能量回馈单元原理及应用

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1、能量回馈单元基本原理及应用收藏此信息打印该信息添加：单升华来源：未知单升华北京时代新纪元技术有限公司，北京100085摘要TEFU系列能量回馈单元是与通用变频器配套使用的设备，采用正弦波电流跟踪技术，它主要应用于往复运动、频繁正反转和快速停车的场合，如油田抽油机、电梯、卷绕设备、大型龙门刨床、机床主轴等。与通常采用制动单元和制动电阻的方式相比，能量回馈单元可以显著节能，并且制动转矩响应动作迅速，是一款绿色、环保、节能的产品。介绍了它的基本原理、试验波形及应用。关键字正弦波电流跟踪；制动转矩；响应时间；节能TheBasicTheoryandApplic

2、ationofTEFUSeriesEnergyFeedbackUnitSHANShenghuaBeijingNewCenturyTechnologiesCo.Ltd.，Beijing100085ChinaAbstractTEFUseriesenergyfeedbackunitisadevicethatisusedwithgeneralinverter,thesinewavecurrenttrackingtechnologyisadopted.Thefieldsofapplicationincludereciprocation,oftenchangin

3、gdirectionandrapidbrake,suchastakeoutoilmachine,elevator,windingdevice,largeplaner,principalaxisetc.Itcansavemoreenergycomparedwithbrakeunitandbrakeresistor,andthebraketorqueisbigger.Itisagreen,safeguardinviromentandsaveenergyproduct.It'sbasictheory,testwavesandapplicationsisin

4、troduced.Keywordssinewavecurrenttrackingtechnology；braketorque；responsetime；saveenengy0引言在变频器电气传动系统中，当电机的负载是位能式负载，如油田抽油机、矿用提升机等，或大惯量负载，如风机、水泥制管、动平衡机等，以及轧钢机、大型龙门刨床、机床主轴等需要快速制动类负载时，电机都不可避免地存在发电过程，即电机转子在外力的拖动或负载自身转动惯量的维持下，使得电机的实际转速大于变频器输出的同步转速，电机所发出的电能，将会通过变频器逆变桥的续流二极管组成的三相整流电路，储存

5、在变频器的直流母线的滤波电容中。如果不把这部分能量消耗掉，直流母线电压就会迅速升高，影响变频器的正常工作。通常处理这部分能量的方法是增加制动单元和制动电阻，将这部分电能消耗在电阻上变成热能浪费掉，而采用TEFU系列产品完全可以替代制动单元和制动电阻，并且可以将这部分能量回馈给电网，供其他设备使用，实现绿色、环保、节能的目的。本文介绍的TEFU系列能量回馈单元提出了一种正弦波电流跟踪技术，使得回馈电网的电流波形畸变率<5%。1电机再生能量的几种常用处理办法在电机传动领域中，当电机快速制动或被其他力量拖动而工作在再生发电状态时，为避免变频器出现过流或过压

6、故障跳闸，需要采取一些措施来处理电机的再生发电能量。1）采用制动单元和制动电阻，制动单元的工作原理是通过检测变频器的直流母线电压来实现对再生能量的处理。当直流母线电压超过某一设定数值（如680V）时，打开制动单元的开关将大功率制动电阻连接到直流母线上，释放储存在变频器内滤波电容上的电能，此时电阻将电能转变成热能消耗掉，制动能量被白白浪费，效率很低。采用这种方式时，投资较少，性能上的缺点是制动响应时间慢，制动转矩不足。2）在变频器的直流母线上并联超级大电容，这种方式的原理如图1所示。其原理是将电机制动时的再生能量储存在足够大的超级电容器中，当电机工作在

7、电动机状况时，又将储存在超级大电容中的电能利用，因此，这样的方式效率最高，基本没有损耗，转换效率可达99%以上（不考虑电机的发电效率）。但是这种策略存在的致命缺点是电容的容量一般在法拉级，受制造工艺和材料的限制，超级大电容体积非常庞大，价格昂贵。3）采用共用直流母线的策略，这种方式的原理如图2所示，但仅适合于多电机传动系统。当系统中某台电机处在再生发电状态时，它所发出的电能可以被处于电动状态的其他电机所利用。但是这种方案仅适用于多电机传动系统，而且要求处于发电状态的电机容量要远小于工作在电动状态的电动机容量，应用有一定的局限性。由以上分析可见，不管采

8、用上述何种方法处理电机的再生发电能量，都会或多或少地存在一些问题，不是耗能就是价格昂贵或者应用范围受限。针对