Taajuusmuuttajan energian takaisinkytkentälaitteen toimittaja: Taajuusmuuttajan taajuudenmuunnos- ja nopeudensäätötoiminto on muuntaa säädettävällä jännitteellä ja taajuudella varustettu kolmivaiheinen vaihtovirtalähde (tai mikä tahansa virtalähde) kolmivaiheiseksi vaihtovirtalähteeksi. Joskus taajuusmuuttajaa kutsutaan myös muuttuvan jännitteen ja taajuuden laitteeksi VVVF. Sitä käytetään pääasiassa vaihtovirtamoottoreiden (asynkronisten tai synkronisten) nopeuden säätämiseen.
Vaihtovirtamoottorin taajuusmuuttajanopeuden säätöjärjestelmä koostuu kolmesta pääosasta: taajuusmuuttajanopeuden säätimestä, vaihtovirtamoottorin ajurista ja ohjaimesta. Keskeinen ydinlaite on taajuusmuuttaja, jota käytetään moottorin jännitteen ja taajuuden tasaisten muutosten aikaansaamiseksi.
Muuttuvataajuinen nopeudensäätö on vertaansa vailla aiempiin menetelmiin, kuten jännitteen säätöön, muuttuvanapaisen nopeuden säätöön, kaskadinopeuden säätöön, luistonopeuden säätöön ja hydraulisen kytkentänopeuden säätöön, taajuusalueen, staattisen tarkkuuden, dynaamisen laadun, järjestelmän tehokkuuden, kattavien suojaustoimintojen sekä automaattisen ohjauksen ja prosessinohjauksen helpon toteutuksen suhteen. Se on laajalti tunnustettu lupaavaksi nopeudensäätöratkaisuksi vaihtovirtamoottoreille, ja se edustaa sähkönsiirron kehityksen tulevaisuuden suuntaa.
Viimeisten kolmenkymmenen vuoden aikana taajuusmuuttajalla tapahtuvaa nopeuden säätöä on käytetty laajalti esimerkiksi teräs-, metallurgia-, öljy-, kemian-, tekstiili-, kemiallisten kuitujen, kevyen teollisuuden, paperinvalmistuksen, kumin, muovin, energian ja vedenkäytön aloilla. Muuttuvan taajuuden nopeuden säädön soveltaminen matalajännitteisissä moottoreissa on tullut erittäin suosituksi ja kypsäksi. Myös korkeajännitteisten sähkömoottoreiden muuttuvan taajuuden nopeuden säätö on herättänyt huomiota ja sitä aletaan vähitellen soveltaa. Erinomaisen nopeudensäätötehon lisäksi vaihtovirtamoottorin muuttuvan taajuuden nopeuden säädöllä on merkittävä rooli sähkön säästämisessä ja ympäristön suojelemisessa. Se on ihanteellinen nopeuden säätölaite yritysten teknologiseen muutokseen ja tuotepäivityksiin.
Taajuusmuuttajan energiansäästövaikutus tuulettimeen ja vesipumppuun
Sähkön tarjonnan ja kysynnän välisen ristiriidan (tarjonta ylittää kysynnän) vuoksi on merkittävä tehokuilu, ja energiansäästö on tarpeen. Asianomaisten virastojen tilastojen mukaan Kiinan asennettu sähköntuotantokapasiteetti oli vuonna 2002 31,9 miljardia kWh, ja vuotuinen sähköntuotanto oli 1 346,6 miljardia kWh. Vaikka se on maailman toiseksi suurin sähkönkulutus, sen sähkönkulutus henkeä kohti on maailman alhaisimpia. Lisäksi maamme talouden nopea kehitys vaatii lisää sähköä. Jos laskelmien mukaan Kiinan talouskasvun on kasvettava 8 % ja sähkönkulutuksen 11 %, sen sähköntuotantokapasiteetin pitäisi olla 570–600 miljoonaa kWh vuoteen 2010 mennessä, ja vuotuisen sähköntuotannon 28 000–2 900 miljardia kWh. Kesällä 2003 jatkuvasti vallinneet korkeat lämpötilat aiheuttivat sähköpulaa joissakin maakunnissa ja kaupungeissa, mikä pakotti ottamaan käyttöön sähkön säännöstelytoimenpiteitä. Sähköverkon raskaan kuormituksen vuoksi paikallisessa sähköjärjestelmässä on ilmennyt epävakautta. Yllä oleva selitys osoittaa, että Kiinan sähkön tarjonta ja kysyntä ovat epätasapainossa, ja tarjonta on pienempi kuin kysyntä. Siksi sähköä on säästettävä.
Puhaltimien ja vesipumppujen muuttuvan taajuusnopeuden säädön energiansäästöedut:
Kiinassa sähkömoottoreiden kokonaiskapasiteetti on noussut 450 miljoonaan kW:iin, ja se kuluttaa noin 65 % maan sähköntuotannosta. Siksi on erittäin tärkeää saavuttaa sähkömoottoreiden energiansäästö. Yleismoottoreiden energiansäästöön on kaksi tapaa: yksi on parantaa itse moottorin hyötysuhdetta pitkän aikavälin tehokkaan toiminnan saavuttamiseksi, jota käytetään pääasiassa vakionopeuskoneissa; toinen on parantaa moottorin nopeuden säätötarkkuutta, jotta moottori voi toimia energiatehokkaimmalla nopeudella.
Tuulettimet, vesipumput ja kompressorit ovat laajalti käytettyjä sähkömoottorikäyttöisiä laitteita kansantaloudessa. Niiden moottorien kokonaiskapasiteetti on 150 miljoonaa ja sähkönkulutus noin 35 % maan sähköntuotannosta. Noin 20–30 % tuulettimista ja vesipumpuista vaatii nopeuden säätöä.
Muuttuvataajuusmuuttaja on valinnainen energiansäästöratkaisu puhaltimille ja vesipumpuille. Nesteteorian mukaan keskipakoispuhaltimen pumpun akseliteho on pyörimisnopeuden kuutiofunktio. Kun nopeus pienenee, sen tehonkulutus laskee merkittävästi. Esimerkiksi 50 %:n nopeudella akselin mekaaninen teho on vain 12,5 %. Nopeudensäätöjärjestelmien hyötysuhde vaihtelee luonnollisesti suuresti, eikä hydraulisten nopeudensäätölaitteiden hyötysuhde luiston jälkeen ole korkea, η≈(1-S). 50 %:n pyörimisnopeudella ηvs≈50 %. Taajuusmuuttajan hyötysuhde on korkea ja hyötysuhdekerroin ηvvvF≈95 %～98 % pysyy suunnilleen muuttumattomana.