Aus dem Physikkurs wissen wir, dass ein Elektromotor auch als Generator arbeiten kann; dieser Effekt wird zur Stromrückgewinnung genutzt. Wenn wir etwas Großes haben, das von einem Elektromotor angetrieben wird, kann beim Bremsen die mechanische Energie wieder in elektrische Energie umgewandelt und in das System zurückgesendet werden. Dieser Ansatz wird in der Industrie und im Transportwesen aktiv eingesetzt: Er reduziert den Energieverbrauch, ist jedoch schlecht mit unterbrechungsfreien Stromversorgungen kompatibel. In einem Erholungssystem sollten sie mit großer Vorsicht verwendet werden.
Wann trifft sich die Regeneration mit UPS?
Das Problem tritt bei bestimmten Arten von Industrielasten auf, meist handelt es sich dabei um Werkzeugmaschinen oder andere mechanisch angetriebene Geräte. Die Steuerung erfolgt über sogenannte Frequenzumrichter oder Servos, bei denen es sich im Wesentlichen auch um Frequenzumrichter mit Rückführung handelt. Wenn der Motor einer solchen Anlage nicht mehr mit Strom versorgt wird, kann er in den Generatorbetrieb wechseln, beim Bremsen mit der Stromerzeugung beginnen und diese in das Eingangsnetz einspeisen.
Moderne industrielle regenerative Anlagen werden häufig mit einer USV vor Stromausfällen geschützt. Als Beispiel kommen CNC-Maschinen in Betracht, die zur hochpräzisen Bearbeitung teurer Werkstücke eingesetzt werden. Der technologische Zyklus muss korrekt abgeschlossen werden. Bei einer Unterbrechung des Prozesses ist eine Wiederherstellung nicht möglich und das Werkstück muss entsorgt werden. Es kann mehr als eine Million Rubel kosten, wenn wir über Maschinenbau, Schiffbau und Flugzeugbau sowie Militär- und Raumfahrttechnik sprechen.
Warum sind USVs nicht mit Rekuperation kompatibel?
Der Frequenzumrichter leitet den erzeugten Strom weiter und gibt ihn an den Eingang ab. In diesem Fall muss das Energieversorgungsmanagement zunächst von der Möglichkeit einer Rückspeisung der Energie in das Netz zur nutzbringenden Nutzung ausgehen. Ein solches System ist sorgfältig kalkuliert und teurer, ermöglicht es aber, die Energiekosten zu senken und Unfälle zu vermeiden. Wenn mehrere USV-geschützte Anlagen gleichzeitig betrieben werden, kann die von einer von ihnen erzeugte Energie von benachbarten Anlagen verbraucht werden. Wenn es Probleme mit der Lastverwaltung und -berechnung gibt oder nur ein Gerät im System arbeitet, wirkt sich die Rekuperation auf die USV aus. Geräte, die nach dem klassischen Schema gebaut sind, sind dafür einfach nicht ausgelegt: Die Energie fließt durch einen Wechselrichter, der die Rolle einer Art Booster zu übernehmen beginnt, was zu einer Erhöhung der Spannung am DC-Bus führt. Fast keine moderne USV ist diesem Problem vollständig gewachsen; nach Auslösen des Schutzes wechselt sie in den Bypass-Modus.
Wo ist der Ausweg?
Um eine Explosion des Frequenzumrichters zu verhindern, über den die von der Anlage bei der Rekuperation erzeugte Energie in das System gelangt, werden spezielle Module mit Bremswiderständen eingebaut. Sie werden im richtigen Moment in den Stromkreis einbezogen, leiten überschüssige Energie in Form von Wärme ab und schützen neben Industrieanlagen auch die USV. Das Problem wird, wie wir wiederholen, bereits in der Entwurfsphase des Technologiekomplexes gelöst: Die Last und das Energiemanagementsystem müssen richtig konfiguriert sein. Sie können für eine kleine Last auch mehrere USVs parallel schalten. In diesem Fall wird die Rekuperation durch den Strom „zerquetscht“ und kann das unterbrechungsfreie Stromversorgungssystem nicht mehr deaktivieren.
Source: habr.com