エネルギー回生ユニット

Dufew 電気エネルギー回生ユニットは、頻繁または持続的な回生動作を行う可変周波数駆動アプリケーション向けのアクティブ エネルギー回生システムです。 VFD DC バスからの回生 DC エネルギーを電力網と同期した AC 電力に変換し、回収したエネルギーを制動抵抗器を介して消費する代わりに電源に戻すことができます。このシステムは、IGBT ベースの PWM 制御と正弦波電流追跡を使用しており、指定された動作条件下で 97% 以上の回生効率と 5% 未満の電流 THD が報告されています。

エネルギー回生ユニットとは何ですか?

通常の動作中、VFD はモーターに電気エネルギーを供給します。モーターが減速したり、高慣性負荷が減速したり、吊り下げられた負荷が下方に移動したりすると、機械エネルギーがモーターと VFD を通って DC バスに逆流する可能性があります。

この回生エネルギーにより DC バス電圧が増加します。

このエネルギーを処理するには 2 つの一般的な方法があります。

- ダイナミックブレーキ: エネルギーが制動抵抗器に伝達され、そこで熱として放散されます。

- アクティブ回生: DC エネルギーを同期された AC 電力に変換し、電源に戻します。

基本的なエネルギー経路は次のとおりです。

モーター → VFD → DC バス → 回生ユニット → AC グリッド

この構成は、回生エネルギーが頻繁または比較的長期間発生し、熱として放散するよりもエネルギーを回収することが技術的または経済的に好ましいアプリケーションを対象としています。

エネルギー回収プロセスの仕組み

このシステムは VFD の DC 側で動作し、アクティブ インバータを使用して回生エネルギーを AC 電源に戻します。

回生動作時：

機械エネルギー → モーター → VFD DC バス → IGBT PWM インバーター → AC グリッド

このプロセスは次のように要約できます。

1. 減速時やオーバーホール時はモータが回生状態となります。

2. 回生された電気エネルギーは VFD DC バスに戻ります。

3. 回生エネルギーが蓄積すると、DC バス電圧が上昇します。

4. アクティブインバータが動作状態を検出し、エネルギー変換を開始します。

5. IGBT スイッチングは、DC エネルギーを制御された AC 電流に変換します。

6. 出力は、グリッド側のエネルギー伝送のために電力供給と同期されます。

7. 回収されたエネルギーは、主に制動抵抗器を介して消費されるのではなく、電気システムに戻されます。

従来のブレーキチョッパーとは異なり、このユニットは主なエネルギー散逸経路として抵抗を使用しません。

エネルギー回生とダイナミックブレーキの比較

適切な解決策は、実際の回生エネルギーと動作サイクルによって異なります。

どちらのソリューションもすべてのアプリケーションに適しているわけではありません。短時間で頻度の少ない制動イベントの場合は、抵抗器ベースの制動システムで十分な場合があります。頻繁または持続的な再生を行うアプリケーションでは、回収可能なエネルギー、回生電力、および動作サイクルを評価する必要があります。

主な機能

アクティブエネルギーの回復

このユニットは、VFD DC バスからの回生 DC エネルギーを AC 電力に変換し、回収したエネルギーを制動抵抗器を介して消費するのではなく電源に戻します。

系統同期電力フィードバック

このシステムは、グリッドの電圧、周波数、位相条件に従って、回収したエネルギーを AC 電源に転送し、回生電力の制御された経路を提供します。

回生エネルギー制御

このユニットは回生動作中の DC バス電圧の変化に応答し、設定された動作条件に従ってエネルギー回収プロセスを制御します。

制動熱の低減

回生エネルギーは制動抵抗器を通じて主に放散されるのではなく回収されるため、このシステムは、頻繁または持続的に回生が行われるアプリケーションにおいて、抵抗器ベースの制動によって発生する熱を低減できます。

回生容量の拡大

追加の回生容量が必要な場合は複数のユニットを並列構成でき、選択したモデルは並列動作をサポートします。

電気的および熱的保護

このシステムは、選択されたモデルによって決定される適用可能な機能により、異常な電気的および熱的状態に対する保護と障害監視を提供します。

技術的特徴

IGBTベースのPWMインバーター

電力変換段では、IGBT スイッチング デバイスと PWM 制御を使用して、回生 DC エネルギーを制御された AC 電流に変換し、グリッド側でエネルギーを回収します。

正弦波電流追跡

インバータは、正弦波電流追跡を使用してフィードバック電流を調整します。提供された製品仕様は、指定された動作条件下で現在の THD が 5% 未満であることを示しています。

DCバス電圧検出

システムは VFD DC バスを監視し、回生動作に関連する電圧の変化に応答します。実際の動作しきい値は、システム電圧と選択した構成によって異なります。

グリッド同期

インバータは、電圧、周波数、位相条件の基準として AC 電源を使用します。このシステムは、製品構成に応じた自動相順序識別もサポートしています。

統合されたリアクトルとノイズフィルタリング

統合されたリアクトルとフィルタ コンポーネントは、インバータのスイッチング電流を管理し、エネルギー変換中の高周波干渉を軽減します。

並列同期

より高い回生容量を必要とするアプリケーションの場合、サポートされているユニットは調整された制御で並行して動作できます。提供された製品情報では、該当する並列構成の同期応答が 1 ミリ秒以下であると指定されています。

マルチレベルの保護

保護機能には、DC バスの過電圧、AC 側の過電流、短絡、過熱、グリッドの低電圧、位相関連の故障が含まれます。正確な保護機能は、選択したモデルの技術文書で確認する必要があります。

代表的な用途

注: アプリケーションの適合性は、モーターの定格電力だけではなく、実際の回生電力とデューティ サイクルから評価する必要があります。

アクティブ エネルギーの回復を検討する場合

次のような場合には、アクティブ再生システムを評価する価値があります。

・回生動作が頻繁に発生します。

- 負荷が長期間にわたってオーバーホール状態にある。

・高慣性負荷で加減速を繰り返す。

- 従来の制動抵抗器はかなりの熱を発生します。

- 設置による放熱能力には限界があります。

- 回収されるエネルギーは、システムの動作要件に比べて重要です。

- エネルギー回収はプロジェクトのエネルギー管理目標の一部です。

時折短時間の制動を行う場合には、従来の制動モジュールと抵抗器を使用することで、より簡単な構成を実現できます。

電気仕様

以下の情報は、現在入手可能な製品データを表しています。最終的な値は、選択したモデルとプロジェクトの仕様に照らして確認する必要があります。

注: この製品に関する入手可能な技術情報には、完全なモデル固有の定格電力表は記載されていません。したがって、選択する前に、回生容量、定格電流、系統電圧、冷却要件、その他の電気的パラメータを該当する製品データシートで確認する必要があります。

選択パラメータ

インストールに関する考慮事項

メーカーの配線図に従って、回生ユニットは VFD DC バスと AC グリッド側回生回路の間に接続されます。

インストール前:

1. VFD DC バス電圧が指定された動作範囲内にあることを確認します。

2. AC グリッドの電圧と周波数が回生ユニットと互換性があることを確認します。

3. 必要な回生電力とデューティ サイクルを確認します。

4. キャビネットの適切な換気と、発熱コンポーネントの周囲に隙間を設けます。

5. 適切な定格のケーブル、保護装置、端子を使用してください。

6. 接地と保護接続を確認します。

7. グリッド側の接続と相順序の要件を確認します。

8. システムに通電する前に電気検査を完了してください。

改造プロジェクトの場合、回生ユニットを選択する前に、既存の VFD モデル、DC バス構成、およびブレーキ配置を検討する必要があります。

製造と品質管理

Dufew Electric は、主要な電気的、機能的、および安全関連の要件をカバーする生産および検査手順を備えた、産業用駆動および電力制御アプリケーション向けのパワー エレクトロニクス コンポーネントを製造しています。

エネルギー回生ユニットの場合、該当する手順には、IGBT およびパワー部品の検査、PCB アセンブリ検査、電気接続検査、絶縁試験、機能試験、保護機能検証、温度制御検証、系統側動作試験、および最終製品検査が含まれます。

プロジェクト要件に応じてモデル固有のテスト記録と技術文書を提供し、製品評価、システム統合、品質検証をサポートします。

認証と規格

提供される製品情報は、該当する場合、GB/T 12668 への準拠を示します。

Dufew Electric は、ISO および CE 関連の品質および製品コンプライアンス文書も管理しています。該当する証明書と適合性文書は、特定の製品モデル、構成、および仕向け市場に従って確認する必要があります。

よくある質問

Q1: エネルギー回生ユニットとは何ですか?

VFD DC バスからの回生エネルギーを AC 電力に変換し、電力網に戻すことができます。これは主に、頻繁な高出力または持続的な回生動作を行うアプリケーション向けに考慮されています。

Q2: 回生と発電ブレーキの違いは何ですか?

ダイナミック ブレーキは回生エネルギーを抵抗器に送り、そこで熱に変換します。エネルギー回生は、DC エネルギーを同期された AC 電力に変換し、電気システムに戻します。

Q3: エネルギー回生ユニットは制動抵抗器の代わりになりますか?

適切に設計された回生システムでは、回生ユニットが抵抗ベースのエネルギー散逸経路を置き換えることができます。ただし、変更を行う前に、既存の VFD、DC バス構成、保護システム、およびアプリケーションの義務を確認する必要があります。

Q4: すべての VFD に適していますか?

自動的ではありません。互換性は、VFD の DC バス電圧、電源構成、電気インターフェイス、負荷特性、および回生ユニットのグリッド側要件によって異なります。特定の VFD モデルを選択用に提供する必要があります。

Q5: 複数台を並列接続することはできますか?

追加の回生容量が必要な場合は、選択したモデルが並列動作をサポートし、DC バス、AC 側の接続、同期、および熱条件が正しく設計されている限り、並列動作を使用できます。

Q6：制動抵抗器と比べて発熱は軽減されますか？

回収されたエネルギーは抵抗器を介して完全に放散されるのではなく、電気システムに戻されるため、回生ブレーキによって発生する熱を低減できます。回生ユニット自体でも電気損失とスイッチング損失が発生するため、適切な冷却が必要です。

Q7: 選考に必要な情報は何ですか?

重要な情報には、システム電圧、VFD モデル、モーター電力、負荷タイプ、回生電力、減速時間、回生周波数、回生期間、DC バス電圧、設置条件が含まれます。

Q8: 報告されている再生効率はどれくらいですか?

付属の製品仕様書には回生効率97%以上と記載されております。実際の効率は動作点、負荷、電力レベル、システム構成によって異なるため、該当するテスト条件はモデル固有の技術文書で確認する必要があります。

製品の選択

技術的な評価の場合は、以下を提供してください。

VFD モデル · システム電圧 · モーター電力 · 負荷の種類 · 回生電力 · 減速時間 · 回生周波数 · 回生継続時間 · DC バス電圧 · 系統条件 · 設置環境

Dufew Electric は、エネルギー回生システムが適切かどうかを判断し、必要な構成を特定します。