thích với lưới điện: Biến động điện áp lưới điện phải ≤15%, nếu không có thể làm hỏng thiết bị.
Thiết kế tản nhiệt: Nhiệt độ tiếp giáp IGBT cần <125℃, làm mát bằng không khí cưỡng bức khi tốc độ gió ≥2m/s.
Chức năng bảo vệ: ngưỡng bảo vệ quá áp/quá dòng cần phải điều chỉnh được (ví dụ: gấp 1,2 lần điện áp lưới).
So sánh với các chế độ phanh khác
Chế độ phanh Xử lý năng lượng Nhược điểm của kịch bản ứng dụng
Tiêu thụ năng lượng Tiêu thụ nhiệt cản phanh Công suất trung bình và nhỏ, hiệu suất phanh tần số thấp, nhiệt độ cao
Lưới phản hồi lực phanh Công suất cao, điều khiển phanh thường xuyên phức tạp, chi phí cao
Phanh DC Stator Pass Phanh điện DC Đỗ xe chính xác, phanh tốc độ thấp chỉ sử dụng trong thời gian ngắn