0 导言
在变频器电气传动体系中，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、机床主轴等需求快速制动类负载时，电机都不行防止地存在发电进程，即电机转子在外力的拖动或负载本身转动惯量的保持下，使得电机的实践转速大于变频器输出的同步转速，电机所宣布的电能，将会经过变频器逆变桥的续流二极管组成的三相整流电路，储存在变频器的直流母线的滤波电容中。假如不把这部分能量耗费掉，直流母线电压就会敏捷升高，影响变频器的正常作业。一般处理这部分能量的办法是添加制动单元和制动电阻，将这部分电能耗费在电阻上变成热能糟蹋掉，而选用TEFU系列产品完全能够代替制动单元和制动电阻，并且能够将这部分能量回馈给电网，供其他设备运用，完结绿色、环保、节能的意图。本文介绍的TEFU系列能量回馈单元提出了一种正弦波电流盯梢技能，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气拖动而作业在再生发电状况时，为防止变频器呈现过流或过压毛病跳闸，需求采纳一些办法来处理电机的再生发电能量。
1)选用制动单元和制动电阻，制动单元的作业原理是经过检测变频器的直流母线电压来完结对再生能量的处理。当直流母线电压超越某一设定数值(如680 V)时，翻开制动单元的开关将大功率制动电阻连接到直流母线上，开释储存在变频器内滤波电容上的电能，此刻电阻将电能转变成热能耗费掉，制动能量被白白糟蹋，功率很低。选用这种办法时，出资较少，性能上的缺点是制动呼应时刻慢，制动转矩缺乏。
2)在变频器的直流母线上并联超级大电容，这种办法的原理如图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，当电机作业在电动机状况时，又将储存在超级大电容中的电能使用，因而，这样的办法功率最高，根本没有损耗，转化功率可达99%以上(不考虑电机的发电功率)。可是这种战略存在的丧命缺点是电容的容量一般在法拉级，受制作工艺和资料的约束，超级大电容体积十分巨大，价格昂贵。
3)选用共用直流母线的战略，这种办法的原理如图2所示，但仅适合于多电机传动体系。当体系中某台电机处在再生发电状况时，它所宣布的电能能够被处于电动状况的其他电机所使用。可是这种计划仅适用于多电机传动体系，并且要求处于发电状况的电机容量要远小于作业在电动状况的电动机容量，使用有必定的局限性。
由以上剖析可见，不论选用上述何种办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，不是耗能便是价格昂贵或许使用规模受限。针对以上问题，许多学者都在研讨能量回馈问题。
2 TEFU系列能量回馈单元根本原理
TEFU系列能量回馈单元，经过自动检测变频器的直流母线电压，选用正弦波电流盯梢技能，将变频器直流环节的直流电压逆变成与电网电压同频同相的三相沟通电压，经多重噪声滤波后连接到沟通电网。然后到达能量回馈的意图，并且完结单位功率因数回馈，回馈到电网的电能到达电机发电能量的97%以上，有用节约电能，其原理框图如图3所示。
详细的原理拓扑结构如图4 所示。这样的拓扑结构能够很简单做到操控沟通侧和直流侧之间有功功率和无功功率的交流。所谓正弦波电流盯梢技能是指图4 中将电网电压的正弦波信号作为回馈电流的指令信号，经过闭环操控使得回馈电流波形盯梢电网电压信号的波形，然后完结回馈电流的正弦特性，减小回馈电流的畸变率。
3 试验波形
从下面的试验波形中，能够看到该能量回馈单元能够很好地处理电机再生发电的能量，一同完结单位功率因数回馈，并且回馈电流畸变率 5%。
图5是能量回馈单元回馈时某一相的相电压和回馈的相电流，图中润滑的波形是电网相电压，另一波形是回馈电流，从中能够看到回馈的功率因数约等于1，回馈电流迫临正弦波。
图6是能量回馈单元作业时回馈电流和变频器直流母线电压的波形(100 V/div)，从图中能够看到，制动时变频器直流母线电压敏捷上升，到达690 V
时，回馈单元当即作业，很好地将直流母线电压安稳在700 V以内，变频器的泊车时刻约在0.6 s，回馈单元呼应敏捷(2 ms以内)，制动力矩大。
4 使用
TEFU 系列能量回馈单元和变频器一同能够使用在位能式负载或大惯量负载和其他需求快速制动类负载的场合。下面是TEFU 系列能量该回馈单元与年代TVF 8000 系列变频器在河北某单位B2016A型龙门刨床上的使用状况。
B2016A 型龙门刨床是机械加工初用的大型机床，是制作重型设备不行短少的作业母机，首要用来加工大型工件的各种平面、斜面和槽，在机加职业使用十分广泛。因为技能的约束，五六十年代的龙门刨床作业台的拖动选用了电机扩大机—直流发电机—直流电动机办法，形成毛病率高，体积大、电耗大、操控精度差、功率低一级许多缺点。根据以上种种坏处，咱们对河北某加工厂的B2016A 型龙门刨床进行了变频改造，改造计划是选用年代TVF8000系列变频器配套TEFU 系列能量回馈单元计划+TVF8000 系列变频器配套制动单元和制动电阻计划。将这两种计划进行比照，选用回馈单元的计划比选用制动单元和制动电阻的计划多节能20%，节能效果显著。并且体系改造今后，运转安稳，可靠性高，体系维护简
单便利，回馈电能质量高，刨床的加工精度高，提高了加工质量与功率，延长了刀具的运用寿命。
5 结语
选用正弦波电流盯梢技能研发的TEFU 系列能量回馈单元，具有自动识别电网相序，有过流、过热、短路等全面维护功用，是一款绿色环保的节能产品。
从操控性能指标上看本产品还有改善之处，如能够选用空间电压矢量操控SVPWM 调制技能发生纯洁的正弦波回馈电流等。
