Поставщики тормозных устройств для преобразователей частоты напоминают, что из-за государственной политики, активного продвижения технологии преобразователей частоты и активной рекламы со стороны продавцов преобразователей частоты некоторые промышленные предприятия подсознательно отождествляют использование преобразователей частоты с энергосбережением и экономией электроэнергии. Однако на практике, в связи с различными ситуациями в управлении производством, многие предприятия постепенно осознают, что не везде, где применяются преобразователи частоты, можно экономить электроэнергию и электроэнергию. В чём же причины такой ситуации и какие заблуждения существуют в отношении преобразователей частоты?
1. Частотно-регулируемые приводы могут экономить энергию при использовании на всех типах двигателей.
Whether a frequency converter can achieve power saving is determined by the speed regulation characteristics of its load. For centrifugal machines, fans, and water pumps, which belong to quadratic torque loads, the motor output power P ∝ Tn and P ∝ n3 must be met, that is, the output power on the motor shaft is proportional to the third power of the speed. It can be seen that for quadratic torque loads, the energy-saving effect of frequency converters is the most prominent.
For constant torque loads, such as Roots blowers, the torque is independent of the speed. Generally, an exhaust outlet is set up and controlled by a valve. When the air volume exceeds the demand, excess air volume is discharged to achieve adjustment. In this case, speed regulation can be used for operation, which can also achieve energy-saving effects. In addition, for constant power loads, the power is independent of the speed. In these cases, there is no need to use a frequency converter.
2. Misconceptions about incorrect methods in energy consumption calculation
Many companies often use reactive power compensation based on apparent power when calculating energy-saving effectiveness. For example, when a motor is running at full load under power frequency conditions, the measured operating current is 194A. After using variable frequency speed regulation, the power factor during full load operation is increased to about 0.99. At this time, the measured current is 173A. The reason for the decrease in current is that the internal filtering capacitor of the frequency converter improves the system power factor.
According to the apparent power calculation, the energy-saving effect is as follows:
ΔS=UI=380×(194-173)=7.98kVA
The energy-saving effect is about 11% of the rated power of the motor.
Фактически, полная мощность S является произведением напряжения и тока. При одинаковых напряжениях изменение полной мощности пропорционально изменению тока. Учитывая реактивное сопротивление системы в цепи, полная мощность не отражает фактическую потребляемую мощность двигателя, а представляет собой максимальную выходную мощность в идеальных условиях. Фактическая потребляемая мощность двигателя обычно выражается в виде активной мощности. Фактическая потребляемая мощность двигателя определяется двигателем и его нагрузкой. После увеличения коэффициента мощности нагрузка двигателя не изменяется, и КПД двигателя также не изменяется. Следовательно, фактическая потребляемая мощность двигателя не изменится. После увеличения коэффициента мощности рабочее состояние двигателя, ток статора, активные и реактивные токи не изменились. Так как же улучшается коэффициент мощности? Причина кроется в фильтрующем конденсаторе внутри преобразователя частоты, и часть потребляемой двигателем мощности приходится на реактивную мощность, генерируемую фильтрующим конденсатором. Улучшение коэффициента мощности снижает фактический входной ток преобразователя частоты, а также снижает потери в линии и трансформаторе электросети. В приведённом выше расчёте, несмотря на то, что для расчёта используется фактический ток, вместо активной мощности рассчитывается полная мощность. Следовательно, использование полной мощности для расчёта энергосберегающего эффекта некорректно.
3. Будучи электронной схемой, преобразователь частоты сам по себе также потребляет электроэнергию.
Из состава преобразователя частоты видно, что он сам содержит электронные схемы, поэтому также потребляет электроэнергию во время работы. Хотя его потребление меньше по сравнению с мощными двигателями, собственное потребление электроэнергии является объективным фактом. По расчётам экспертов, максимальное собственное потребление электроэнергии преобразователем частоты составляет около 3–5% от его номинальной мощности. Кондиционер мощностью 1,5 лошадиные силы потребляет 20–30 Вт электроэнергии, что эквивалентно непрерывному свету.
Подводя итог, можно сказать, что преобразователи частоты обладают энергосберегающими функциями при работе на промышленной частоте, но для этого необходимы: во-первых, высокая мощность и возможность использования в качестве нагрузки для вентилятора/насоса; во-вторых, наличие у самого устройства энергосберегающих функций (программное обеспечение); в-третьих, длительная непрерывная работа. Это три условия, при которых преобразователь частоты может демонстрировать энергосберегающий эффект.