Z kursu fizyki wiemy, że silnik elektryczny może również pełnić funkcję generatora, a efekt ten wykorzystuje się do odzyskiwania energii elektrycznej. Jeśli mamy coś masywnego napędzanego silnikiem elektrycznym, to podczas hamowania energia mechaniczna może zostać zamieniona z powrotem na energię elektryczną i odesłana z powrotem do układu. Takie podejście jest aktywnie stosowane w przemyśle i transporcie: zmniejsza zużycie energii, ale jest słabo kompatybilne z zasilaczami awaryjnymi. W systemie rekuperacyjnym należy je stosować z dużą ostrożnością.
Kiedy regeneracja spotyka się z UPS?
Problem pojawia się przy niektórych rodzajach obciążeń przemysłowych, najczęściej są to pewnego rodzaju obrabiarki lub inne urządzenia napędzane mechanicznie. Są one sterowane przez tak zwane przetwornice częstotliwości lub serwa, które zasadniczo są również przetwornicami częstotliwości ze sprzężeniem zwrotnym. Gdy silnik takiej instalacji nie jest już zasilany, może przejść w tryb generatora, zacząć wytwarzać prąd podczas hamowania i dostarczać go do sieci wejściowej.
Nowoczesne przemysłowe instalacje regeneracyjne często zabezpieczane są przed awariami zasilania za pomocą UPS. Weźmy na przykład maszyny CNC wykorzystywane do precyzyjnej obróbki drogich detali. Cykl technologiczny musi zostać poprawnie zakończony, a jeśli proces zostanie przerwany, nie będzie już możliwości jego odtworzenia, a obrabiany przedmiot trzeba będzie zutylizować. Może kosztować ponad milion rubli, jeśli mówimy o inżynierii mechanicznej, budowie statków i produkcji samolotów, a także technologii wojskowej i kosmicznej.
Dlaczego zasilacze UPS nie są kompatybilne z rekuperacją?
Przetwornica częstotliwości przekazuje wygenerowaną energię elektryczną i wyprowadza ją na wejście. W takim przypadku system zarządzania zasilaniem musi początkowo zakładać możliwość zwrotu energii do sieci w celu jej korzystnego wykorzystania. Taki system jest dokładnie obliczony i kosztuje więcej, ale pozwala obniżyć koszty energii i uniknąć wypadków. Jeżeli jednocześnie pracuje kilka instalacji chronionych UPS-em, energia wytworzona przez jedną z nich może zostać wykorzystana przez sąsiednie. Jeśli występują problemy z zarządzaniem obciążeniem i obliczeniami lub w systemie pracuje tylko jedno urządzenie, rekuperacja będzie miała wpływ na UPS. Urządzenia zbudowane według klasycznego schematu po prostu nie są do tego przeznaczone: energia przechodzi przez falownik, który zaczyna pełnić rolę swego rodzaju wzmacniacza, co prowadzi do wzrostu napięcia na szynie prądu stałego. Prawie żaden nowoczesny UPS nie jest w stanie całkowicie poradzić sobie z tym problemem, po uruchomieniu zabezpieczenia przejdzie w tryb obejścia.
Gdzie jest wyjście?
Aby zapobiec eksplozji przetwornicy częstotliwości, przez którą energia wygenerowana przez instalację podczas rekuperacji trafia do systemu, instalowane są specjalne moduły z rezystorami hamowania. Włączają się w obwód w odpowiednim momencie, rozpraszają nadmiar energii w postaci ciepła i oprócz urządzeń przemysłowych chronią także UPS. Problem, powtarzamy, został rozwiązany już na etapie projektowania kompleksu technologicznego: obciążenie i system zarządzania energią muszą być poprawnie skonfigurowane. Można też podłączyć kilka UPS-ów równolegle dla małego obciążenia - w tym przypadku rekuperacja zostaje „zmiażdżona” przez moc i nie będzie już w stanie wyłączyć systemu zasilania awaryjnego.
Źródło: www.habr.com