Elektroenerģijas reģenerācija un tās izmantošana

Tradicionālais veids, kā atbrīvoties no liekās enerģijas, kas izdalās frekvences pārveidotāji Bremzējot asinhronos motorus, kurus tie kontrolē, siltumizolācija izdalījās uz rezistoriem. Bremzēšanas rezistori tika izmantoti visur, kur bija liela kravas inerce, piemēram, centrifūgās, uz elektriskajiem transportlīdzekļiem, uz kravas statīviem utt.

Šāds risinājums bija nepieciešams, lai bremzēšanas režīmā ierobežotu maksimālo spriegumu pārveidotāju spailēs. Pretējā gadījumā frekvences pārveidotāji nedarbotos, jo nebūtu iespējams kontrolēt paātrinājuma un bremzēšanas parametrus.

Bremzēšanas rezistori nav ekonomiski apgrūtinājuši aprīkojumu, taču vienmēr radās dažas neērtības. Rezistori ir izmēru, tie ir ļoti karsti, tiem nepieciešama aizsardzība pret mitrumu un putekļiem. Un tas viss ir saistīts tikai ar to, ka ir jāizkliedē izšķērdētā enerģija, par kuru uzņēmums maksā naudu, un nauda nav maza, it īpaši, ja mēs runājam par liela apjoma ražošanu.

Vasarā apkārtējā gaisa papildu sildīšana ir īpaši nevēlama, jo tehnoloģisko aprīkojumu jau silda silts gaiss, un tad ir arī rezistori, kas uzsildīti līdz 100 grādiem un augstāk. Nepieciešama papildu ventilācija - atkal izmaksas.

Bet ir arī cits veids. Kāpēc velti izkliedē enerģiju? Varat to atgriezt atpakaļ tīklā un tādējādi ietaupīt enerģiju. Tad viņi nonāk glābšanā enerģijas reģenerācijas sistēmas.

Protams, mūsdienu frekvences pārveidotāji ievērojami samazina iekārtu patērēto elektrību, pateicoties dažādu tehnoloģisko iekārtu motoru barošanas optimizācijai, un tas ietaupa resursus. Bet rekuperācijas izmantošana vēl vairāk palielina ietaupījumus. Bremzēšanas laikā rezistori enerģiju var neizkliedēt, bet to var atgriezt tīklā, ņemot vērā pašreizējos tīkla parametrus.

Mūsdienās vadošie rūpniecības mašīnu un iekārtu ražotāji jau ievieš šādas sistēmas elektriskajos transportlīdzekļos: trolejbusiem, elektrovilcieniem, eskalatoriem, tramvajiem un visbeidzot - elektriskajām automašīnām.

Kā darbojas atkopšanas sistēma? Maiņstrāvas avotam, kas piegādā motoru vai citu instalāciju, jāspēj uzņemt enerģiju atpakaļ. Šim nolūkam parasta taisngrieža vietā tiek izmantots modulēts pārveidotājs ar impulsa platumu. Šāds pārveidotājs spēj novirzīt enerģijas plūsmas gan no avota uz patērētāju, gan no patērētāja uz avotu. Šis veids ļauj jums apvienot jaudas koeficientu.

Tipisks IGBT frekvences pārveidotāja kaskāde, kas darbojas atkopšanas režīmā, sākotnēji tiek uzrādīts kā sinusoidāls strāvas taisngriezis, bet, bremzējot, tas ģenerē impulsa platuma modulētu signālu, kurā strāvas virziens, kad spriegums spailēs ir virs noteikta līmeņa, netiek virzīts no tīkla, un no tīkla no patērētāja ķēdes.

Atjaunošanas induktoram tiek piemērota sprieguma starpība starp piegādes tīklu un slodzes ķēdi. Induktivitāte bloķē augstfrekvences harmonikas, un tiek iegūta gandrīz tīra sinusoidālā strāva, nav nepieciešams sinhronizācijas aprīkojums, pietiek ar trīs testa impulsu pievadīšanu no PWM modulatora tīklā, lai noteiktu sprieguma frekvenci un fāzi pašreizējā brīdī.

Kā piemēru var minēt frekvences pārveidotājus ar vadības paņēmieniem no vadības tehnikas, kurus jo īpaši izmanto Lamborghini un Nissan rūpnīcās, lai darbinātu dinamiskos testa solus, kā arī uz eskalatoriem un dažādiem metalurģiskiem risinājumiem.

Būtība visur ir vienāda - divvirzienu enerģijas plūsma tiek radīta gan patērētājam no tīkla, gan no avota, gan no patērētāja uz tīklu. Projektējot reģenerācijas sistēmas, tiek ņemti vērā vairāki faktori: tīkla sprieguma diapazons, iekārtas nominālais un jaudas koeficients, maksimālā jauda, ​​ņemot vērā pārslodzi, zaudējumu līmenis.

Attēlā parādītā diagramma parāda viena dzinēja risinājumu, kur motora piedziņa un rekuperatora piedziņa ir vienā eksemplārā, to vērtības ir vienādas. Bet dažreiz notiek motora pārslodze, un pēc tam ir nepieciešams jaudīgāks atkopšanas piedziņa, lai segtu zemāko sprieguma robežu un motora zaudējumus.

Tas pats princips nodrošina vairāku motoru darbību ar vairākām motoru piedziņām, vienlaikus ieliekot vienu jaudīgu piedziņas piedziņu, kas var iziet cauri visu sistēmas dzinēju kopējai jaudai, ņemot vērā visu motoru vienlaicīgas bremzēšanas iespēju.

Sākuma strāvas ierobežošanai sistēmās ar vairākiem motoriem, apvienojot līdzstrāvas kopnes, tiek izmantoti tiristora moduļi, kas savienoti ar kontaktoriem ar pārveidotāja DC uzlādētiem kondensatoriem. Pēc kondensatoru uzlādes tiristora modulis tiek izslēgts. Acīmredzot atkopšanas sistēmas ir konfigurētas atšķirīgi un ir izstrādātas individuāli.

Runājot par atveseļošanos, nevar tikai atsaukt atmiņā reģeneratīvās bremzēšanas sistēmas, kuras izmanto mūsdienu hibrīdauto motoros, kur pamats ir kinētiskās enerģijas elektriskās atjaunošanās ceļš.

Ikreiz, kad automašīna pārvietojas, izpaužas kinētiskā enerģija. Bet, bremzējot tradicionālā veidā, liekā enerģija tiek zaudēta vienkārši siltuma veidā, bremžu kluči berzē pret bremžu diskiem, velti tērē kinētisko enerģiju, silda berzes materiālu un metālu, galu galā zaudējot siltumu apkārtējam gaisam. Šī ir ļoti izšķērdīga pieeja.

Atjaunojošā bremzēšanas sistēma patērē kinētisko enerģiju tikai berzes dēļ, lai bremzētu. Tā vietā tiek izmantots transmisijā iekļauts elektromotors, kurš bremzēšanas laikā sāk darboties kā ģenerators, pārvēršot griezes momentu uz vārpstu akumulatora uzlādē, un ģeneratora režīmā radītā rotora bremzēšanas moments nodrošina automašīnai vēlamo bremzēšanu. Šādā veidā akumulatorā uzkrātā enerģija pēc kāda laika atkal kalpo automašīnas pārvietošanai, tas ir, tā tiek izmantota atkārtoti.

Bremzēšana ar reģeneratīvu ļauj maksimāli izmantot katra akumulatora uzlādes pieejamos resursus, un degviela tiek ievērojami ietaupīta. Tā kā bremzēšanas laikā 70% kinētiskās enerģijas atrodas uz priekšējās ass, enerģijas taupīšanas nolūkā reģenerācijas sistēma ir uzstādīta uz priekšējās ass.

Vislielākā reģeneratīvās bremzēšanas efektivitāte tiek sasniegta, braucot lielā ātrumā, un, braucot ar mazu ātrumu, sistēmas efektivitāte samazinās. Šī iemesla dēļ kopā ar reģeneratīvo bremzēšanu vienā vai otrā veidā darbojas berzes bremžu sistēma. Abu sistēmu kopīgo darbu nodrošina elektroniskais kontrolieris.

Kontrolieris realizē vairākas funkcijas: kontrolē riteņu griešanās ātrumu, uztur pareizu bremzēšanas momentu, sadala bremzēšanas spēku starp atjaunošanas un berzes bremzēm un uztur griezes momentu, kas ir pieņemams optimālai akumulatora uzlādei.

Protams, šādos transportlīdzekļos starp bremžu pedāli un berzes klučiem nav tieša mehāniska savienojuma. Elektroniskais bloks nodrošina pareizu ABS, maiņas kursa stabilitātes sistēmas, bremzēšanas spēka sadales sistēmas un avārijas bremzēšanas pastiprinātāja mijiedarbību.