PSG能量回馈
一、 回馈制动工作过程介绍
1、电动机的工作原理
（1）、电生磁：三相对称绕组通往三相对称电流产生旋转磁场。（磁场方向可以同右手螺旋定则来确定）
（2）、磁生电：旋转磁场切割转子导体感应电动势和电流。
（3）、电磁力：转子载流（有功分量电流）体在磁场作用下受电磁力作用，形成电磁转矩，驱动电动机旋转。
（左手定则，通电导体在磁场中受力的方向）
（4）、三相电动机的原理是可逆的
当实际转速超过同步转速时，电动机就变成了发电机。通过法拉第电磁感应定可知，当实际转速超过同步转速时，转子产生的磁场（称为转子磁场），转子旋转时，转子磁场随同一起旋转、每转一周，磁力线顺序切割定子的每相绕组，在三相定子绕组内感应出三相交流电势.
2、泵升电压的产生
（1）在由变频器,异步电动机和机械负载所组成的变频传动系统中,当电动机减速或者所拖动的位能负载下放时,电动机将处于再生发电制动状态.传动系统中所储存的机械能经异步电动机转换成电能,通过逆变桥的六个续流二极管整流回馈到直流侧.由于此时的逆变桥处于整流状态,在通用型变频器中,网侧整流器为不可控二极管,此时若不采取另外的措施,这部分能量将无法及时释放而导致中间回路电力电容器上电压上升。
(2)、如果电动机的减速并不快,电容器上电压的升高并不明显,一旦电动机恢复到电动状态,这部分能量将被重新利用。但当电动机减速过程较快时，电容器上电压升高很快，直接导致变频器中的“制动过电压保护”动作,或损坏变频器.所以,在制动过程较快或位能负载的拽引系统中,必须加装再生能耗制动单元或回馈单元否则变频调速系统将无法正常工作。
二、 技术背景介绍
回馈是一种把VVVF系统中产生的再生电能回馈到交流电网的装置。使用回馈装置可以把95%以上的再生电能变为可以再利用的交流电能。
比如，在VVVF系统中，在重物下放的过程中，重物的势能会转换成电能储存在VVVF的直流电容中，这部分电能可以通过回馈装置变换为和电网同步的交流电能回送到交流电网，从而可以再次利用。
1、回馈装置分类
回馈装置从结构上分为串联式回馈和并联式回馈两种。串联式是指回馈装置和VVVF串联使用，并联式指回馈装置和VVVF并联使用。
2、串联式回馈
串联式回馈的代表是我们通常说的“有源前端整流和逆变”AFE（Active Front End），已经至少有40年的应用历史。一般地，串联式回馈有整流和回馈（逆变）两个功能，或者至少有整流的功能。
3、并联式回馈
并联式回馈是一个新的设计思想，他的功能只是把再生电力回馈到电网，没有整流功能。VVVF的整流功能任然由原来系统的整流器提供。可以在已有的VVVF系统中并联使用，不需要对VVVF系统做任何的改变。
并联回馈也称之为“Plug & Play regeneration inverter”PPRI。
三、技术特点
1、并联式回馈和串联式回馈由于结构上的不同，带来了显著区别：
（1）对用户而言，并联式回馈只需要承担再生电能的负荷，不需要考虑整流负荷，所以成本和体积都大大减小，和AFE相比，节省投资至少40%。
（2）并联式回馈可以在已经运转的VVVF上直接并联使用，不需要进行设备改造，减少工程费用80%以上。
2、技术特别点
（1）两种回馈方式，使用的基本运算理论是不一致的。
（2）并联式回馈需要使用更多的技术，需要解决系统环流的问题。通常的矢量算法在并联回馈中不能直接使用。因为矢量回馈算法中“环流的存在是固有的”。
（3）并联式回馈需要解决两个问题：第一，和普通整流器并联所产生的环流问题；第二，几个并联式回馈“并联运行”所产生的环流问题。这需要采用新的控制算法。
3、性能与成本对比
|
项目
回馈
|
设计材料成本
|
工程施工成本
|
回馈电能
谐波
|
整流谐波
|
|
串联式回馈（AFE）
|
100%
|
100%
|
非常好
|
非常好
|
|
并联式回馈（PPRI）
|
40%
|
20%
|
非常好
小于5%
|
保持原样
不改变原来系统的特性
|
三、并联式回馈的技术指标与安全指标
1、并联安全限制
回馈部分必须有自检功能，有故障时，主回路开关不能闭合，不能发生故障扩大。
2、PPRI必须具备单向阻断
（1）回馈设备任何时候不能向变频器供电。
（2）变频器向回馈单元的馈电是单方向的。
3、交流脱离
（1）当回馈部分没有准备就绪时，交流开关必须是分离的。
（2）当回馈部分有任何不可恢复故障时，交流开关必须是分离的。
（3）在停机，缺相，电源故障时，确保在孤岛效应的允许时间限制以外，交流开关是分离的。以确保回馈装置和交流电网的物理分离。
4、保险丝
回馈发生故障时，不能把故障扩大至变频器部分。
5、空气开关
（1）回馈的和商业电源任何时候可以可靠分离。
（2）维修和装卸时必须分离交流电源。
6、输出噪声
回馈设备不能干扰通信系统和编码器的工作。
6.1 电压畸变
设备的使用不能造成电网电压的变形或者波动。
6.2 电流畸变
回馈设备的谐波电流注入量必须在允许范围内，谐波含量5% 是一个较高的技术指标，满足绝大部分使用场合。
7、接地要求
（1）满足安全要求。
（2）满足噪声要求。
8、孤岛效应
设备必须满足孤岛安全要求。
四、并联式回馈的组成结构
（1）主回路
（2）内部结构图：
（2）并联回馈与变频器的连接：
|
并联回馈 |