Leverantörer av energiåterkopplingsenheter för frekvensomvandlare påminner om att motorer inom den moderna industrin är en typ av högenergikrävande kraftutrustning med ett brett användningsområde. Enligt statistik är Kinas totala installerade kapacitet cirka 400 miljoner kilowatt, med en årlig elförbrukning på cirka 600 miljarder kilowattimmar, vilket står för 70–80 % av den industriella elförbrukningen. Kina förlitar sig huvudsakligen på små och medelstora motorer, som står för cirka 80 %, medan mängden el som förbrukas av små och medelstora motorer står för 90 % av den totala förlusten. I den praktiska tillämpningen av motorer i Kina finns det en betydande skillnad jämfört med utlandet, med en enhetsverkningsgrad på 75 %, vilket är 10 % lägre än utlandet. Systemets driftseffektivitet är 30–40 %, vilket är 20–30 % lägre än den internationella avancerade nivån. Därför har små och medelstora motorer i Kina stor energibesparingspotential, och det är absolut nödvändigt att främja energibesparing hos motorer.
Tack vare sin enkla struktur, enkla tillverkning, låga pris, hållbarhet, tillförlitliga drift och lämplighet för tuffa miljöer har asynkronmotorer använts flitigt inom industri och jordbruk. Speciellt för att dra pumpar och fläktar inom olika industrier värderas energibesparande arbete hos motorer för att dra pumpar och fläktar högt.
Med den snabba utvecklingen av vetenskap och teknik, särskilt den höga utvecklingen och tillämpningen av kraftelektronikteknik, mikroelektronikteknik och automatisk styrteknik, har frekvensomvandlarens energibesparande effekt blivit alltmer betydande. Den kan inte bara uppnå steglös hastighetsreglering, utan också arbeta effektivt under olika belastningar, med goda dynamiska egenskaper, och kan uppnå högpresterande, hög tillförlitlighet och högprecisionsautomatik. Jämfört med andra hastighetsregleringsmetoder som spänningsreducerande hastighetsreglering, polväxlingshastighetsreglering, slirhastighetsreglering, AC-kaskadhastighetsreglering etc., har variabel frekvenshastighetsreglering stabil prestanda, brett hastighetsregleringsområde och hög effektivitet. Med utvecklingen av modern styrteori och kraftelektronikteknik blir AC-tekniken för variabel frekvenshastighetsreglering alltmer perfekt och har blivit trenden för hastighetsreglering av AC-motorer. Variabla frekvenshastighetsregleranordningar (VFD) har använts i stor utsträckning inom industriområdet.
Användningen av frekvensomvandlare för överföring av hastighetsregleringssignaler är snabb, styrsystemet har en liten tidsfördröjning, svaret är känsligt, justeringssystemets noggrannhet är hög, användningen är bekväm och det bidrar till att förbättra produktionsutgången, säkerställa kvalitet och minska produktionskostnaderna. Därför är användningen av frekvensomvandlare en populär produkt för energibesparing och minskad förbrukning i fabriker och gruvföretag.
En energisparande enhet för variabel frekvensmotorer är en revolutionerande ny generation av motorspecifika styrprodukter. Baserad på digital mikroprocessorstyrteknik justerar den dynamiskt spänningen och strömmen i motorns driftteknik genom sin inbyggda dedikerade programvara för energioptimering. Utan att ändra motorhastigheten säkerställer den att motorns utgående vridmoment exakt matchar belastningsbehovet, vilket effektivt undviker slöseri med elektrisk energi som orsakas av överdriven motoreffekt.
AC-motorer är för närvarande de mest använda motorerna och står för cirka 85 % av alla typer av motorer. De har fördelarna med enkel struktur, låg kostnad och inget underhållsbehov. Deras svaghet är dock svårigheten att reglera hastigheten, vilket begränsar deras användning i många tillämpningar eller kräver mekaniska medel för att uppnå hastighetsreglering.
Det finns två typiska tillämpningar för frekvensomvandlare vad gäller lasttyper: 1. Konstant vridmomentapplikation; 2. Variabelt vridmomentapplikation. När det gäller tillämpningsändamål är huvudmålen: 1. Att förbättra processen, säkerställa rotationshastigheten under processen, rotationshastigheten under olika belastningar och noggrann positionering. Med sin utmärkta hastighetsregleringsprestanda kan den förbättra produktiviteten, förbättra produktkvaliteten, förbättra komforten, rationalisera utrustning, anpassa eller förbättra miljön etc. 2. Huvudsyftet med energibesparande omvandling är att uppnå betydande resultat genom att styra hastigheten på fläktar och pumpar som kräver flödes- eller tryckreglering.
Principen för variabel frekvenshastighetsreglering
Motorbelastningar som fläktar, vattenpumpar, luftkompressorer, hydrauloljepumpar och cirkulationspumpar står för den stora majoriteten av den energiförbrukande utrustning som används i företag. På grund av tekniska begränsningar är nästan alla flödes-, tryck- eller luftvolymkontrollsystem för sådana belastningar ventilstyrda system, där motorn drivs med nominell hastighet och systemet ger konstant flöde, tryck eller luftvolym. När utrustningens driftskrav ändras justeras lastflödet, trycket eller luftvolymen med hjälp av överströmningsventiler, säkerhetsventiler eller proportionella regulatorer placerade vid utloppsänden för att möta de förändrade behoven hos utrustningens driftsförhållanden. Efter att överströmningsventilen eller proportionella styrventilen svämmar över frigörs en stor mängd energi, och denna avledda energi är i själva verket en del av den energi som absorberas av motorn från elnätet, vilket orsakar stort slöseri med elektrisk energi. Av arbetsegenskaperna för denna typ av belastning kan man se att motoreffekten är proportionell mot kubikvärdet av hastigheten och hastigheten är proportionell mot frekvensen. Om vi ändrar motorns arbetsläge så att den inte alltid arbetar med den nominella arbetsfrekvensen, utan istället använder ett variabelt frekvensjusteringssystem för start-stopp-styrning och justering, kan dess hastighet justeras kontinuerligt inom intervallet 0~2900 r/min, det vill säga att utgångsflödet, trycket eller luftvolymen också kan justeras kontinuerligt inom intervallet 0~100%, för att exakt matcha lastens arbetsbehov och uppnå målet att spara energi och minska förbrukningen.
AC-motorns hastighet är följande: n=60f (1-s)/p
I formeln: n = motorvarvtal
F=effektfrekvens
P=antal poler på motorn
S=glidningshastighet
Som framgår av ekvationen är den synkrona hastigheten n för en växelströmsmotor direkt proportionell mot effektfrekvensen f. Därför kan ändring av effektfrekvensen ändra motorhastigheten och uppnå syftet med hastighetsreglering.
Princip för variabel frekvenshastighetsreglering för energibesparing
Variabel frekvensreglering sparar el, som namnet antyder kan endast variabel frekvensreglering spara el. Nedan följer en analys av energisparprinciperna för två typiska lastapplikationer.
(1) Applikationer med konstant vridmomentbelastning
Konstant momentbelastning innebär att oavsett hastighetsförändringar förblir belastningsmomentet konstant.
Följande formel: P=K * T * N
K=koefficient
P=axeleffekt
T=belastningsmoment
N=rotationshastighet
Av ovanstående formel framgår att axeleffekten är direkt proportionell mot motorhastigheten. När motorhastigheten justeras efter processens behov kan motsvarande andel energibesparing naturligtvis uppnås.
(2) Tillämpningar med variabel vridmomentbelastning
Centrifugalfläktar och pumpar tillhör typiska variabelmomentbelastningar, och deras arbetsegenskaper är: de flesta arbetar kontinuerligt under lång tid. Eftersom belastningsmomentet är proportionellt mot kvadraten på hastigheten, kommer det att orsaka allvarlig överbelastning av motorn när hastigheten överstiger nominell hastighet. Därför arbetar fläktar och pumpar i allmänhet inte över nominell frekvens.