Обнављање електричне енергије и њена употреба

Традиционални начин да се ослободите вишка енергије која се ослобађа претварачи фреквенције током кочења асинхроних мотора којима управљају, распршио се у облику топлоте на отпорницима. Кочиони отпорници су коришћени где год је постојала велика инерција оптерећења, на пример, у центрифугама, на електричним возилима, на теретним постољима итд.

Такво решење било је неопходно како би се ограничио максимални напон на стезаљкама претварача у режиму кочења. У супротном, претварачи фреквенције би покварили, јер не би било могуће контролирати параметре убрзања и кочења.

Кочиони отпорници нису оптерећивали опрему економски, али су неке непријатности довеле до тога. Отпори су димензионални, веома су врући, потребна им је заштита од влаге и прашине. А све је то повезано само с чињеницом да је потребно расипати изгубљену енергију, за коју предузеће плаћа новац, а новац није мали, поготово ако говоримо о великосеријској производњи.

Љети је додатно гријање околног зрака посебно непожељно, јер се технолошка опрема већ загријава топлим зраком, а затим постоје и отпорници загријани до 100 степени и више. Потребна вам је додатна вентилација - опет трошкови.

Али постоји други начин. Зашто узалуд трошите енергију? Можете је вратити натраг у мрежу и тако уштедјети енергију. Тада им помажу системи за поврат енергије.

Наравно, данашњи фреквентни претварачи увелико смањују потрошњу електричне енергије опремом, захваљујући оптимизацији начина напајања мотора различитом технолошком опремом, а то штеди ресурсе. Али употреба опоравка додатно повећава уштеде. Отпори се током кочења не могу расипати по енергији, али се могу вратити у мрежу узимајући у обзир тренутне мрежне параметре.

Данас водећи произвођачи индустријских машина и опреме већ примењују такве системе на електричним возилима: за тролејбусе, електричне возове, ескалаторе, трамваје и на крају - за електричне аутомобиле.

Како функционише систем за опоравак? Наизменични извор струје који напаја мотор или другу инсталацију мора бити у могућности да узме енергију. За то се уместо класичног исправљача користи модулисани претварач ширине импулса. Такав претварач је у стању да усмерава протоке снаге и од извора до потрошача, и од потрошача до извора. На овај начин омогућава се да фактор снаге доведете до јединства.

Типична ИГБТ каскада претварача фреквенције која ради у режиму опоравка испрва је представљена као синусоидни исправљач струје, али при кочењу ствара сигнал који је модулисан импулсном ширином, при чему смер струје, када је напон на терминалима изнад одређеног нивоа, није усмерен од мреже, и на мрежу из потрошачког круга.

Разлика напона између опскрбне мреже и круга оптерећења примјењује се на индуктор опоравка. Индукција блокира високофреквентне хармонике и добије се скоро чиста синусоидна струја, нема потребе за опремом за синхронизацију, довољно је да на мрежу примените три испитна импулса из ПВМ модулатора да одредите фреквенцију и фазу напона у тренутном тренутку.

Пример су фреквенцијски претварачи са системом опоравка из контролних техника, који се, нарочито, користе у фабрикама Ламборгхини и Ниссан за покретање динамичких тестних столова, као и на покретним степеницама и разним металуршким решењима.

Суштина је иста свуда - ствара се двосмерни проток енергије како према потрошачу из мреже, тако и од извора и од потрошача до мреже. Приликом дизајнирања система за опоравак узимају се у обзир бројни фактори: опсег напона мреже, оцјена опреме и фактор снаге, максимална снага која узима у обзир преоптерећење, ниво губитака.

Дијаграм приказан на слици приказује решење са једним мотором, где су погон и рекуператор погон у сваком примерку, а њихове вредности су једнаке. Али понекад се догоди преоптерећење мотора и тада је потребан снажнији погон за опоравак да би се покрили доња граница напона и губици мотора.

Исти принцип осигурава рад неколико мотора са неколико моторних погона, истовремено постављајући један снажни погон за опоравак који може проћи укупну снагу за све моторе у систему, узимајући у обзир могућност истовременог кочења свих мотора.

Да би се ограничила стартна струја у системима са неколико мотора, када се комбинују једносмерне вредности, користе се тиристорски модули, који су помоћу контактора спојени на истосмјерне кондензаторе претварача. Након пуњења кондензатора тиристорски модул се искључује. Очигледно је да су системи за опоравак конфигурирани другачије и дизајнирани су индивидуално.

Када је у питању опоравак, не можемо се присјетити регенеративних система кочења који се користе у савременим хибридним аутомобилским моторима, гдје је основа пут електричног поврата кинетичке енергије.

Кад год се аутомобил креће, очитује се кинетичка енергија. Али када се кочи на традиционалан начин, вишак енергије се једноставно губи у облику топлоте, кочионе плочице трљају се о кочионе дискове, узалуд троше кинетичку енергију, загревају трећи материјал и метал, чиме се на крају губи топлота околног ваздуха. Ово је врло расипан приступ.

Регенеративни систем кочења не троши кинетичку енергију само трењем да би се кочио. Уместо тога, користи се електромотор укључен у пренос, који почиње да делује као генератор током кочења, претвара обртни момент на осовини у електричну енергију која пуни батерију, а кочиони момент ротора који настаје у режиму генератора даје аутомобилу жељену кочницу. На тај начин ускладиштена енергија у батерији поново служи за померање аутомобила, односно поново се користи.

Регенеративно кочење омогућава вам да максимално искористите расположиви ресурс за свако пуњење батерије, а гориво се увелико штеди. Будући да се током кочења 70% кинетичке енергије налази на предњој осовини, систем за опоравак се поставља на предњу осовину како би се ефикасније уштедјела енергија.

Највећа ефикасност регенеративног кочења постиже се при великим брзинама, а при малим брзинама, ефикасност система опада. Из тог разлога, заједно са регенеративним кочењем, на овај или онај начин, присутан је и систем кочења са трењем. Заједнички рад два система обезбеђује електронски контролер.

Регулатор има бројне функције: контролира брзину ротације точкова, одржава исправни момент кочења, распоређује кочну силу између кочница за опоравак и трење и одржава закретни момент који је прихватљив за оптимално пуњење батерије.

Наравно, не постоји директна механичка веза између папучице кочнице и торних јастучића у таквим возилима. Електронска јединица осигурава исправну интеракцију АБС-а, система стабилности течаја, система расподјеле кочионе силе и појачаног појачавања кочнице.