Birgjar orkuendurgjöfartækja fyrir tíðnibreyta minna á að í nútíma iðnaði eru mótorar tegund af orkunotkunarbúnaði með fjölbreytt notkunarsvið. Samkvæmt tölfræði er heildarafköst Kína um 400 milljónir kílóvötta og árleg raforkunotkun um 600 milljarða kílóvöttstunda, sem nemur 70-80% af iðnaðarrafmagnsnotkun. Kína treystir aðallega á litla og meðalstóra mótora sem nema um 80%, en rafmagnsnotkun lítilla og meðalstórra mótora nemur 90% af heildartapinu. Í reynd er verulegur munur á mótorum í Kína miðað við útlönd, með eininganýtni upp á 75%, sem er 10% lægra en í útlöndum; rekstrarhagkvæmni kerfisins er 30-40%, sem er 20-30% lægra en á alþjóðlegum vettvangi. Þess vegna hafa litlar og meðalstórar mótorar í Kína mikla orkusparnaðarmöguleika og það er mikilvægt að stuðla að orkusparnaði mótora.
Vegna einfaldrar uppbyggingar, auðveldrar framleiðslu, lágs verðs, endingar, áreiðanlegrar notkunar og hentugleika við erfiðar aðstæður hafa ósamstilltir mótorar verið mikið notaðir í iðnaði og landbúnaði. Sérstaklega til að draga dælur og viftur í ýmsum atvinnugreinum er orkusparandi vinna mótora fyrir dælur og viftur mjög mikils metin.
Með hraðri þróun vísinda og tækni, sérstaklega mikilli þróun og notkun rafeindatækni í aflgjöfum, ör-rafeindatækni og sjálfvirkrar stýringar, hefur orkusparandi áhrif tíðnibreyta orðið mikilvægari. Þeir geta ekki aðeins náð þrepalausri hraðastýringu, heldur einnig starfað skilvirkt við mismunandi álag, með góðum kraftmiklum eiginleikum, og geta náð sjálfvirkri stýringu með mikilli afköstum, mikilli áreiðanleika og mikilli nákvæmni. Í samanburði við aðrar hraðastýringaraðferðir eins og spennustýringu, pólstýringu, rennuhraðastýringu, AC kaskaðahraðastýringu o.s.frv., hefur breytileg tíðnihraðastýring stöðuga afköst, breitt hraðastýringarsvið og mikla skilvirkni. Með þróun nútíma stýrikenninga og rafeindatækni í aflgjöfum er breytileg tíðnihraðastýringartækni AC að verða sífellt fullkomnari og hefur orðið þróun í hraðastýringu AC mótorum. Breytileg tíðnihraðastýringartæki (VFD) hafa verið mikið notuð í iðnaði.
Notkun tíðnibreyta til að senda hraðastýringarmerki er hröð, stjórnkerfið hefur litla seinkun, svörunin er næm, nákvæmni stjórnunarkerfisins er mikil, notkunin er þægileg og það stuðlar að því að bæta framleiðslugetu, tryggja gæði og lækka framleiðslukostnað. Þess vegna er notkun tíðnibreyta vinsæl vara til orkusparnaðar og orkunotkunar í verksmiðjum og námufyrirtækjum.
Orkusparandi tæki fyrir mótor með breytilegri tíðni er byltingarkennd ný kynslóð af sértækum stýritækjum fyrir mótor. Það byggir á örgjörvastýringartækni og aðlagar spennu og straum í mótorrekstri með innbyggðum hugbúnaði til að hámarka orkusparnað. Án þess að breyta hraða mótorsins tryggir það að úttakstog mótorsins passi nákvæmlega við álagskröfur og kemur í veg fyrir sóun á raforku vegna of mikillar afkastagetu mótorsins.
Rafmótorar eru nú mest notaðir mótorar og eru um 85% allra gerða mótora. Þeir hafa þá kosti að vera einfaldur í uppbyggingu, lágur kostnaður og viðhaldslaus. Hins vegar er veikleiki þeirra erfiðleikinn við hraðastillingu, sem takmarkar notkun þeirra í mörgum forritum eða krefst vélrænna aðferða til að ná hraðastillingu.
Tvær dæmigerðar notkunarmöguleikar tíðnibreyta eru hvað varðar álag: 1. Stöðug tognotkun; 2. Breytileg tognotkun. Hvað varðar notkunartilgang eru helstu markmiðin: 1. Að bæta ferlið, tryggja snúningshraða meðan á ferlinu stendur, snúningshraða við mismunandi álag og nákvæma staðsetningu. Með framúrskarandi hraðastillingu er hægt að bæta framleiðni, auka gæði vöru, bæta þægindi, hagræða búnaði, aðlaga eða bæta umhverfið o.s.frv. 2. Megintilgangur orkusparandi umbreytingar er að ná verulegum árangri með því að stjórna hraða vifta og dæla sem þurfa flæði- eða þrýstingsstýringu.
Meginreglan um breytilega tíðnihraðastýringu
Mótorálag eins og viftur, vatnsdælur, loftþjöppur, vökvaolíudælur og hringrásardælur eru langstærsti hluti orkunotkunarbúnaðar sem notaður er í fyrirtækjum. Vegna tæknilegra takmarkana eru næstum öll flæði-, þrýstings- eða loftmagnsstýrikerfi fyrir slíkt álag ventlastýrð kerfi, þar sem mótorinn er knúinn á nafnhraða og kerfið veitir stöðugan flæði, þrýsting eða loftmagn. Þegar rekstrarkröfur búnaðarins breytast er álagsflæðið, þrýstingurinn eða loftmagnið stillt með yfirfallslokum, öryggislokum eða hlutfallsstýringum sem staðsettir eru við útrásarenda til að mæta breyttum þörfum rekstrarskilyrða búnaðarins. Eftir að yfirfallslokinn eða hlutfallsstýrilokinn flæðir yfir losnar mikið magn af orku og þessi dreifða orka er í raun hluti af orkunni sem mótorinn frásogar frá raforkukerfinu, sem veldur mikilli sóun á raforku. Af rekstrareiginleikum þessarar tegundar álags má sjá að mótorafl er í réttu hlutfalli við þriðjung hraðans og hraðinn er í réttu hlutfalli við tíðnina. Ef við breytum vinnuham mótorsins þannig að hann gangi ekki alltaf á nafnvirðistíðni, heldur noti breytilegt tíðnistillingarkerfi fyrir ræsingu, stöðvun og stillingu, þá er hægt að stilla snúningshraða hans stöðugt á bilinu 0~2900r/mín., það er að segja, útstreymi, þrýstingur eða loftmagn er einnig hægt að stilla stöðugt á bilinu 0~100%, til að passa nákvæmlega við vinnuþarfir álagsins og ná markmiði um orkusparnað og minnkun á notkun.
Hraði riðstraumsmótorsins er sem hér segir: n=60f (1-s)/p
Í formúlunni: n = hraði mótorsins
F = afltíðni
P = fjöldi pólanna í mótornum
S = rennslishraði
Eins og sjá má af jöfnunni er samstilltur hraði n riðstraumsmótors í beinu hlutfalli við aflstíðnina f. Þess vegna getur breyting á aflstíðninni breytt hraða mótorsins og náð tilgangi hraðastýringar.
Meginregla um breytilega tíðnihraðastýringu til orkusparnaðar
Breytileg tíðnihraðastýring sparar rafmagn, eins og nafnið gefur til kynna er það aðeins breytileg tíðnihraðastýring sem getur sparað rafmagn. Hér að neðan er greining á orkusparnaðarreglum fyrir tvær dæmigerðar álagsaðgerðir.
(1) Notkun á stöðugu togálagi
Stöðugt togálag þýðir að óháð breytingum á hraða helst álagstogið stöðugt.
Eftirfarandi formúla: P = K * T * N
K=stuðull
P = ásafl
T = álags tog
N = snúningshraði
Af ofangreindri formúlu má sjá að ásafl er í réttu hlutfalli við hraða mótorsins. Þegar mótorhraðinn er stilltur eftir þörfum ferlisins er hægt að ná samsvarandi hlutfalli orkusparnaðar.
(2) Notkun breytilegs togkrafts
Miðflóttaviftur og dælur tilheyra dæmigerðum breytilegum togkrafti og rekstrareiginleikar þeirra eru þessir: flestir starfa samfellt í langan tíma. Þar sem togkrafturinn er í réttu hlutfalli við hraðann í öðru veldi, mun það valda alvarlegri ofhleðslu á mótornum þegar hraðinn fer yfir nafnhraða. Þess vegna starfa viftur og dælur almennt ekki umfram nafnhraða.