З курсу фізики ми знаємо, що електродвигун може працювати як генератор, цей ефект використовують для рекуперації електроенергії. Якщо в нас щось масивне рухається електродвигуном, то при гальмуванні механічну енергію можна знову перетворити в електричну і направити назад в систему. Такий підхід активно застосовують у промисловості та на транспорті: він дозволяє знизити енергоспоживання, але погано сумісний із джерелами безперебійного харчування. У системі з рекуперацією їх слід використовувати з великою обережністю.
Коли рекуперація зустрічається з ДБЖ?
Проблема виникає з певними типами індустріального навантаження, найчастіше це якісь верстати чи інші пристрої з механічним приводом. Ними керують так звані частотні перетворювачі або сервоприводи, які по суті також є частотними перетворювачами зі зворотним зв'язком. Коли двигун такої установки перестають подавати живлення, може переключитися у режим генератора, почати виробляти електроенергію під час гальмування і подавати її у вхідну мережу.
Сучасні промислові установки з рекуперацією часто захищають за допомогою ДБЖ від збоїв харчування. Для прикладу можна розглянути верстати з ЧПУ, що використовуються для високоточної обробки дорогих заготовок. Технологічний цикл повинен завершитися коректно, а якщо процес перерветься, відновити його не вийде і заготівлю доведеться утилізувати. Коштувати вона може не один мільйон рублів, якщо говорити про машинобудування, суднобудування та авіабудування, а також про військову та космічну техніку.
Чому ДБЖ несумісні з рекуперацією?
Частотний перетворювач пропускає електроенергію, що виробляється, і видає її на вхід. Система управління електропостачанням при цьому повинна спочатку припускати можливість повернення енергії до мережі для корисного використання. Така система ретельно розраховується і коштує дорожче, але дозволяє знизити енерговитрати і уникнути аварій. Якщо кілька захищених ДБЖ установок працює одночасно, енергію, що виробляється однією з них, можуть споживати сусідні. Якщо ж з управлінням та розрахунком навантаження є проблеми або в системі працює лише одна установка, рекуперація впливатиме на ДБЖ. Побудовані за класичною схемою пристрої на таке просто не розраховані: енергія проходить через інвертор, який починає грати роль своєрідного бустера, що призводить до зростання напруги на постійному шині струму. Майже жоден сучасний ДБЖ не здатний повністю впоратися з цією проблемою, після спрацьовування захисту він перейде в режим байпасу.
Де ж вихід?
Щоб не вибухнув частотний перетворювач, через який енергія, що виробляється установкою при рекуперації, йде в систему, монтуються спеціальні модулі з гальмівними резисторами. Вони входять у ланцюг у потрібний момент, розсіюють зайву енергію як тепла і крім промислового устаткування захищають також ДБЖ. Завдання, повторимося, вирішується вже на стадії проектування технологічного комплексу: навантаження та система управління електроенергією мають бути правильно налаштовані. Можна також підключити кілька ДБЖ паралельно на невелике навантаження - в цьому випадку рекуперацію "задавлюють" потужністю і вона вже не зможе вивести систему безперебійного електропостачання з ладу.
Джерело: habr.com