Ανάκτηση ηλεκτρικής ενέργειας και χρήση της

Ο παραδοσιακός τρόπος για να απαλλαγείτε από την υπερβολική ενέργεια που απελευθερώνεται στο μετατροπείς συχνότητας κατά τη διάρκεια της πέδησης των ασύγχρονων κινητήρων που ελέγχονταν από αυτά, διαχέεται με τη μορφή θερμότητας στις αντιστάσεις. Οι αντιστάσεις πέδησης χρησιμοποιήθηκαν όπου υπήρχε μεγάλη αδράνεια του φορτίου, για παράδειγμα, σε φυγοκεντρητές, σε ηλεκτρικά οχήματα, σε καταστήματα φορτίων κ.λπ.

Μια τέτοια λύση ήταν απαραίτητη για τον περιορισμό της μέγιστης τάσης στους ακροδέκτες των μετατροπέων σε κατάσταση πέδησης. Διαφορετικά, οι μετατροπείς συχνότητας θα αποτύχουν, επειδή θα ήταν αδύνατον να ελέγξουν τις παραμέτρους επιτάχυνσης και πέδησης.

Οι αντιστάσεις πέδησης δεν επιβάρυναν οικονομικά τον εξοπλισμό, αλλά κάποιες δυσκολίες συνεπαγόταν πάντοτε. Οι αντιστάσεις είναι διαστατικές, είναι πολύ ζεστές, χρειάζονται προστασία από την υγρασία και τη σκόνη. Και όλα αυτά συνδέονται μόνο με το γεγονός ότι είναι απαραίτητο να διαλυθεί η σπατάλη ενέργειας, για την οποία η επιχείρηση πληρώνει χρήματα και τα χρήματα δεν είναι μικρά, ειδικά αν μιλάμε για παραγωγή μεγάλης κλίμακας.

Το καλοκαίρι, η πρόσθετη θέρμανση του περιβάλλοντος αέρα είναι ιδιαίτερα ανεπιθύμητη, επειδή ο τεχνολογικός εξοπλισμός είναι ήδη θερμαινόμενος από τον θερμό αέρα, και έπειτα υπάρχουν και αντιστάτες θερμαίνονται στους 100 βαθμούς και πάνω. Χρειάζεστε επιπλέον αερισμό - και πάλι κοστίζει.

Αλλά υπάρχει και άλλος τρόπος. Γιατί να διαλύσει μάταια την ενέργεια; Μπορείτε να το επιστρέψετε στο δίκτυο πίσω, και έτσι να εξοικονομήσετε ενέργεια. Στη συνέχεια έρχονται στη διάσωση συστήματα ανάκτησης ενέργειας.

Φυσικά, οι σημερινοί μετατροπείς συχνότητας μειώνουν σημαντικά την κατανάλωση ηλεκτρικού ρεύματος από τον εξοπλισμό, λόγω της βελτιστοποίησης της τροφοδοσίας κινητήρων διαφόρων τεχνολογικού εξοπλισμού, και αυτό εξοικονομεί πόρους. Αλλά η χρήση της ανάκτησης αυξάνει περαιτέρω την αποταμίευση. Η ενέργεια μπορεί να μην διαχέεται από τους αντιστάτες κατά τη διάρκεια της πέδησης, αλλά μπορεί να επιστραφεί στο δίκτυο λαμβάνοντας υπόψη τις τρέχουσες παραμέτρους του δικτύου.

Σήμερα, κορυφαίοι κατασκευαστές βιομηχανικών μηχανημάτων και εξοπλισμού εισάγουν ήδη τέτοια συστήματα σε ηλεκτρικά οχήματα: για τρόλεϊ, ηλεκτρικά τρένα, κυλιόμενες σκάλες, τραμ και, τέλος, για ηλεκτρικά αυτοκίνητα.

Πώς λειτουργεί το σύστημα ανάκτησης; Μια πηγή εναλλασσόμενου ρεύματος που τροφοδοτεί έναν κινητήρα ή άλλη εγκατάσταση πρέπει να είναι σε θέση να λαμβάνει ενέργεια πίσω. Για το σκοπό αυτό, αντί για ένα συμβατικό ανορθωτή, χρησιμοποιείται ένας μετατροπέας με διαμόρφωση εύρους παλμού. Ένας τέτοιος μετατροπέας είναι ικανός να κατευθύνει ροές ισχύος τόσο από μια πηγή σε έναν καταναλωτή όσο και από έναν καταναλωτή σε μια πηγή. Με αυτόν τον τρόπο μπορείτε να φέρετε τον παράγοντα ισχύος στην ενότητα.

Ένας τυπικός καταρράκτης IGBT του μετατροπέα συχνότητας που λειτουργεί στον τρόπο αποκατάστασης αντιπροσωπεύεται αρχικά ως ημιτονοειδής ανορθωτής ρεύματος, αλλά κατά την πέδηση παράγει ένα διαμορφωμένο σήμα παλμικού πλάτους, στο οποίο η κατεύθυνση του ρεύματος, όταν η τάση στα τερματικά είναι πάνω από ένα ορισμένο επίπεδο, δεν κατευθύνεται από το δίκτυο, και στο δίκτυο από το κύκλωμα καταναλωτή.

Η διαφορά τάσης μεταξύ του δικτύου παροχής και του κυκλώματος φορτίου εφαρμόζεται στον επαγωγέα ανάκτησης. Οι επαγωγικές συστολές αποκλείουν τις αρμονικές υψηλής συχνότητας και επιτυγχάνεται σχεδόν καθαρό ημιτονοειδές ρεύμα, δεν υπάρχει ανάγκη για συγχρονισμό εξοπλισμού, αρκεί να εφαρμοστούν τρεις παλμοί δοκιμής από τον διαμορφωτή PWM στο δίκτυο για να προσδιοριστεί η συχνότητα και η φάση της τάσης στην τρέχουσα στιγμή.

Ένα παράδειγμα είναι οι μετατροπείς συχνότητας με σύστημα ανάκτησης από τις Τεχνικές Ελέγχου, οι οποίες χρησιμοποιούνται, ειδικότερα, στα εργοστάσια Lamborghini και Nissan για την εξάσκηση δυναμικών πινάκων δοκιμών, καθώς και για κυλιόμενες κλίμακες και διάφορες μεταλλουργικές λύσεις.

Η ουσία είναι η ίδια παντού - μια αμφίδρομη ροή ενέργειας δημιουργείται τόσο στον καταναλωτή από το δίκτυο, από την πηγή, όσο και από τον καταναλωτή στο δίκτυο. Κατά τον σχεδιασμό συστημάτων ανάκτησης λαμβάνονται υπόψη διάφοροι παράγοντες: το εύρος τάσης δικτύου, η βαθμολογία του εξοπλισμού και ο συντελεστής ισχύος, η μέγιστη ισχύς λαμβάνοντας υπόψη την υπερφόρτωση, το επίπεδο των απωλειών.

Το διάγραμμα που φαίνεται στο σχήμα δείχνει μία λύση ενός μοτέρ, όπου η μονάδα κινητήρα και η μονάδα ανάκτησης είναι σε ένα αντίγραφο, οι τιμές τους είναι ίσες. Αλλά μερικές φορές εμφανίζονται υπερφόρτωση των κινητήρων και, στη συνέχεια, απαιτείται πιο ισχυρός μηχανισμός ανάκτησης προκειμένου να καλυφθεί το χαμηλότερο όριο τάσης και οι απώλειες κινητήρα.

Η ίδια αρχή εξασφαλίζει τη λειτουργία πολλών κινητήρων με πολλούς κινητήρες, ενώ παράλληλα τοποθετεί έναν ισχυρό κινητήρα ανάκτησης που μπορεί να περάσει από τη συνολική ισχύ για όλους τους κινητήρες του συστήματος, λαμβάνοντας υπόψη την πιθανότητα ταυτόχρονης φρεναρίσματος όλων των κινητήρων.

Για να περιοριστεί το ρεύμα εκκίνησης σε συστήματα με πολλούς κινητήρες, όταν συνδυάζονται οι λεωφορεία DC, χρησιμοποιούνται μονάδες θυρίστορ, που συνδέονται μέσω επαφών με πυκνωτές φορτισμένους με DC του μετατροπέα. Μετά τη φόρτιση των πυκνωτών, η μονάδα θυρίστορ είναι απενεργοποιημένη. Προφανώς, τα συστήματα ανάκτησης είναι διαμορφωμένα διαφορετικά και σχεδιάζονται ξεχωριστά.

Μιλώντας για την ανάκαμψη, δεν μπορούμε παρά να υπενθυμίσουμε τα αναγεννητικά συστήματα πέδησης που χρησιμοποιούνται στις σύγχρονες μηχανές υβριδικών αυτοκινήτων, όπου η βάση είναι η πορεία της ηλεκτρικής ανάκτησης της κινητικής ενέργειας.

Κάθε φορά που ένα αυτοκίνητο κινείται, η κινητική ενέργεια εκδηλώνεται. Αλλά όταν φρενάρει με τον παραδοσιακό τρόπο, η πλεονάζουσα ενέργεια χάνεται απλά με τη μορφή θερμότητας, τα τακάκια φρένων τρίβονται στους δίσκους των φρένων, σπαταλούν μάταια την κινητική ενέργεια, θερμαίνουν το υλικό τριβής και το μέταλλο, χάνουν τελικά θερμότητα στον περιβάλλοντα αέρα. Αυτή είναι μια πολύ σπάταλη προσέγγιση.

Το αναγεννητικό σύστημα πέδησης δεν καταναλώνει κινητική ενέργεια απλώς με τριβή για να φρενάρει. Αντ 'αυτού, χρησιμοποιείται ένας ηλεκτροκινητήρας που περιλαμβάνεται στο κιβώτιο ταχυτήτων, ο οποίος αρχίζει να λειτουργεί ως γεννήτρια κατά τη διάρκεια της πέδησης, μετατρέποντας τη ροπή στον άξονα στην ηλεκτρική φόρτιση της μπαταρίας και η ροπή πέδησης του δρομέα που προκύπτει από τη λειτουργία γεννήτριας δίνει στο αυτοκίνητο το επιθυμητό φρενάρισμα. Η ενέργεια που αποθηκεύεται στην μπαταρία με αυτόν τον τρόπο μετά από λίγο καιρό χρησιμεύει για τη μετακίνηση του αυτοκινήτου, δηλαδή, επαναχρησιμοποιείται.

Η αναγεννητική πέδηση σας επιτρέπει να μεγιστοποιήσετε τη χρήση του διαθέσιμου πόρου για κάθε φόρτιση της μπαταρίας και εξοικονομείτε πολύ καύσιμο. Δεδομένου ότι κατά τη διάρκεια της πέδησης, το 70% της κινητικής ενέργειας βρίσκεται στον εμπρόσθιο άξονα, το σύστημα ανάκτησης είναι τοποθετημένο στον μπροστινό άξονα προκειμένου να εξοικονομείται αποτελεσματικότερα η ενέργεια.

Η μέγιστη απόδοση φρεναρίσματος με ανάκτηση επιτυγχάνεται σε υψηλές ταχύτητες και σε χαμηλές ταχύτητες μειώνεται η απόδοση του συστήματος. Για το λόγο αυτό, μαζί με την αναγεννητική πέδηση, με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, υπάρχει σύστημα πέδησης τριβής. Η κοινή εργασία των δύο συστημάτων παρέχεται από έναν ηλεκτρονικό ελεγκτή.

Ο ελεγκτής εφαρμόζει διάφορες λειτουργίες: ελέγχει την ταχύτητα περιστροφής των τροχών, διατηρεί τη σωστή ροπή πέδησης, κατανέμει τη δύναμη πέδησης μεταξύ των φρένων ανάκτησης και τριβής και διατηρεί μια ροπή που είναι αποδεκτή για μια βέλτιστη φόρτιση της μπαταρίας.

Φυσικά, δεν υπάρχει άμεση μηχανική σύνδεση μεταξύ του πεντάλ φρένου και των τακάτων τριβής στα οχήματα αυτά. Η ηλεκτρονική μονάδα εξασφαλίζει τη σωστή αλληλεπίδραση του ABS, του συστήματος σταθερότητας της συναλλαγματικής ισοτιμίας, του συστήματος διανομής δύναμης πέδησης και του ενισχυτή φρένων έκτακτης ανάγκης.