电动机再生能量的几种常用处理办法在电动机传动领域中，当电动机快速制动或被其他力量拖动而工作在再生发电状态时，为避免变频器出现过电流或过电压故障跳闸，需要采取一些措施来处理电动机的再生发电能量。
（1）采用制动单元和制动电阻。制动单元的工作原理是通过检测变频器的直流母线电压，当直流母线电压超过某一设定数值（如680V）时，打开制动单元的开关将大功率制动电阻连接到直流母线上，释放储存在变频器内滤波电容上的电能，此时电阻将电能转变成热能消耗掉，制动能量被白白浪费，效率很低。但是采用这种方式时，投资较少，性能上的缺点是制动响应时间慢，制动转矩不足。
（2）在变频器的直流母线上并联超级大电容，如所示。这种方式将电动机再生发电的电能储存在足够大的超级电容器中，当电动机工作在电动状况时，又将储存在超级大电容中的电能利用，因此，这样的方式效率最高，基本没有损耗，转换效率可达99％以上（不考虑电动机的发电效率）。
电源电压相位检测但是这种策略存在非常致命的缺点：电容的容值一般在法拉级，受制造工艺和材料的限制，超级大电容体积非常庞大，价格昂贵。
（3）采用共用直流母线的策略，如所示。这种方式仅适合有多电动机传动的系统。某台电动机处在再生发电状态时，它所发出的电能可以被处于电动状态的其他电动机所利用。但是这种方案仅适用于多电动机传动系统，而且要求处于发电状态的电动机容量要远小于工作在电动状态的电动机容量，应用有一定的局限性。
由以上分析可见，不管采用上述何种方法处理电动机的再生发电能量，都存在一些缺陷，不是耗能就是价格昂贵或者应用范围受限。因此，很多学者都在能量回馈上加大研究力度。
TEFU系列能量回馈单元基本原理TEFU系列能量回馈单元，通过自动检测变频器的直流母线电压，采用正弦波电流跟踪技术，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交流电压，经多重噪声滤波后连接到交流电网。从而达到能量回馈的目的，并且实现单位功率因数回馈，回馈到电网的电能达到电动机发电能量的97％以上，有效节省电能，其原理框图如所示。
具体的原理拓扑结构如所示。这样的拓扑结构可以很容易做到控制交流侧和直流侧之间有功和无功的交换。所谓正弦波电流跟踪技术是指中将电网电压的正弦波信号作为回馈电流的指令信号，通过闭环控制使得回馈电流波形追随电网电压信号的波形，从而实现回馈电流的正弦特性，减小回馈电流的畸变率。
试验波形从的试验波形中，我们可以看到该能量回馈单元可以很好地处理电动机再生发电的能量，同时完成单位功率因数回馈，而且回馈电流畸变率小于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，图中光滑的波形是电网相电压；直流母线电压检测电网电压检测输出电流检测PWM脉冲发生IGBT逆变LC滤波三相交流电网TEFU原理框另一波形是回馈电流，从中可以看到回馈的功率因数约等于1，回馈电流逼近正弦波。
是能量回馈单元工作时回馈电流和变频器直流母线电压的波形（100V／div），图中可以看到，制动时变频器直流母线电压迅速上升，达到690V时，回馈单元立即回馈，很好地将直流母线电压稳定在700V以内，变频器的停车时间约在0.6s，回馈单元响应迅速（2ms以内），制动力矩大。
应用TEFU系列能量回馈单元和变频器一起可以应用在位能式负载如：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、机床主轴等需要快速制动类负载的场合，本文主要论述该回馈单元与时代TVF8000系列变频器在河北某单位B2016A型龙门刨床上的应用情况。
回馈的电流和直流母线电压波形B2016A型龙门刨床是机械加工的大型机床，是制造重型设备不可缺少的工作母机，主要用来加工大型工件的各种平面、斜面和槽，在机加工行业应用非常广泛。由于技术的限制，20世纪五六十年代的龙门刨床工作台拖动采用了电动机扩大机直流发电动机直流电动机方式，该方式的缺点是故障率高，体积大，电耗大，控制精度差，效率低。为此，我们对河北某加工厂的B2016A型龙门刨床进行变频改造，改造方案为采用时代TVF8000系列变频器配套TEFU系列能量回馈单元和TVF8000系列变频器配套制动单元和制动电阻。
本文关键字：新能源 变频器基础，变频技术 - 变频器基础
