Dodávatelia invertorových zariadení na spätnú väzbu energie pripomínajú, že s neustálym rozvojom vedy a techniky ľudia venujú väčšiu pozornosť úsporám elektrickej energie. Slabé články tradičného jednosmerného pohonu postupne vykazujú známky toho, že nespĺňajú požiadavky doby. Komutátor obmedzuje údržbu a používanie jednosmerných motorov. Ľudia preto začali študovať aplikácie technológie regulácie otáčok striedavého prúdu a až v 70. rokoch 20. storočia rýchly rozvoj elektronických technológií, najmä riadiacej techniky a mikroelektroniky, postupne nahradil reguláciu otáčok jednosmerného prúdu reguláciou otáčok striedavého prúdu. V dôsledku toho sa zrodili frekvenčné meniče.
1. Pokiaľ ide o frekvenčný menič
Pôvodnou funkciou frekvenčných meničov bola regulácia rýchlosti, ale s rozvojom technológií sa súčasné využitie frekvenčných meničov v Číne zameriava najmä na úsporu energie s dôrazom na úlohu úspory energie v oblasti elektrotechniky. Naša krajina má nedostatok energie a kvôli technologickým problémom nie je miera využitia energie vysoká. Elektrina je mimoriadne vzácna, najmä ako čistý zdroj energie. Pri obrovskej spotrebe elektriny predstavuje energia v energeticky úspornom stave len malú časť celkovej spotreby energie. V Číne však existuje obrovské množstvo motorov s potenciálom úspory energie a aplikácie úspory energie majú široké vyhliadky a sú veľmi potrebným trendom, ktorý do určitej miery podporuje aj rozvoj technológie s premenlivou frekvenciou.
2. Pokiaľ ide o harmonické
Frekvenčné vlny sú najväčším problémom počas prevádzky frekvenčných meničov. Rozvoj elektronických technológií umožnil všeobecným frekvenčným meničom dosiahnuť filtračné funkcie prostredníctvom rozumného návrhu softvéru a hardvéru. Po spracovaní dokážu účinne predchádzať a filtrovať prevažnú väčšinu vyšších harmonických, čím zabezpečujú, že elektrické výrobky spĺňajú elektromagnetickú kompatibilitu - EMC. Elektronické zariadenia, prístroje atď. niektorých spoločností sú však relatívne starnúce, takže sú obzvlášť citlivé na určité vyššie harmonické a nemôžu správne fungovať pri použití s frekvenčnými meničmi. Hlavným dôvodom tejto situácie je, že nelineárne komponenty usmerňovača a meniča frekvenčného meniča spôsobujú zmeny v napájaní, čo vedie k harmonickému rušeniu a ovplyvňuje efekt frekvenčnej konverzie. Hlavným riešením je použitie tienených káblov pre výstup a jednostranné uzemnenie môže účinne zabrániť rušeniu. Pridanie filtrov do vstupných a výstupných častí môže výrazne znížiť amplitúdu nižších harmonických a dosiahnuť úsporu energie filtrovaním harmonických. Na riadenie signálu, najmä pre analógové signály, sa na jednostranné uzemnenie všeobecne používajú tienené krútené dvojlinky, ktoré môžu účinne zabrániť vonkajšiemu rušeniu. Metóda riadenia SPWM, ktorá sa v súčasnosti používa vo frekvenčných meničoch, má pozitívny vplyv na reguláciu harmonických zložiek a kontrolu faktorov skreslenia. Preto má schopnosť PWM frekvenčných meničov eliminovať harmonické rušenie v porovnaní s SPWM riadenými frekvenčnými meničmi značnú medzeru.
3. Aplikácia frekvenčných meničov v priemyselnej výrobe
3.1 Použitie frekvenčného meniča v priemyselných strojoch a zariadeniach pri zaťažení čerpadiel
Dôvodom, prečo sa frekvenčné meniče môžu široko používať v priemyselných strojoch a zariadeniach na reguláciu zaťaženia čerpadiel, je ich výkonná technológia regulácie otáčok, ktorá využíva frekvenciu statora motora na zodpovedajúcu zmenu otáčok motora, čím sa v konečnom dôsledku menia pracovné podmienky zaťaženia čerpadla a zvyšuje sa schopnosť pôvodného zariadenia lepšie spĺňať výrobné požiadavky. Ak dôjde k výraznej zmene zaťaženia mechanických zariadení a čerpadiel v priemyselnej výrobe, použitie technológie frekvenčných meničov na reguláciu výstupu frekvenčného meniča môže umožniť prispôsobenie zaťaženia čerpadla podmienkam výrobného procesu, dosiahnuť najlepší efekt úspory energie, zlepšiť úroveň výroby, urýchliť proces priemyselnej automatizácie, predĺžiť životnosť zariadení, zlepšiť kvalitu výrobkov, zvýšiť efektivitu výroby a umožniť podnikom dosiahnuť vyššie ekonomické výhody.
3.2 Použitie frekvenčného meniča pri zaťažení ventilátorov priemyselných výrobných strojov
Ventilátory sa v priemyselnej výrobe používajú v podstate v chladiacich systémoch, kotloch, sušiacich systémoch a odsávacích systémoch. Vo výrobnom procese riadime faktory, ako je objem a teplota vzduchu, ktoré ovplyvňujú výrobu, aby sme dosiahli dobré podmienky pre výrobnú technológiu a pracovné podmienky. V predchádzajúcom procese riadenia sa často používala metóda nastavovania stupňa otvárania a zatvárania výstupu vzduchu a prepážky. Nevýhodou použitia tejto metódy riadenia je, že bez ohľadu na výrobný proces a pracovné podmienky ventilátor vždy beží konštantnou rýchlosťou, čo nedokáže presne splniť podmienky výrobného procesu a prevádzkové podmienky, plytvá energiou a spotrebúva zariadenia a materiály, znižuje zisky z výroby a skracuje životnosť zariadení. Napríklad, závody na výrobu chemických vlákien, oceliarne, cementárne atď. používajú všetky ventilátory. Ak použijeme nastavenie výstupu vzduchu na zmenu objemu vzduchu, motor bude vždy pracovať na plné zaťaženie, ale otvorenie vzduchovej klapky bude iba medzi 50 % a 80 %, čo by bolo nehospodárne správanie. Technológia frekvenčného meniča sa používa pri regulácii záťaže ventilátora a jej plynulá regulácia otáčok dokáže rozšíriť rozsah otáčok ventilátora, zvýšiť jeho spoľahlivosť, uľahčiť plánovanie a dosiahnuť vysoké prevádzkové podmienky pre výrobné procesy a pracovné podmienky.
3.3 Aplikácia frekvenčných meničov pri úspore energie a znižovaní spotreby
Na miestach, kde je zaťaženie motora vo všeobecnosti konštantné, ako sú textilné továrne a oceliarne, motor zvyčajne pracuje s určitým výkonom a výkon frekvenčného meniča je ťažké nahradiť iným zariadením, ako je plynulé zrýchľovanie a spomaľovanie, presná regulácia krútiaceho momentu a dobrá prevádzková stabilita, takže sa dá dobre využiť. V takýchto továrňach frekvenčné meniče nielenže nešetria energiu, ale naopak, kvôli ich vysokým nákladom a spotrebe energie sa celý systém stáva drahším a spotrebuje viac energie. Naopak, v aplikáciách, ako sú ventilátory a čerpadlá, sa vlastnosti úspory energie a znižovania spotreby stávajú veľmi výraznými. V týchto aplikáciách sa prúdové zaťaženie často mení. Ak sa paralelne používa niekoľko motorov, určite sa zvýšia náklady na zariadenie. Ak sa použije predchádzajúca metóda regulácie otáčok, tiež to nevedie k dosiahnutiu cieľa automatizácie výroby. V tomto prípade niektorí výrobcovia vyrobili špecializované frekvenčné meniče pre túto aplikáciu. Tento typ frekvenčného meniča nemá vlastnosti vysoko presnej regulácie otáčok a krútiaceho momentu, takže jeho výrobné náklady sú tiež veľmi nízke.
4. Výber frekvenčného meniča
Vďaka rozvoju technológie frekvenčnej konverzie existuje v súčasnosti na trhu množstvo značiek a typov frekvenčných meničov. Medzi hlavné metódy riadenia patria: metóda regulácie s plochým tlakom, t. j. technológia U/F=K; metóda vektorového riadenia, známa aj ako technológia VECTOR; technológia priameho riadenia krútiaceho momentu (DTC) atď. Podniky si môžu vybrať frekvenčné meniče podľa svojej skutočnej situácie, aby splnili požiadavky na riadenie rôznych zariadení, najmä pri použití frekvenčných meničov v mechanických zariadeniach s premenlivým krútiacim momentom, čo môže dosiahnuť lepšie účinky úspory energie. Pokiaľ ide o výber kapacity frekvenčných meničov, mala by byť vedecky zvolená na základe skutočného prúdu záťaže. Môžete si tiež vybrať frekvenčný menič so zabudovaným PID regulátorom pre riadenie konfigurácie podľa skutočných potrieb. V súčasnosti má mnoho frekvenčných meničov na trhu zbernicové rozhrania a vo výrobnom procese fungujú frekvenčné meniče ako uzol siete na pripojenie k iným komunikačným zariadeniam, čo môže efektívne zlepšiť účinnosť a dosiahnuť úsporu energie a podporiť dobrý trend vyššej presnosti a inteligencie riadenia. Technológia Fieldbus je v súčasnosti pokročilá automatizačná technológia, ktorá integruje technológiu počítačového riadenia, komunikačnú technológiu a technológiu princípu automatického riadenia. Preto dokáže dosiahnuť multifunkčný prenos viacerých parametrov signálu na dvojici vodičov a napájať viacero zariadení, čo nielen šetrí elektrinu, ale aj šetrí náklady.
Energeticky úsporné vlastnosti frekvenčných meničov pritiahli širokú pozornosť spoločnosti a našli uplatnenie v rôznych oblastiach. Frekvenčné meniče na trhu sa používajú hlavne na reguláciu otáčok striedavých motorov a v súčasnosti sú najideálnejším a najsľubnejším riešením regulácie otáčok v aplikačnej oblasti. A čo je dôležitejšie, frekvenčné meniče majú energeticky úsporné účinky a úspora energie je problém, ktorý treba brať vážne v priemyselnom rozvoji a spotrebe energie a je nevyhnutnou zárukou dosiahnutia trvalo udržateľného rozvoja podnikov. Vďaka svojmu energeticky úspornému účinku a technológii regulácie otáčok sa frekvenčné meniče stali obľúbeným automatizačným zariadením, a preto sa rýchlo vyvíjajú a používajú. Budúce vyhliadky frekvenčných meničov sú veľmi sľubné a môžu sa uplatniť v širšej škále oblastí, pričom zohrávajú väčšiu úlohu pri znižovaní spotreby energie a zvyšovaní efektívnosti podnikov. Aplikácia frekvenčných meničov má veľmi široké perspektívy rozvoja.