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能量回馈的工作原理与应用意义

来 源:  时 间:2017-07-24

  概述

  
  在电梯、矿山提升机、港口起重机、工厂离心机、油田抽油机等许多场合,都会伴随着负载势能、动能的变化。比如,提升机、起重机等在下放重物时势能会减小,离心机设备在停机时,动能会减小。而由能量守恒定律我们知道,能量是不会凭空消失的,那么这部分能量到哪里去了呢?答案是通过电机转换成为了再生电能。实际上,在采用变频调速的设备里,这部分电能一般是通过能耗制动电阻再转换为热能白白浪费掉了的。
  
  原理
  
  1、回馈节能基本原理
  
  将运动中负载上的机械能(位能、动能)通过能量回馈装置变换成电能(再生电能)并回送给交流电网,供附近其它用电设备使用,使电机拖动系统在单位时间消耗电网电能下降,从而达到节约电能的目的。
  
  2、回馈节能解决方案
  
  能量回馈装置的作用就是能有效的将电动机的再生电能高效回送给交流电网,供周边其它用电设备使用,节电效果十分明显,一般节电率可达15%~45%。此外,由于无电阻发热元件,机房温度下降,可以节省机房空调的耗电量,在许多场合,节约空调耗电量往往带来更优的节电效果。
  
  意义
  
  近年来,国内外对变频器的研究和应用取得飞速的进步,尤其是通用变频器在工业生产中得到了广泛的应用。当变频器驱动异步电动机在制动或者下放位能性负载过程中, 电动机处于再生制动状态,传动系统中的机械能通过电动机转换成电能,变频器中续流二极管将这种能量回馈到变频器直流侧电容C 中,使直流侧电压升高,产生泵升电压。
  
  特别是要求快速起、制动和频繁正、反转的调速系统,短时间内有很大的能量回馈,在电容上产生很高的泵升电压,若不及时释放这部分能量,则势必会引起变频器过压保护动作或造成主回路大功率器件的过压损坏。对这种泵升能量的处理方法基本上有两种:(1) 耗散到直流侧与电容器并联的“制动电阻”中,(2) 通过能量回馈电路使之回馈到交流电网中。前一种方式比较简单, 但经过电阻耗散能量,不仅浪费了能源,有时也会产生某些副作用,后一种方式虽然结构较为复杂,但提高了能源的利用率,尤其是对频繁起制动或长期带位能性负载下放的系统,会产生显著的节电效果。提出了一种新颖的能量回馈控制方案并设计了相应的电路,实验结果验证了该方法的正确性和有效性。

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关键词:能量、