能量回饋的本質(zhì)是有源逆變，通用變頻器能量回饋的實(shí)現(xiàn)方法是在通用變頻器前級(jí)不控整流處反并聯(lián)三相逆變器將再生能量饋送電網(wǎng)。能量回饋裝置的主電路主要由晶閘管、IGBT及IPM模塊等組成的逆變橋和一些外圍電路組成。

逆變橋的輸出端通過三個(gè)扼流電抗器與變頻器輸入端子R、S、T相連，輸入端則通過隔離二極管接通用變頻器的直流側(cè)正端，以保障能量在 變頻器一有源逆變橋-電網(wǎng) 方向上的單向流動(dòng)。扼流電抗器的作用是平衡壓差、限流以及濾波，對(duì)再生能量回饋電網(wǎng)起關(guān)鍵作用。

  系統(tǒng)的工作過程是：當(dāng)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，有源逆變裝置不工作，逆變器開關(guān)管全被封鎖，處于關(guān)斷狀態(tài);當(dāng)電機(jī)處于再生發(fā)電狀態(tài)時(shí)，能量由電機(jī)回饋電網(wǎng)，這時(shí)需啟動(dòng)有源逆變裝置工作。

  能量回饋時(shí)啟動(dòng)有源逆變裝置是利用變頻器直流側(cè)電壓Ud的大小來控制，其依據(jù)是當(dāng)電機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)時(shí)，變頻器直流側(cè)電壓基本保持恒定，當(dāng)電機(jī)處于發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，交流電動(dòng)機(jī)的再生能量給變頻器中間直流環(huán)節(jié)的儲(chǔ)能電容充電，導(dǎo)致直流母線電壓升高，只要檢測出Ud的大小，就能判斷出電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)，從而控制有源逆變裝置，實(shí)現(xiàn)能量回饋。

  能量由電機(jī)回饋直流側(cè)導(dǎo)致直流母線電壓超過電網(wǎng)線電壓峰值時(shí)，通用變頻器整流橋由于承受反壓而關(guān)斷;當(dāng)直流母線電壓繼續(xù)升高并超過啟動(dòng)有源逆變工作電壓時(shí)，逆變器開始工作，將能量從直流側(cè)回饋電網(wǎng);當(dāng)直流母線電壓下降到關(guān)閉逆變器工作電壓時(shí)，關(guān)閉有源逆變器。

通用變頻器在通過采用有源逆變方式把電動(dòng)機(jī)減速制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的再生能量回饋到電網(wǎng)后，可以克服傳統(tǒng)通用變頻器采用制動(dòng)電阻方式而產(chǎn)生的低效并難以滿足快速制動(dòng)和頻繁正/反轉(zhuǎn)的不足，使通用變頻器可在四象限運(yùn)行。

  一、能量回饋控制系統(tǒng)

一個(gè)完善的能量回饋控制系統(tǒng)應(yīng)滿足相位、電壓、電流等三方面的控制條件，即要求回饋過程必須與電網(wǎng)相位保持同步關(guān)系，只有直流母線電壓超過一定值時(shí)才啟動(dòng)有源逆變裝置;系統(tǒng)應(yīng)該能夠控制回饋電流的大小，從而可以控制電機(jī)的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)精密制動(dòng)。

  二、兩種通用變頻器能量回饋裝置

    早些時(shí)侯的能量回饋裝置的主電路多為晶閘管、IGBT組成，近年來，一些新型的能量回饋裝置也有使用IPM等智能模塊，簡化了能量回饋裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

  (1)晶閘管能量回饋裝置：能量回饋主電路由晶閘管器件組成，這也是較為早期的能量回饋裝置，不僅在變頻器上使用，也在一些直流可逆調(diào)速系統(tǒng)的制動(dòng)中使用。

通用變頻器正向工作狀態(tài)：當(dāng)電機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)時(shí)。變頻器的整流器在工作，而能量回饋裝置中的晶閘管器件未觸發(fā)，處于截止?fàn)顟B(tài)，整流器處于正向工作。逆變器的可控逆變部分被觸發(fā)工作，不可控反向整流部分處于截止?fàn)顟B(tài)，逆變器處于正向工作。

通用變頻器反向工作狀態(tài)：當(dāng)電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)。變頻器的整流器處于截止?fàn)顟B(tài)，能量回饋裝置中的晶閘管器件被觸發(fā)工作。逆變器的可控逆變部分仍被觸發(fā)工作，不可控反向整流部分處于工作狀態(tài)，逆變器處于反向工作。

(2)IGBT能量回饋裝置：能量回饋主電路由IGBT器件組成，這種能量回饋裝置在通用變頻器上使用*多，IGBT器件集成在一起的續(xù)流二極管在接于直流側(cè)的隔離二極管的限制下不能作為整流器件使用。其成本應(yīng)當(dāng)高于晶閘管能量回饋裝置。

通用變頻器正向工作狀態(tài)：當(dāng)電動(dòng)機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)時(shí)。變頻器的整流器在工作，而能量回饋裝置中的IGBT器件未被觸發(fā)，處于截止?fàn)顟B(tài)，整流器處于正向工作。逆變器中的IGBT器件被觸發(fā)工作，不可控反向整流部分處于截止?fàn)顟B(tài)，逆變器處于正向工作。

通用變頻器反向工作狀態(tài)：當(dāng)電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)。變頻器的整流器處截止?fàn)顟B(tài)，能量回饋裝置中的IGBT器件被觸發(fā)工作。逆變器的中的IGBT器件仍被觸發(fā)工作，不可控反向整流部分處于工作狀態(tài)，逆變器處于反向工作。