Dodavatelé zařízení pro zpětnou vazbu energie pro frekvenční měniče připomínají, že úspora energie u frekvenčních měničů se odráží především v použití ventilátorů a vodních čerpadel. Aby byla zajištěna spolehlivost výroby, různé výrobní stroje jsou navrženy s určitou rezervou pohonu. Pokud motor nemůže pracovat při plném zatížení, kromě splnění požadavků na pohon zvyšuje nadměrný točivý moment i spotřebu činného výkonu, což vede k plýtvání elektrickou energií. Tradiční metodou regulace otáček zařízení, jako jsou ventilátory a čerpadla, je úprava objemu přiváděného vzduchu a vody úpravou otevření vstupních nebo výstupních přepážek a ventilů. Tato metoda má vysoký vstupní výkon a spotřebovává velké množství energie během procesu uzavírání přepážek a ventilů. Při použití regulace otáček s proměnnou frekvencí, pokud se sníží požadavek na průtok, lze jej splnit snížením otáček čerpadla nebo ventilátoru.
Podle mechaniky tekutin platí, že P (výkon) = Q (průtok) × H (tlak), kde průtok Q je úměrný výkonu otáček N, tlak H je úměrný druhé mocnině otáček N a výkon P je úměrný třetí mocnině otáček N. Pokud je účinnost vodního čerpadla konstantní, pak se při poklesu požadovaného průtoku mohou úměrně snižovat i otáčky N, a v tomto okamžiku se výstupní výkon na hřídeli P snižuje v kubickém poměru. Spotřeba energie motoru vodního čerpadla je přibližně úměrná otáčkám. Když se sníží požadovaný průtok Q, lze výstupní frekvenci Delta měniče upravit tak, aby se úměrně snížily otáčky motoru n. V tomto bodě se výkon P elektromotoru výrazně sníží v kubickém poměru, čímž se ušetří 40 % až 50 % energie ve srovnání s nastavováním přepážek a ventilů, čímž se dosáhne cíle úspory energie.
Například při návrhu a instalaci vodních čerpadel se bere v úvahu maximální využití a ponechává se určitá rezerva. V praktických pracovních aplikacích je však obtížné dosáhnout maximálního využití, což vede k jevu „velký kůň táhne malé auto“. Tradiční metody regulace průtoku se dosahují řízením otevírání ventilů. V důsledku toho je provozní účinnost vodního čerpadla pouze 30 % – 60 %, což nejenže vede k vysokým nákladům, ale také k plýtvání cennou elektrickou energií.
Technologie regulace frekvenčního měniče:
Vzhledem k tomu, že zatížení vodního čerpadla patří k zatížením s kvadratickým momentem, jejich průtok (Q), dopravní výška (H), výkon (P) a otáčky motoru (n) souvisí následovně
Q1/Q0=n1/n0 H1/H0=(n1/n2)^2 P1/P0=(n1/n2)^3
Q0, H0, P0, n0 jsou veličiny za jmenovitých provozních podmínek.
Q1, H1, P1 a n1 jsou veličiny za skutečných provozních podmínek.
Technologie frekvenčního měniče proto mění otáčky motoru změnou frekvence napájecího zdroje a tím i změnou rychlosti otáčení, čímž se dosahuje praktických cílů. Výkon se mění úměrně třetí mocnině otáček, což výrazně šetří energii. Navíc se vyznačuje jednoduchým ovládáním, snadnou údržbou, stabilním provozem a širokým rozsahem otáček, díky čemuž se široce používá v oblasti vodních čerpadel.