Leveranciers van frequentieomvormer-remunits herinneren u eraan dat sommige industriële bedrijven, door de sterke promotie van frequentieomvormertechnologie en de krachtige promotie van frequentieomvormerhandelaren, het gebruik van frequentieomvormers onbewust hebben gelijkgesteld aan energiebesparing en elektriciteitsbesparing. In de praktijk realiseren veel bedrijven zich echter, door verschillende situaties, geleidelijk dat niet alle plaatsen waar frequentieomvormers worden toegepast, energie en elektriciteit kunnen besparen. Wat zijn de redenen voor deze situatie en welke misvattingen bestaan er over frequentieomvormers?
1. De frequentieomvormer kan elektriciteit besparen bij gebruik op alle soorten motoren
Of een frequentieomvormer energie kan besparen, wordt bepaald door de snelheidsregelingskarakteristieken van de belasting. Voor centrifugaalmachines, ventilatoren en waterpompen, die behoren tot belastingen met een kwadratisch koppel, moet worden voldaan aan het motoruitgangsvermogen P ∝ Tn en P ∝ n3, d.w.z. dat het uitgangsvermogen op de motoras evenredig is met de derde macht van het toerental. Het is duidelijk dat bij belastingen met een kwadratisch koppel het energiebesparende effect van frequentieomvormers het meest prominent is.
Bij belastingen met een constant koppel, zoals Roots-blowers, is het koppel onafhankelijk van het toerental. Over het algemeen wordt een uitlaat ingesteld en aangestuurd door een klep. Wanneer het luchtvolume de vraag overschrijdt, wordt het overtollige luchtvolume afgevoerd om de gewenste aanpassing te bereiken. In dit geval kan toerentalregeling worden gebruikt, wat ook energiebesparende effecten kan opleveren. Bovendien is het vermogen bij belastingen met een constant vermogen onafhankelijk van het toerental. In deze gevallen is het gebruik van een frequentieomvormer niet nodig.
2. Misvattingen over onjuiste methoden bij het berekenen van het energieverbruik
Veel bedrijven gebruiken vaak blindvermogencompensatie op basis van schijnbaar vermogen bij het berekenen van de effectiviteit van energiebesparing. Bijvoorbeeld, wanneer een motor op volle belasting draait bij netfrequentie, is de gemeten bedrijfsstroom 194 A. Na toepassing van variabele frequentieregeling neemt de arbeidsfactor bij volle belasting toe tot ongeveer 0,99. Op dat moment is de gemeten stroom 173 A. De reden voor de stroomafname is dat de interne filtercondensator van de frequentieomvormer de arbeidsfactor van het systeem verbetert.
Volgens de berekening van het schijnbare vermogen is het energiebesparingseffect als volgt:
ΔS=UI=380×(194-173)=7,98 kVA
Het energiebesparende effect bedraagt ongeveer 11% van het nominale vermogen van de motor.
Het schijnbare vermogen S is in feite het product van spanning en stroom. Onder dezelfde spanningsomstandigheden is de verandering in schijnbaar vermogen evenredig met de verandering in stroom. Rekening houdend met de systeemreactantie in het circuit, vertegenwoordigt het schijnbare vermogen niet het werkelijke stroomverbruik van de motor, maar het maximale uitgangsvermogen onder ideale omstandigheden. Het werkelijke stroomverbruik van de motor wordt meestal uitgedrukt als actief vermogen.
Het werkelijke stroomverbruik van een motor wordt bepaald door de motor en zijn belasting. Na het verhogen van de arbeidsfactor verandert de belasting van de motor niet en verandert het rendement van de motor ook niet. Daarom zal het werkelijke stroomverbruik van de motor niet veranderen. Na het verhogen van de arbeidsfactor was er geen verandering in de bedrijfstoestand van de motor, statorstroom, actieve en reactieve stromen. Dus hoe wordt de arbeidsfactor verbeterd? De reden hiervoor ligt in de filtercondensator in de frequentieomvormer, en een deel van het motorverbruik is het reactieve vermogen dat door de filtercondensator wordt gegenereerd. De verbetering van de arbeidsfactor verlaagt de werkelijke ingangsstroom van de frequentieomvormer en vermindert ook het netverlies en transformatorverlies van het elektriciteitsnet. In de bovenstaande berekening wordt weliswaar de werkelijke stroom gebruikt voor de berekening, maar het schijnbare vermogen wordt berekend in plaats van het actieve vermogen. Daarom is het gebruik van schijnbaar vermogen om energiebesparende effecten te berekenen onjuist.
Als elektronisch circuit verbruikt de frequentieomvormer zelf ook stroom
Uit de samenstelling van de frequentieomvormer blijkt dat de frequentieomvormer zelf elektronische circuits heeft en dus ook stroom verbruikt tijdens bedrijf. Hoewel hij minder verbruikt dan motoren met een hoog vermogen, is het eigen stroomverbruik een objectief gegeven. Volgens berekeningen van experts bedraagt het maximale eigen stroomverbruik van een frequentieomvormer ongeveer 3-5% van het nominale vermogen. Een airconditioner van 1,5 pk verbruikt 20-30 watt, wat overeenkomt met een continu brandende lamp.
Samenvattend is het een feit dat frequentieomvormers energiebesparende functies hebben wanneer ze op de netfrequentie werken. De voorwaarden hiervoor zijn: ten eerste een hoog vermogen en een ventilator-/pompbelasting; ten tweede een apparaat zelf dat energiebesparende functies heeft (software-ondersteuning); en ten derde een langdurige continue werking. Dit zijn de drie voorwaarden waaronder een frequentieomvormer energiebesparende effecten kan vertonen.
Energiebesparing en -verbruiksreductie zijn eeuwige doelen en principes van de maakindustrie, maar voor industriële bedrijven is het noodzakelijk om te begrijpen onder welke omstandigheden frequentieomvormers gebruikt moeten worden, wanneer ze niet geschikt zijn voor het gebruik ervan, en om de totale configuratie van frequentieomvormers uitgebreid te overwegen. De harmonische gevaren die worden veroorzaakt door een overmatige configuratie van frequentieomvormers zijn inmiddels algemeen aanvaard. Daarom is het noodzakelijk om frequentieomvormers verstandig te gebruiken om de strategie van energiebesparing, verbruiksreductie en duurzame ontwikkeling daadwerkelijk te realiseren.