Invertterienergian takaisinkytkentälaitteiden toimittajat muistuttavat, että tieteen ja teknologian jatkuvan kehityksen myötä ihmiset ovat kiinnittäneet entistä enemmän huomiota sähköenergian säästämiseen. Perinteisen tasavirtakäytön heikot lenkit alkavat vähitellen osoittaa merkkejä siitä, etteivät ne täytä aikansa vaatimuksia. Kommutaattori rajoittaa tasavirtamoottoreiden huoltoa ja käyttöä. Niinpä ihmiset alkoivat tutkia vaihtovirtanopeuden säätötekniikan soveltamista, ja vasta 1970-luvulla elektronisen tekniikan, erityisesti ohjaustekniikan ja mikroelektroniikan nopea kehitys korvasi vähitellen tasavirtanopeuden säädön vaihtovirtanopeuden säätösuorituskyvyllä. Tämän seurauksena syntyivät taajuusmuuttajat.
1. Taajuusmuuttajasta
Taajuusmuuttajien alkuperäinen tehtävä oli nopeuden säätö, mutta teknologian kehittyessä taajuusmuuttajien nykyinen käyttö Kiinassa keskittyy pääasiassa energiansäästöön ja korostaa energiansäästön roolia sähkökentässä. Maassamme on energiapula, ja teknologisten ongelmien vuoksi energian käyttöaste ei ole korkea. Erityisesti puhtaana energialähteenä sähkö on erittäin niukkaa. Valtavassa sähkönkulutuksessa energiansäästötilassa oleva energia muodostaa vain pienen osan kokonaisenergiankulutuksesta. Kiinassa on kuitenkin valtava määrä moottoreita, joilla on energiansäästöpotentiaalia, ja energiansäästösovelluksilla on laajat näkymät ja ne ovat erittäin tarpeellinen trendi, joka edistää myös muuttuvataajuusteknologian kehitystä jossain määrin.
2. Harmonien osalta
Taajuusaallot ovat suurin ongelma taajuusmuuntimien käytössä. Elektronisen teknologian kehitys on mahdollistanut yleisten taajuusmuuttajien suodatustoimintojen saavuttamisen kohtuullisen ohjelmisto- ja laitteistosuunnittelun avulla. Käsittelyn jälkeen ne voivat tehokkaasti estää ja suodattaa pois valtaosan korkeamman asteen harmonisista yliaalloista varmistaen, että sähkötuotteet ovat sähkömagneettisen yhteensopivuuden (EMC) mukaisia. Joidenkin yritysten elektroniset laitteet, instrumentit jne. ovat kuitenkin suhteellisen ikääntyneitä, joten ne ovat erityisen herkkiä tietyille korkeamman asteen harmonisille yliaalloille eivätkä voi toimia kunnolla taajuusmuuttajien kanssa käytettäessä. Tämän tilanteen pääasiallinen syy on se, että taajuusmuuttajan tasasuuntaajan ja invertteriosien epälineaariset komponentit aiheuttavat muutoksia virtalähteessä, mikä johtaa harmonisiin häiriöihin ja vaikuttaa taajuusmuunnoksen vaikutukseen. Tärkein ratkaisu on käyttää suojattuja kaapeleita lähtöön, ja yksipäinen maadoitus voi tehokkaasti estää häiriöitä. Suodattimien lisääminen tulo- ja lähtöosiin voi merkittävästi vähentää matalamman asteen harmonisten yliaaltojen amplitudia ja saavuttaa energiansäästövaikutuksia suodattamalla harmoniset yliaallot pois. Signaalin ohjaukseen, erityisesti analogisten signaalien osalta, käytetään yleensä kierrettyjä suojattuja parijohtoja yksipäiseen maadoitussuunnitteluun, mikä voi tehokkaasti estää ulkoisia häiriöitä. Taajuusmuuttajissa tällä hetkellä käytetyllä SPWM-säätömenetelmällä on positiivinen vaikutus harmonisten komponenttien säätelyyn ja särökertoimien hallintaan. Siksi PWM-taajuusmuuttajien harmonisten häiriöiden torjuntakyvyssä on merkittävä ero SPWM-ohjattuihin taajuusmuuttajiin verrattuna.
3. Taajuusmuuttajien käyttö teollisessa tuotannossa
3.1 Taajuusmuuttajan käyttö teollisuuskoneiden ja -laitteiden pumppukuormissa
Taajuusmuuttajia voidaan käyttää laajalti teollisuuskoneiden ja -laitteiden pumppukuormissa niiden tehokkaan nopeudensäätötekniikan ansiosta. Se käyttää moottorin staattorin taajuutta moottorin nopeuden muuttamiseen vastaavasti, mikä lopulta muuttaa pumppukuormien työolosuhteita ja parantaa alkuperäislaitteiden tuotantovaatimuksia. Jos mekaanisten laitteiden ja pumppujen kuormituksessa tapahtuu merkittäviä muutoksia teollisuustuotannossa, taajuusmuuttajatekniikan käyttö taajuusmuuttajan tehon ohjaamiseen voi mahdollistaa pumppukuormituksen vastaamisen tuotantoprosessin olosuhteisiin, parhaan energiansäästövaikutuksen saavuttamisen, tuotantotason parantamisen, teollisuusautomaation nopeuttamisen ja laitteiden käyttöiän pidentämisen, tuotteiden laadun parantamisen, tuotannon tehokkuuden lisäämisen ja yrityksille taloudellisen hyödyn saavuttamisen.
3.2 Taajuusmuuttajan käyttö teollisuuskoneiden puhallinkuormituksessa
Puhaltimia käytetään pääasiassa jäähdytysjärjestelmissä, kattilajärjestelmissä, kuivausjärjestelmissä ja poistoilmajärjestelmissä teollisessa tuotannossa. Tuotantoprosessissa säädetään tuotantoon vaikuttavia tekijöitä, kuten ilman määrää ja lämpötilaa, jotta saavutetaan hyvät olosuhteet tuotantoteknologialle ja työolosuhteille. Edellisessä säätöprosessissa käytettiin usein ilman ulostulon ja ohjauslevyn avautumis- ja sulkeutumisasteen säätämistä. Tämän säätömenetelmän haittapuolena on, että tuotantoprosessista ja työolosuhteista riippumatta puhallin käy aina vakionopeudella, mikä ei pysty tarkasti täyttämään tuotantoprosessin ja käyttöolosuhteiden ehtoja, tuhlaa energiaa ja kuluttaa laitteita ja materiaaleja, vähentää tuotantovoittoja ja lyhentää laitteiden käyttöikää. Esimerkiksi kemiallisten kuitujen tehtaat, terästehtaat, sementtitehtaat jne. käyttävät kaikki puhaltimia. Jos säädämme ilman ulostuloa ilmamäärän muuttamiseen, moottori toimii aina täydellä kuormalla, mutta ilmapellin avautumisaste on vain 50–80 %, mikä olisi tuhlausta. Taajuusmuuttajatekniikkaa käytetään puhaltimen kuormituksessa, ja sen portaaton nopeudensäätösuorituskyky voi laajentaa puhaltimen nopeusaluetta, tehdä siitä luotettavamman, helpommin aikataulutettavan ja saavuttaa korkeat olosuhteet tuotantoprosesseille ja työolosuhteille.
3.3 Taajuusmuuttajien käyttö energiansäästössä ja kulutuksen vähentämisessä
Paikoissa, joissa moottorin kuormitus on yleensä vakio, kuten tekstiili- ja terästehtaissa, moottori toimii yleensä tietyllä teholla, ja taajuusmuuttajan suorituskykyä on vaikea korvata muilla laitteilla, kuten tasaisella kiihdytyksellä ja hidastuksella, tarkalla säätömomentilla ja hyvällä työvakaudella, joten sitä voidaan hyödyntää hyvin. Tällaisissa tehtaissa taajuusmuuttajat eivät ainoastaan säästä energiaa, vaan päinvastoin, niiden korkeiden kustannusten ja energiankulutuksen vuoksi koko järjestelmästä tulee kalliimpi ja se kuluttaa enemmän energiaa. Sitä vastoin sovelluksissa, kuten tuulettimissa ja pumpuissa, energiansäästö- ja kulutusta vähentävät ominaisuudet tulevat erittäin tärkeiksi. Näissä sovelluksissa virtakuorma muuttuu usein. Jos useita moottoreita käytetään rinnakkain, se varmasti lisää laitekustannuksia. Jos käytetään edellistä nopeuden säätömenetelmää, se ei myöskään edistä tuotannon automatisoinnin tavoitteen saavuttamista. Tässä tapauksessa jotkut valmistajat ovat tuottaneet tähän sovellukseen erikoistuneita taajuusmuuttajia. Tämän tyyppisellä taajuusmuuttajalla ei ole tarkkaa nopeuden säätöä ja vääntömomentin säätöä, joten sen tuotantokustannukset ovat myös erittäin alhaiset.
4. Taajuusmuuttajan valinta
Taajuusmuunnostekniikan kehityksen ansiosta markkinoilla on tällä hetkellä lukuisia taajuusmuuttajien merkkejä ja dataa. Tärkeimpiä ohjausmenetelmiä ovat: tasapainesäätömenetelmä eli U/F=K-tekniikka; vektorisäätömenetelmä, joka tunnetaan myös nimellä VECTOR-tekniikka; suora vääntömomentin säätö (DTC) -tekniikka jne. Yritykset voivat valita taajuusmuuttajia todellisen tilanteensa mukaan täyttääkseen erilaisten laitteiden ohjausvaatimukset, erityisesti taajuusmuuttajien sovelluksissa mekaanisissa laitteissa, joissa on vaihteleva vääntömomentti, mikä voi saavuttaa parempia energiansäästövaikutuksia. Taajuusmuuttajien kapasiteetin valinnan osalta se tulisi valita tieteellisesti kuorman todellisen virran perusteella. Voit myös valita taajuusmuuttajan, jossa on sisäänrakennettu PID-säädin konfiguroinnin ohjaamiseksi todellisten tarpeiden mukaan. Tällä hetkellä monilla markkinoilla olevilla taajuusmuuttajilla on väyläliitännät, ja tuotantoprosessissa taajuusmuuttajat toimivat verkon solmuina yhteyden muodostamiseksi muihin tietoliikennelaitteisiin, mikä voi tehokkaasti parantaa tehokkuutta ja saavuttaa energiansäästöä sekä edistää hyvää ohjaustarkkuuden ja älykkyyden kehitystä. Kenttäväylätekniikka on tällä hetkellä edistynyt automaatiotekniikka, joka yhdistää tietokoneohjaustekniikan, tietoliikennetekniikan ja automaattisen ohjausperiaatteen teknologian. Siksi se voi saavuttaa useiden signaaliparametrien monitoimisen siirron johdinparilla ja tarjota virtaa useille laitteille, mikä paitsi säästää sähköä myös säästää kustannuksia.
Taajuusmuuttajien energiansäästöominaisuudet ovat herättäneet laajaa huomiota yhteiskunnassa ja niitä on sovellettu useilla aloilla. Markkinoilla olevia taajuusmuuttajia käytetään pääasiassa vaihtovirtamoottoreiden nopeuden säätöön, ja ne ovat tällä hetkellä ihanteellisin ja lupaavin nopeudensäätöratkaisu sovellusalalla. Vielä tärkeämpää on, että taajuusmuuttajilla on energiansäästövaikutuksia, ja energiansäästö on asia, joka on otettava vakavasti teollisessa kehityksessä ja energiankulutuksessa, ja se on välttämätön tae yritysten kestävän kehityksen saavuttamiseksi. Energiansäästövaikutuksensa ja nopeudensäätöteknologiansa ansiosta taajuusmuuttajista on tullut suosittu automaatiolaite, ja siksi niitä on kehitetty ja sovellettu nopeasti. Taajuusmuuttajien tulevaisuudennäkymät ovat erittäin lupaavat, ja niitä voidaan soveltaa laajemmalla alueella aloilla, ja niillä on suurempi rooli energiankulutuksen vähentämisessä ja yritysten tehokkuuden lisäämisessä. Taajuusmuuttajien sovelluksella on erittäin laajat kehitysnäkymät.