taajuusmuuttajan energiansäästöperiaate

Taajuusmuuttajien energian takaisinkytkentälaitteiden toimittajat muistuttavat, että taajuusmuuttajien energiansäästö näkyy pääasiassa puhaltimien ja vesipumppujen käytössä. Tuotannon luotettavuuden varmistamiseksi erilaiset tuotantokoneet on suunniteltu tietyllä tehonsiirron marginaalilla. Kun moottori ei voi toimia täydellä kuormalla, tehonsiirron vaatimusten täyttämisen lisäksi liiallinen vääntömomentti lisää aktiivitehokulutusta, mikä johtaa sähköenergian tuhlaamiseen. Perinteinen nopeuden säätömenetelmä laitteille, kuten puhaltimille ja pumpuille, on säätää ilman ja veden syöttömäärää muuttamalla tulo- tai poistoilmanohjainten ja venttiilien aukkoa. Tällä menetelmällä on suuri syöttöteho ja se kuluttaa paljon energiaa ohjauslevyjen ja venttiilien tukkeutumisprosessin aikana. Käytettäessä muuttuvaa taajuussäätöä, jos virtausnopeusvaatimus pienenee, se voidaan täyttää vähentämällä pumpun tai puhaltimen nopeutta.

Nestemekaniikan mukaan P (teho) = Q (virtausnopeus) × H (paine), jossa virtausnopeus Q on verrannollinen pyörimisnopeuden N tehoon, paine H on verrannollinen pyörimisnopeuden N neliöön ja teho P on verrannollinen pyörimisnopeuden N kuutioon. Jos vesipumpun hyötysuhde on vakio, kun vaadittu virtausnopeus pienenee, pyörimisnopeus N voi pienentyä suhteessa, ja tällöin akselin lähtöteho P pienenee kuutiollisessa suhteessa. Vesipumpun moottorin tehonkulutus on suunnilleen verrannollinen pyörimisnopeuteen. Kun vaadittu virtausnopeus Q pienenee, Delta-invertterin lähtötaajuutta voidaan säätää moottorin nopeuden n suhteelliseen pienentämiseen. Tässä vaiheessa sähkömoottorin teho P pienenee merkittävästi kuutiollisessa suhteessa, mikä säästää 40–50 % energiaa verrattuna ohjauslevyjen ja venttiilien säätämiseen, mikä saavuttaa energiansäästötavoitteen.

Esimerkiksi vesipumppuja suunniteltaessa ja asennettaessa otetaan huomioon maksimaalinen käyttöaste ja jätetään tietty marginaali. Käytännön työsovelluksissa maksimaalisen käyttöasteen saavuttaminen on kuitenkin vaikeaa, mikä johtaa ilmiöön "iso hevonen vetää pientä autoa". Perinteiset virtauksen säätömenetelmät saavutetaan ohjaamalla venttiilien avautumista. Tämän seurauksena vesipumpun käyttötehokkuus on vain 30–60 %, mikä ei ainoastaan ​​aiheuta korkeita kustannuksia, vaan myös tuhlaa arvokasta sähköenergiaa.

Muuttuvan taajuusmuuttajan säätötekniikka:

Koska vesipumppujen kuormat kuuluvat neliömäisiin vääntömomenttikuormiin, niiden virtausnopeus (Q), nostokorkeus (H), teho (P) ja moottorin nopeus (n) liittyvät toisiinsa seuraavasti

Q1/Q0=n1/n0 H1/H0=(n1/n2)^2 P1/P0=(n1/n2)^3

Q0, H0, P0 ja n0 ovat suureet nimellisissä käyttöolosuhteissa.

Q1, H1, P1 ja n1 ovat suureet todellisissa käyttöolosuhteissa.

Siksi taajuusmuuttajatekniikka muuttaa moottorin nopeutta muuttamalla sen nopeutta virtausnopeuden säätämiseksi käytännön tavoitteiden saavuttamiseksi, ja teho muuttuu suhteessa nopeuden kolmanteen potenssiin, mikä säästää merkittävästi energiaa. Lisäksi sillä on yksinkertaisen käytön, kätevän huollon, vakaan toiminnan ja laajan nopeusalueen ominaisuudet, minkä vuoksi sitä käytetään laajalti vesipumppujen alalla.