फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर ब्रेकिंग यूनिट के आपूर्तिकर्ता आपको याद दिलाते हैं कि सरकारी नीतिगत आह्वानों, फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर तकनीक के ज़ोरदार प्रचार और फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर व्यापारियों द्वारा ज़ोरदार प्रचार के कारण, कुछ औद्योगिक उद्यमों ने अवचेतन रूप से फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स के उपयोग को ऊर्जा संरक्षण और बिजली की बचत के बराबर मान लिया है। हालाँकि, व्यावहारिक उपयोग में, विभिन्न औद्योगिक नियंत्रण स्थितियों के कारण, कई उद्यमों को धीरे-धीरे यह एहसास हो रहा है कि फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स के इस्तेमाल से सभी जगह ऊर्जा और बिजली की बचत नहीं हो सकती। तो इस स्थिति के क्या कारण हैं और फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स के बारे में लोगों की क्या गलतफ़हमियाँ हैं?
1. सभी प्रकार की मोटरों पर उपयोग किए जाने पर परिवर्तनीय आवृत्ति ड्राइव ऊर्जा बचा सकती है
एक आवृत्ति परिवर्तक बिजली की बचत कर सकता है या नहीं, यह उसके भार की गति विनियमन विशेषताओं द्वारा निर्धारित होता है। केन्द्रापसारक मशीनों, पंखों और जल पंपों के लिए, जो द्विघात बल आघूर्ण भार से संबंधित हैं, मोटर की निर्गत शक्ति P ∝ Tn और P ∝ n3 को पूरा किया जाना चाहिए, अर्थात, मोटर शाफ्ट पर निर्गत शक्ति गति की तृतीय घात के समानुपाती होती है। यह देखा जा सकता है कि द्विघात बल आघूर्ण भार के लिए, आवृत्ति परिवर्तकों का ऊर्जा-बचत प्रभाव सबसे प्रमुख होता है।
रूट्स ब्लोअर जैसे स्थिर टॉर्क लोड के लिए, टॉर्क गति से स्वतंत्र होता है। आमतौर पर, एक निकास आउटलेट स्थापित किया जाता है और एक वाल्व द्वारा नियंत्रित किया जाता है। जब हवा की मात्रा मांग से अधिक हो जाती है, तो समायोजन के लिए अतिरिक्त हवा की मात्रा को बाहर निकाल दिया जाता है। इस स्थिति में, संचालन के लिए गति नियंत्रण का उपयोग किया जा सकता है, जिससे ऊर्जा-बचत प्रभाव भी प्राप्त हो सकता है। इसके अलावा, स्थिर शक्ति लोड के लिए, शक्ति गति से स्वतंत्र होती है। इन स्थितियों में, आवृत्ति कनवर्टर का उपयोग करने की आवश्यकता नहीं होती है।
2. ऊर्जा खपत गणना में गलत तरीकों के बारे में गलत धारणाएँ
कई कंपनियाँ ऊर्जा-बचत प्रभावशीलता की गणना करते समय अक्सर प्रत्यक्ष शक्ति पर आधारित प्रतिक्रियाशील शक्ति क्षतिपूर्ति का उपयोग करती हैं। उदाहरण के लिए, जब कोई मोटर विद्युत आवृत्ति स्थितियों में पूर्ण भार पर चल रही होती है, तो मापी गई प्रचालन धारा 194A होती है। परिवर्तनीय आवृत्ति गति विनियमन का उपयोग करने के बाद, पूर्ण भार संचालन के दौरान शक्ति गुणांक लगभग 0.99 तक बढ़ जाता है। इस समय, मापी गई धारा 173A होती है। धारा में कमी का कारण यह है कि आवृत्ति परिवर्तक का आंतरिक फ़िल्टरिंग संधारित्र सिस्टम शक्ति गुणांक में सुधार करता है।
स्पष्ट शक्ति गणना के अनुसार, ऊर्जा-बचत प्रभाव इस प्रकार है:
ΔS=UI=380×(194-173)=7.98kVA
ऊर्जा-बचत प्रभाव मोटर की रेटेड शक्ति का लगभग 11% है।
वास्तव में, आभासी शक्ति S, वोल्टेज और धारा का गुणनफल है। समान वोल्टेज स्थितियों में, आभासी शक्ति में परिवर्तन धारा में परिवर्तन के समानुपाती होता है। परिपथ में सिस्टम प्रतिघात को ध्यान में रखते हुए, आभासी शक्ति मोटर की वास्तविक शक्ति खपत का प्रतिनिधित्व नहीं करती है, बल्कि आदर्श परिस्थितियों में अधिकतम उत्पादन क्षमता का प्रतिनिधित्व करती है। मोटर की वास्तविक शक्ति खपत को आमतौर पर सक्रिय शक्ति के रूप में व्यक्त किया जाता है। मोटर की वास्तविक शक्ति खपत मोटर और उसके भार द्वारा निर्धारित होती है। शक्ति गुणांक बढ़ाने के बाद, मोटर का भार नहीं बदलता है, और मोटर की दक्षता भी नहीं बदलती है। इसलिए, मोटर की वास्तविक शक्ति खपत में कोई परिवर्तन नहीं होगा। शक्ति गुणांक बढ़ाने के बाद, मोटर की परिचालन स्थिति, स्टेटर धारा, सक्रिय और प्रतिक्रियाशील धाराओं में कोई परिवर्तन नहीं हुआ। तो शक्ति गुणांक में सुधार कैसे किया जाता है? इसका कारण आवृत्ति कनवर्टर के अंदर फ़िल्टरिंग संधारित्र में निहित है, और मोटर की खपत का एक भाग फ़िल्टरिंग संधारित्र द्वारा उत्पन्न प्रतिक्रियाशील शक्ति है। शक्ति गुणांक में सुधार आवृत्ति कनवर्टर के वास्तविक इनपुट धारा को कम करता है, और पावर ग्रिड के लाइन लॉस और ट्रांसफार्मर लॉस को भी कम करता है। उपरोक्त गणना में, यद्यपि गणना के लिए वास्तविक धारा का उपयोग किया गया है, सक्रिय शक्ति के बजाय आभासी शक्ति की गणना की गई है। इसलिए, ऊर्जा-बचत प्रभावों की गणना के लिए आभासी शक्ति का उपयोग करना गलत है।
3. एक इलेक्ट्रॉनिक सर्किट के रूप में, आवृत्ति कनवर्टर स्वयं भी बिजली की खपत करता है
आवृत्ति परिवर्तक की संरचना से यह देखा जा सकता है कि आवृत्ति परिवर्तक में स्वयं इलेक्ट्रॉनिक परिपथ होते हैं, इसलिए यह संचालन के दौरान भी बिजली की खपत करता है। हालाँकि उच्च-शक्ति मोटरों की तुलना में इसकी खपत कम होती है, फिर भी इसकी अपनी बिजली खपत एक वस्तुनिष्ठ तथ्य है। विशेषज्ञों के अनुसार, एक आवृत्ति परिवर्तक की अधिकतम स्वयं की बिजली खपत उसकी निर्धारित शक्ति का लगभग 3-5% होती है। एक 1.5-हॉर्सपावर वाला एयर कंडीशनर 20-30 वाट बिजली की खपत करता है, जो एक सतत प्रकाश के बराबर है।
संक्षेप में, यह एक तथ्य है कि आवृत्ति कनवर्टर, पावर फ़्रीक्वेंसी पर काम करते समय ऊर्जा-बचत कार्य करते हैं, लेकिन उनकी पूर्व-आवश्यकताएँ हैं: पहला, उच्च शक्ति और पंखा/पंप लोड होना; दूसरा, उपकरण में स्वयं ऊर्जा-बचत कार्य (सॉफ़्टवेयर समर्थन) होना; तीसरा, दीर्घकालिक निरंतर संचालन। ये तीन स्थितियाँ हैं जिनके तहत एक आवृत्ति कनवर्टर ऊर्जा-बचत प्रभाव प्रदर्शित कर सकता है।