تامین کننده دستگاه بازخورد انرژی برای مبدل فرکانس: عملکرد تبدیل فرکانس و تنظیم سرعت مبدل فرکانس، تبدیل یک منبع تغذیه AC سه فاز (یا هر منبع تغذیه) با ولتاژ و فرکانس قابل تنظیم به یک منبع تغذیه AC سه فاز است. گاهی اوقات، مبدل فرکانس به عنوان یک دستگاه ولتاژ متغیر فرکانس متغیر VVVF نیز شناخته میشود. عمدتا برای تنظیم سرعت موتورهای AC (آسنکرون یا سنکرون) استفاده میشود.
یک سیستم تنظیم سرعت فرکانس متغیر موتور AC از سه بخش اصلی تشکیل شده است: یک کنترل کننده سرعت فرکانس متغیر، یک درایور موتور AC و یک کنترل کننده. تجهیز اصلی و کلیدی، مبدل فرکانس است که برای دستیابی به تغییرات هموار در ولتاژ و فرکانس موتور استفاده میشود.
تنظیم سرعت فرکانس متغیر از نظر محدوده فرکانس، دقت استاتیک، کیفیت دینامیک، راندمان سیستم، توابع حفاظتی جامع و پیادهسازی آسان کنترل خودکار و کنترل فرآیند، با روشهای قبلی مانند تنظیم ولتاژ، تنظیم سرعت قطب متغیر، تنظیم سرعت آبشاری، تنظیم سرعت لغزش و تنظیم سرعت کوپلینگ هیدرولیکی غیرقابل مقایسه است. این روش به طور گسترده به عنوان یک راه حل امیدوارکننده برای کنترل سرعت موتورهای AC شناخته میشود و نشان دهنده جهت گیری آینده توسعه انتقال برق است.
در طول سی سال گذشته، تنظیم سرعت مبدل فرکانس به طور گسترده در صنایعی مانند فولاد، متالورژی، نفت، شیمیایی، نساجی، الیاف شیمیایی، صنایع سبک، کاغذسازی، لاستیک، پلاستیک، مدیریت برق و آب مورد استفاده قرار گرفته است. کاربرد تنظیم سرعت فرکانس متغیر برای موتورهای ولتاژ پایین بسیار محبوب و بالغ شده است. تنظیم سرعت فرکانس متغیر موتورهای الکتریکی ولتاژ بالا نیز مورد توجه قرار گرفته و به تدریج در حال اجرا است. تنظیم سرعت فرکانس متغیر موتور AC علاوه بر عملکرد عالی در تنظیم سرعت، نقش مهمی در صرفهجویی در مصرف برق و حفاظت از محیط زیست نیز ایفا میکند. این یک دستگاه تنظیم سرعت ایدهآل برای تحول فناوری سازمانی و ارتقاء محصول است.
اثر صرفه جویی در مصرف انرژی مبدل فرکانس بر روی فن و پمپ آب
به دلیل تضاد بین عرضه و تقاضای برق (عرضه بیش از تقاضا) شکاف قابل توجهی در میزان برق وجود دارد و صرفهجویی در مصرف انرژی ضروری است. طبق آمار ادارات مربوطه، در سال ۲۰۰۲، ظرفیت تولید برق نصبشده چین ۳۱.۹ میلیارد کیلووات با تولید برق سالانه ۱۳۴۶.۶ میلیارد کیلووات ساعت بود. اگرچه از نظر مقیاس برق در رتبه دوم جهان قرار دارد، اما مصرف سرانه برق آن جزو کمترینها در جهان است. علاوه بر این، توسعه سریع اقتصاد کشور ما به برق بیشتری نیاز دارد. اگر بر اساس نیاز به افزایش ۸ درصدی رشد اقتصادی ملی و افزایش ۱۱ درصدی برق محاسبه شود، ظرفیت تولید برق چین باید تا سال ۲۰۱۰ بین ۵۷۰ تا ۶۰۰ میلیون کیلووات با تولید برق سالانه ۲۸۰۰۰ تا ۲۹۰۰ میلیارد کیلووات ساعت باشد. در تابستان ۲۰۰۳، دمای بالای مداوم باعث کمبود برق در برخی استانها و شهرها شد و مجبور به اتخاذ اقدامات سهمیهبندی برق شد. به دلیل بار سنگین بر شبکه برق، بیثباتی سیستم برق محلی رخ داده است. توضیحات بالا نشان میدهد که عرضه و تقاضای برق چین نامتعادل است و عرضه کمتر از تقاضا است. بنابراین، صرفهجویی در مصرف برق ضروری است.
مزایای صرفهجویی در مصرف انرژی با تنظیم سرعت فرکانس متغیر برای فنها و پمپهای آب:
کل ظرفیت نصبشده موتورهای الکتریکی در چین به ۴۵۰ میلیون کیلووات رسیده است که تقریباً ۶۵٪ از تولید برق کشور را مصرف میکند. بنابراین، دستیابی به صرفهجویی در مصرف برق برای موتورهای الکتریکی بسیار مهم است. دو راه برای صرفهجویی در مصرف انرژی برای موتورهای عمومی وجود دارد: یکی بهبود راندمان خود موتور برای دستیابی به عملکرد بلندمدت و کارآمد، که عمدتاً برای ماشینآلات با سرعت ثابت استفاده میشود؛ دیگری بهبود دقت کنترل سرعت موتور است، به طوری که موتور بتواند با بیشترین سرعت از نظر انرژی کارآمد عمل کند.
فنها، پمپهای آب و کمپرسورها از جمله تجهیزات پرکاربرد در اقتصاد ملی هستند که با موتور الکتریکی کار میکنند و ظرفیت کل موتور آنها ۱۵۰ میلیون و مصرف برق آنها حدود ۳۵٪ از تولید برق کشور است. حدود ۲۰ تا ۳۰ درصد از فنها و پمپهای آب نیاز به تنظیم سرعت دارند.
درایو فرکانس متغیر یک راه حل اختیاری برای صرفهجویی در مصرف انرژی برای فنها و پمپهای آب است. طبق نظریه سیالات، توان شفت یک پمپ فن گریز از مرکز تابعی مکعبی از سرعت چرخش است. هنگامی که سرعت کاهش مییابد، مصرف برق آن به طور قابل توجهی کاهش مییابد، به عنوان مثال، در سرعت ۵۰٪، توان مکانیکی شفت تنها ۱۲.۵٪ است. البته، راندمان طرحهای تنظیم سرعت بسیار متفاوت است و راندمان دستگاههای تنظیم سرعت هیدرولیکی پس از لغزش زیاد نیست، η≈(1-S)، در سرعت چرخش ۵۰٪، ηvs≈50٪، و راندمان مبدل فرکانس بالا است، با ضریب راندمان بالا، ηvvvF≈95٪~98٪، و تقریباً بدون تغییر باقی میماند.