تأمینکننده دستگاه بازخورد انرژی برای مبدل فرکانس به شما یادآوری میکند که در سال ۱۹۶۷، مبدل فرکانس با موفقیت توسعه داده شد و به بهرهبرداری تجاری رسید. پس از بیش از ۴۰ سال توسعه، تنظیم سرعت فرکانس متغیر موتورهای AC به وسیلهای اصلی برای صرفهجویی در مصرف برق، بهبود فرآیندهای تولید، افزایش کیفیت محصول و بهبود محیطهای عملیاتی تبدیل شده است. درایوهای فرکانس متغیر به دلیل راندمان بالا، ضریب توان بالا و تنظیم سرعت عالی و عملکرد ترمز، مورد توجه گسترده کاربران قرار گرفتهاند. آنها سه نقش مهم زیر را در بسیاری از زمینهها ایفا میکنند:
(1) عملکرد شروع نرم. هنگامی که یک موتور به سختی شروع میشود، جریان شروع مستقیم اغلب 3-5 برابر جریان نامی آن است. افزایش ناگهانی جریان نه تنها طراحی و تولید موتور را دشوار میکند، بلکه تأثیر جدی بر ظرفیت سیستم شبکه برق، تأسیسات انتقال و توزیع نیز دارد و باعث آسیب زیادی به تجهیزاتی مانند بافلها و شیرها میشود. عملکرد مبدل فرکانس تغییر فرکانس و دامنه منبع تغذیه موتور AC است، در نتیجه دوره میدان مغناطیسی متحرک آن را تغییر میدهد و کنترل روان سرعت موتور را به دست میآورد. این باعث میشود جریان شروع موتور از صفر شروع شود و به تدریج افزایش یابد، به طوری که حداکثر مقدار آن از جریان نامی تجاوز نکند و تأثیر بر شبکه برق و الزامات ظرفیت منبع تغذیه را کاهش داده و عمر مفید تجهیزات را افزایش دهد.
(2) بهینه سازی عملکرد موتور. در سیستمهایی مانند فنها و تهویه مطبوع مرکزی، روشهای سنتی تامین آب از طریق امکاناتی مانند برجهای آب، مخازن آب سطح بالا و مخازن تحت فشار حاصل میشود. فشار آب در خروجی اغلب تحت تأثیر عواملی مانند ارتفاع و ظرفیت ذخیره مخزن آب قرار میگیرد و اغلب تغییر میکند. دستیابی به فشار ثابت واقعاً آسان نیست. علاوه بر این، روش سنتی کنترل سرعت برای تجهیزاتی مانند فنها و پمپها به تنظیم میزان باز شدن دریچهها و شیرهای ورودی و خروجی برای تنظیم حجم هوا و آب متکی است. هنگامی که توان ورودی خیلی زیاد باشد، مقدار زیادی انرژی در فرآیند مسدود کردن دریچه و شیر مصرف میشود و در نتیجه اتلاف انرژی ایجاد میشود. این مانند حمل آجرهایی است که به میزان زیادی از تقاضا برای ساختمانهای بلند مرتبه فراتر میروند، بدون اینکه مقدار کار را به طور دقیق محاسبه کنند و در نتیجه نیروی انسانی و ساعات کاری را هدر دهند. امروزه مهندسان مبدلهای فرکانس، تنظیمکنندههای PID، میکروکنترلرها، PLCها و غیره را با هم ترکیب میکنند تا یک سیستم کنترلی تشکیل دهند که میتواند جریان خروجی پمپهای آب را تنظیم کرده و نیروی کار ناکارآمد را کاهش دهد. افراد فقط باید فشار خروجی لوله اصلی ایستگاه پمپاژ را تنظیم کنند، مقدار تنظیم شده را با مقدار بازخورد واقعی مقایسه کنند و پس از پردازش اختلاف از طریق محاسبه، سیستم دستورالعملهای کنترلی را برای کنترل تعداد و سرعت موتورهای پمپ آب در حال کار صادر میکند و بدین ترتیب به هدف فشار ثابت در لوله اصلی آبرسانی دست مییابد. در مقایسه با شیرهای تنظیم فشار برای کنترل فشار آب، این سیستم مقاومت خط لوله را کاهش میدهد، راندمان تلفات قطع را تا حد زیادی کاهش میدهد و نیازی به عملیات دستی مکرر ندارد و شدت کار را کاهش میدهد. در تهویه مطبوع مرکزی، فن و سایر سیستمها، مبدلهای فرکانس نیز عملکرد خوبی دارند. شبکه اینورتر چین خاطرنشان کرد که تهویه مطبوع مرکزی بر اساس حداکثر ظرفیت سرمایش (گرمایش) مورد نیاز به علاوه 10-20٪، با مصرف برق بالا و پتانسیل صرفهجویی در انرژی عالی طراحی شده است. با استفاده از مبدل فرکانس برای کنترل سرعت و راندمان انرژی کمپرسورهای تبرید تهویه مطبوع مرکزی، پمپهای تبرید، پمپهای خنککننده، فنهای برج خنککننده، دستگاههای هوای برگشتی و غیره، میتوان از جریان و فشار بیش از حد جلوگیری کرد، عملکرد طبیعی و مؤثر سیستم را تضمین کرد و 20 تا 50 درصد در مصرف برق صرفهجویی کرد. برای مثال، در طول ساخت تونل رودخانه یانگ تسه شانگهای، سازندگان باید تهویه مناسب داخل تونل را که تقریباً ۸.۹ کیلومتر طول و ۱۳.۷ متر قطر داخلی دارد، تضمین کنند. برای این منظور، این پروژه از یک مبدل فرکانس برای تنظیم مستقیم سرعت موتور بر اساس حجم هوا، تنظیم دقیق حجم هوا، بهینهسازی استفاده از امکانات الکتریکی و دستیابی به صرفهجویی ۲۰ تا ۴۵ درصدی در مصرف انرژی استفاده میکند.
(3) این یک عملکرد محافظتی برای سیستم دارد. پس از تشخیص حالتهای غیرعادی در سیستم، مبدل فرکانس میتواند به طور خودکار عمل را اصلاح کند یا سیگنال کنترل PWM دستگاه نیمههادی قدرت را مسدود کند و باعث توقف خودکار موتور شود، مانند جلوگیری از توقف بیش از حد جریان، قطع جریان بیش از حد، گرم شدن بیش از حد فن خنککننده نیمههادی و محافظت در برابر قطع برق آنی.