Gjenvinning av elektrisk energi og bruken

Den tradisjonelle måten å bli kvitt overflødig energi frigjort i frekvensomformere under oppbremsing av de asynkrone motorene som ble kontrollert av dem, ble den spredt i form av varme på motstandene. Bremsemotstander ble brukt uansett hvor det var en høy treghet i belastningen, for eksempel i sentrifuger, på elektriske kjøretøy, på lastestativ osv.

En slik løsning var nødvendig for å begrense maksimal spenning ved terminalene til omformerne i bremsemodus. Ellers ville frekvensomformerne mislykkes, fordi det ville være umulig å kontrollere parametrene for akselerasjon og bremsing.

Bremsemotstandene belastet ikke utstyret økonomisk, men noen ulemper innebar alltid. Motstander er dimensjonale, de er veldig varme, de trenger beskyttelse mot fuktighet og støv. Og alt dette henger bare sammen med det faktum at det er nødvendig å spre bort bortkastet energi, som bedriften betaler penger for, og pengene er ikke små, spesielt hvis vi snakker om storstilt produksjon.

Om sommeren er ekstra oppvarming av den omkringliggende luften spesielt uønsket, fordi det teknologiske utstyret allerede er oppvarmet med varm luft, og da er det også motstander oppvarmet til 100 grader og over. Trenger ekstra ventilasjon - koster igjen.

Men det er en annen måte. Hvorfor spre energi forgjeves? Du kan returnere den til nettverket tilbake, og dermed spare energi. Så kommer de til unnsetning energigjenvinningssystemer.

Selvfølgelig reduserer dagens frekvensomformere kraftig forbruket av utstyr med utstyr, på grunn av optimaliseringen av strømforsyningsmetoden for motorer av forskjellige teknologiske utstyr, og dette sparer ressurser. Men bruk av utvinning øker besparelsen ytterligere. Det kan hende at energi ikke ledes av motstander under bremsing, men kan returneres til nettverket under hensyntagen til de gjeldende nettverksparametrene.

I dag implementerer allerede ledende produsenter av industrimaskiner og utstyr slike systemer på elektriske kjøretøyer: for trolleybusser, elektriske tog, rulletrapper, trikker og til slutt - for elbiler.

Hvordan fungerer utvinningssystemet? En vekselstrømskilde som forsyner en motor eller annen installasjon, må kunne ta energi tilbake. I stedet for en konvensjonell likeretter benyttes en pulsbreddemodulert omformer. En slik omformer er i stand til å lede strømstrømmer både fra en kilde til en forbruker, og fra en forbruker til en kilde. På denne måten kan du bringe maktfaktoren til enhet.

En typisk IGBT-kaskade for frekvensomformeren som opererer i gjenopprettingsmodus, presenteres opprinnelig som en sinusformet strømlikretter, men når den bremser genererer den et pulsbreddemodulert signal, hvor strømens retning, når spenningen ved terminalene er over et visst nivå, ikke er rettet fra nettverket, og til nettverket fra forbrukerkretsen.

Spenningsforskjellen mellom forsyningsnettet og lastkretsen påføres gjenvinningsinduktoren. Induktans blokkerer høyfrekvente harmonikker, og en nesten ren sinusformet strøm oppnås, det er ikke behov for synkroniseringsutstyr, det er nok å påføre tre testpulser fra PWM-modulatoren til nettverket for å bestemme frekvensen og fasen av spenningen i det aktuelle øyeblikket.

Et eksempel er frekvensomformere med et gjenopprettingssystem fra Control Techniques, som spesielt brukes på Lamborghini og Nissan fabrikker for å drive dynamiske testbenker, så vel som rulletrapper og forskjellige metallurgiske løsninger.

Essensen er den samme overalt - det skapes en toveis energiflyt både til forbrukeren fra nettverket, fra kilden og fra forbrukeren til nettverket. Ved utforming av utvinningssystemer tas det hensyn til en rekke faktorer: nettspenningsområde, utstyrsrangering og effektfaktor, maksimal effekt under hensyntagen til overbelastning, tapnivå.

Diagrammet som er vist på figuren viser en enmotors løsning, der motordrevet og varmeveksleren er hver i ett eksemplar, og verdiene deres er like. Men noen ganger oppstår overbelastning av motoren, og da kreves en kraftigere gjenopprettingsdrev for å dekke nedre spenningsgrense og tap av motor.

Det samme prinsippet sikrer driften av flere motorer med flere motordrev, mens du setter en kraftig gjenopprettingsdrev som kan passere gjennom den totale kraften for alle motorene i systemet, under hensyntagen til muligheten for samtidig bremsing av alle motorene.

For å begrense startstrømmen i systemer med flere motorer, når DC-bussene kombineres, brukes tyristormoduler, koblet av kontaktorer til DC-ladede kondensatorer på omformeren. Etter lading av kondensatorene er tyristormodulen slått av. Det er klart, gjenopprettingssystemer er konfigurert på en annen måte og er designet individuelt.

Når vi snakker om utvinning, kan man ikke la være å huske de regenerative bremsesystemene som brukes i moderne hybridbilmotorer, der grunnlaget er banen til elektrisk utvinning av kinetisk energi.

Hver gang en bil beveger seg, manifesteres kinetisk energi. Men når du bremser på tradisjonell måte, blir overflødig energi ganske enkelt tapt i form av varme, bremseklosser gnir mot bremseskiver, sløser bort kinetisk energi, oppvarmer friksjonsmateriale og metall, og mister til slutt varme til omgivelsene. Dette er en veldig sløsende tilnærming.

Det regenerative bremsesystemet bruker ikke kinetisk energi bare ved friksjon for å bremse. I stedet brukes en elektrisk motor som er inkludert i girkassen, som begynner å fungere som en generator under bremsing, konvertere dreiemomentet på akselen til strøm som lader batteriet, og bremsemomentet til rotoren som oppstår i generatormodus gir bilen ønsket bremsing. Energien som er lagret i batteriet på denne måten etter en tid igjen tjener til å flytte bilen, det vil si at den brukes på nytt.

Regenerativ bremsing lar deg maksimere bruken av den tilgjengelige ressursen for hver batterilading, og drivstoff spares kraftig. Siden ved bremsing faller 70% av den kinetiske energien på forakselen, er gjenvinningssystemet også montert på forakselen for å spare energi mer effektivt.

Den største effektiviteten av regenerativ bremsing oppnås ved høye hastigheter, og ved lave hastigheter, reduseres effektiviteten til systemet. Av denne grunn, sammen med regenerativ bremsing, på en eller annen måte, er et friksjonsbremsesystem til stede. Det felles arbeidet til de to systemene er levert av en elektronisk kontroller.

Kontrolleren implementerer en rekke funksjoner: den styrer rotasjonshastigheten til hjulene, opprettholder riktig bremsemoment, fordeler bremsekraften mellom gjenvinnings- og friksjonsbremsene, og opprettholder et dreiemoment som er akseptabelt for en optimal batterilading.

Selvfølgelig er det ingen direkte mekanisk forbindelse mellom bremsepedalen og friksjonsputene i slike kjøretøy. Den elektroniske enheten sikrer riktig samhandling av ABS, systemet med valutakursstabilitet, bremsekraftfordelingssystemet og nødbremseforsterkeren.