Sähköenergian talteenotto ja sen käyttö

Perinteinen tapa päästä eroon ylimääräisestä energiasta, joka vapautuu taajuusmuuttajat niiden ohjaamien asynkronisten moottorien jarrutuksen aikana se häviää lämmön muodossa vastuksille. Jarruvastuksia käytettiin kaikkialla, missä kuorman hitaus oli korkea, esimerkiksi sentrifugeissa, sähköajoneuvoissa, tavaratelineissä jne.

Tällainen ratkaisu oli välttämätön enimmäisjännitteen rajoittamiseksi muuntimien liittimissä jarrutustilassa. Muuten taajuusmuuttajat epäonnistuvat, koska kiihtyvyys- ja jarrutusparametreja olisi mahdotonta hallita.

Jarruvastukset eivät rasittaneet laitetta taloudellisesti, mutta siitä aiheutui aina poikkeuksia. Vastukset ovat mitoitettuja, ne ovat erittäin kuumia, ne tarvitsevat suojan kosteudelta ja pölyltä. Ja kaikki tämä liittyy vain siihen tosiseikkaan, että hukkaan energiaa on hajotettava, josta yritys maksaa rahaa, eikä raha ole pieni, varsinkin jos puhutaan suurtuotannosta.

Ympäröivän ilman lisälämmitys on kesällä erityisen toivottavaa, koska teknologiset laitteet lämmitetään jo lämpimällä ilmalla, ja silloin on myös vastuksia, jotka on lämmitetty 100 asteeseen ja sen yli. Tarvitsetko lisäilmanvaihtoa - jälleen kustannukset.

Mutta on toinen tapa. Miksi energiaa turhaan? Voit palauttaa sen takaisin verkkoon ja säästää siten energiaa. Sitten he auttavat energian talteenottojärjestelmät.

Tietysti nykypäivän taajuusmuuttajat vähentävät huomattavasti laitteiden sähkönkulutusta erilaisten teknologisten laitteiden moottoreiden virransyöttötavan optimoinnin takia, mikä säästää resursseja. Mutta toipumisen käyttö lisää säästöjä entisestään. Vastukset eivät saa kuluttaa energiaa jarrutuksen aikana, mutta ne voidaan palauttaa verkkoon ottaen huomioon nykyiset verkkoparametrit.

Nykyään johtavat teollisuuskoneiden ja -laitteiden valmistajat ovat jo ottamassa tällaisia ​​järjestelmiä käyttöön sähköajoneuvoissa: vaunuissa, sähköjunissa, liukuportaissa, raitiovaunuissa ja viimeinkin sähköajoneuvoissa.

Kuinka palautusjärjestelmä toimii? Moottoria tai muuta asennusta käyttävän vaihtovirtalähteen on kyettävä ottamaan energiaa takaisin. Tätä varten käytetään tavanomaisen tasasuuntaajan sijasta pulssileveysmoduloitua muunninta. Tällainen muunnin pystyy ohjaamaan virran virtaukset sekä lähteestä kuluttajalle että kuluttajalta lähteelle. Tällä tavalla voit saada tehokertoimen yhtenäisyyteen.

Takaisinkytkentämoodissa toimivan taajuusmuuttajan tyypillinen IGBT-kaskadi esitetään aluksi sinimuotoisena virran tasasuuntaajana, mutta jarruttaessa se tuottaa pulssinleveydellä moduloidun signaalin, jossa virran suunta, kun jännite päätelaitteissa on yli tietyn tason, ei ole suunnattu verkosta, ja verkkoon kuluttajapiiristä.

Jänniteero verkko- ja kuormapiirin välillä johdetaan palautuskelaan. Induktiivisuus estää korkeataajuiset harmoniset harmoniat, ja saadaan melkein puhdas sinimuotoinen virta, synkronointilaitteita ei tarvita, riittää, kun annat kolme testipulssia PWM-modulaattorista verkkoon jännitteen taajuuden ja vaiheen määrittämiseksi nykyhetkellä.

Esimerkki on taajuusmuuttajat, joissa on valvontatekniikan hyödyntämisjärjestelmä, joita käytetään etenkin Lamborghinin ja Nissanin tehtaissa dynaamisten testipenkkien virran tuottamiseksi, sekä liukuportaissa ja erilaisissa metallurgisissa ratkaisuissa.

Olennaisuus on sama kaikkialla - kaksisuuntainen energiavirta syntyy sekä kuluttajalle verkosta, lähteestä että kuluttajalta verkkoon. Hyödyntämisjärjestelmiä suunniteltaessa otetaan huomioon monet tekijät: verkkojännitteen alue, laitteiden nimellis- ja tehokerroin, maksimiteho ylikuormituksen huomioon ottaen, häviöiden taso.

Kuvassa esitetyssä kaaviossa on esitetty yksimoottorinen ratkaisu, jossa moottorin käyttö ja lämmönvaihtimen käyttö ovat kumpikin yhdessä kappaleessa, niiden arvot ovat samat. Mutta joskus tapahtuu moottorin ylikuormituksia, ja sitten tarvitaan tehokkaampi talteenottolaite alajänniterajan ja moottorin häviöiden kattamiseksi.

Sama periaate varmistaa useiden moottoreiden toiminnan useilla moottorikäytöillä, samalla kun asetetaan yksi tehokas talteenottoasema, joka voi kulkea järjestelmän kaikkien moottorien kokonaistehon läpi ottaen huomioon kaikkien moottorien samanaikaisen jarrutuksen mahdollisuuden.

Käynnistysvirran rajoittamiseksi järjestelmissä, joissa on useita moottoreita, kun DC-väylät yhdistetään, käytetään tyristorimoduuleja, jotka on kytketty kontaktoreilla muuntimen DC-varauksella varustettuihin kondensaattoreihin. Kondensaattorien lataamisen jälkeen tyristorimoduuli sammuu. On selvää, että palautusjärjestelmät on määritetty eri tavalla ja suunniteltu yksilöllisesti.

Elvytyksestä puhuttaessa ei voida unohtaa uusimmissa jarrujärjestelmissä, joita käytetään nykyaikaisissa hybridi-autojen moottoreissa, joiden lähtökohtana on kineettisen energian sähköinen palautumispolku.

Aina kun auto liikkuu, kineettinen energia ilmenee. Mutta jarrutettaessa perinteisellä tavalla, ylimääräinen energia häviää yksinkertaisesti lämmön muodossa, jarrupalat hierovat jarrulevyjä vastaan, hukkaa kineettistä energiaa turhaan, kuumentaa kitkamateriaalia ja metallia ja lopulta menettää lämpöä ympäröivään ilmaan. Tämä on erittäin tuhlaavainen lähestymistapa.

Regeneratiivinen jarrujärjestelmä ei kuluta kineettistä energiaa yksinkertaisesti kitkan avulla jarruttamiseksi. Sen sijaan käytetään voimansiirtoon sisältyvää sähkömoottoria, joka alkaa toimia generaattorina jarrutuksen aikana, jolloin akselin vääntömomentti muunnetaan akkua lataavaksi sähköksi, ja generaattoritilassa syntyvän roottorin jarrutusmomentti antaa autolle halutun jarrutuksen. Akkuun tällä tavalla varastoitunut energia käyttää jonkin ajan kuluttua taas auton liikuttamiseen, ts. Sitä käytetään uudelleen.

Regeneratiivisen jarrutuksen avulla voit maksimoida kunkin akkulatauksen käytettävissä olevan resurssin ja polttoaine säästyy huomattavasti. Koska jarrutettaessa 70% kineettisestä energiasta putoaa etuakselille, palautusjärjestelmä asennetaan myös etuakselille energian säästämiseksi tehokkaammin.

Regeneratiivisen jarrutuksen suurin hyötysuhde saavutetaan suurilla nopeuksilla, ja pienillä nopeuksilla järjestelmän hyötysuhde laskee. Tästä syystä, yhdessä regeneratiivisen jarrutuksen kanssa, tavalla tai toisella, on olemassa kitkajarrujärjestelmä. Näiden kahden järjestelmän yhteinen työ toteutetaan elektronisella ohjaimella.

Ohjain toteuttaa useita toimintoja: se ohjaa pyörien pyörimisnopeutta, ylläpitää oikeaa jarrutusmomenttia, jakaa jarrutusvoiman palautus- ja kitkajarrujen välillä ja ylläpitää vääntömomenttia, joka on hyväksyttävä optimaalisen akun varauksen saavuttamiseksi.

Tällaisissa ajoneuvoissa jarrupoljimen ja kitkatyynyjen välillä ei tietenkään ole suoraa mekaanista yhteyttä. Elektroniikkayksikkö varmistaa ABS: n, vaihtokurssin vakauden järjestelmän, jarruvoiman jakautumisjärjestelmän ja hätäjarrun tehostimen oikean vuorovaikutuksen.