ผู้จัดจำหน่ายชุดเบรกตัวแปลงความถี่ขอเตือนคุณว่าการควบคุมความเร็วการแปลงความถี่สามารถนำไปใช้ในสถานการณ์การขับเคลื่อนมอเตอร์ส่วนใหญ่ได้ ด้วยความสามารถในการควบคุมความเร็วที่แม่นยำ จึงสามารถควบคุมการทำงานขึ้น ลง และความเร็วแปรผันของระบบส่งกำลังเชิงกลได้อย่างง่ายดาย การแปลงความถี่สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของกระบวนการ (ความเร็วแปรผันไม่ได้อาศัยชิ้นส่วนเชิงกล) และในขณะเดียวกันก็ประหยัดพลังงานได้มากกว่ามอเตอร์ที่ความเร็วคงที่แบบเดิม นี่คือเหตุผล 10 ประการในการใช้การควบคุมความเร็วแปรผันความถี่ เพื่อแสดงให้เห็นถึงความเข้าใจพื้นฐานว่าการใช้งานไดรฟ์ความถี่แปรผันกำลังได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ:
1. ควบคุมกระแสไฟสตาร์ทของมอเตอร์
เมื่อมอเตอร์สตาร์ทโดยตรงผ่านความถี่ไฟฟ้า จะสร้างกระแสไฟฟ้ามากกว่าพิกัดของมอเตอร์ถึง 7-8 เท่า ซึ่งจะเพิ่มแรงตึงไฟฟ้าบนขดลวดมอเตอร์และสร้างความร้อนอย่างมาก ส่งผลให้อายุการใช้งานของมอเตอร์ลดลง การควบคุมความเร็วด้วยความถี่แปรผันสามารถเริ่มต้นที่ความเร็วศูนย์และแรงดันไฟฟ้าศูนย์ (หรือเพิ่มแรงบิดได้ตามความเหมาะสม) เมื่อความสัมพันธ์ระหว่างความถี่และแรงดันไฟฟ้าถูกกำหนดแล้ว ตัวแปลงความถี่สามารถขับโหลดให้ทำงานในโหมดควบคุม V/F หรือโหมดควบคุมเวกเตอร์ได้ การใช้การควบคุมความเร็วด้วยความถี่แปรผันสามารถลดกระแสเริ่มต้นได้อย่างมากและปรับปรุงประสิทธิภาพการพันขดลวด ประโยชน์โดยตรงที่สุดสำหรับผู้ใช้คือค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษามอเตอร์จะลดลง และอายุการใช้งานของมอเตอร์จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย
2. ลดความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าในสายไฟฟ้า
ในระหว่างการสตาร์ทมอเตอร์ด้วยความถี่ไฟฟ้า เมื่อกระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างมาก แรงดันไฟฟ้าก็จะผันผวนอย่างมากเช่นกัน และขนาดของแรงดันตกจะขึ้นอยู่กับกำลังของมอเตอร์สตาร์ทและความจุของเครือข่ายจำหน่าย แรงดันตกจะทำให้อุปกรณ์ที่ไวต่อแรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายแหล่งจ่ายไฟเดียวกันทำงานผิดปกติ สะดุด หรือทำงานผิดปกติ เช่น พีซี เซ็นเซอร์ สวิตช์ควบคุมระยะ และคอนแทคเตอร์ ซึ่งทั้งหมดนี้จะทำงานไม่ถูกต้อง หลังจากใช้ระบบควบคุมความเร็วรอบแบบแปรผันแล้ว เนื่องจากสามารถสตาร์ทที่ความถี่ศูนย์และแรงดันศูนย์ได้ทีละน้อย จึงสามารถขจัดแรงดันตกได้มากที่สุด
3. ใช้พลังงานน้อยลงในระหว่างการเริ่มต้นระบบ
กำลังของมอเตอร์แปรผันตรงกับผลคูณของกระแสและแรงดันไฟฟ้า ดังนั้นกำลังที่มอเตอร์ใช้เมื่อสตาร์ทโดยตรงผ่านความถี่กำลังไฟฟ้าจะสูงกว่ากำลังไฟฟ้าที่ใช้ในการสตาร์ทแบบปรับความถี่มาก ในบางสภาวะการทำงาน ระบบจ่ายไฟฟ้าจะถึงขีดจำกัดสูงสุดแล้ว และไฟกระชากที่เกิดจากมอเตอร์สตาร์ทแบบความถี่กำลังไฟฟ้าโดยตรงจะส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อผู้ใช้รายอื่นในเครือข่ายเดียวกัน หากใช้ตัวแปลงความถี่ในการสตาร์ทและหยุดมอเตอร์ ปัญหาที่คล้ายกันนี้จะไม่เกิดขึ้น
4. ฟังก์ชั่นเร่งความเร็วที่ควบคุมได้ต่ำ
การควบคุมความเร็วด้วยความถี่แปรผันสามารถเริ่มต้นที่ความเร็วศูนย์และเร่งความเร็วได้อย่างสม่ำเสมอตามความต้องการของผู้ใช้ และยังสามารถเลือกเส้นโค้งการเร่งความเร็วได้ (การเร่งความเร็วเชิงเส้น การเร่งความเร็วรูปตัว S หรือการเร่งความเร็วอัตโนมัติ) เมื่อเริ่มต้นที่ความถี่กำลัง การสั่นสะเทือนอย่างรุนแรงจะทำให้เกิดการสั่นสะเทือนอย่างรุนแรงต่อมอเตอร์หรือชิ้นส่วนกลไกที่เชื่อมต่อ เช่น เพลาหรือเฟือง การสั่นสะเทือนนี้จะยิ่งทำให้การสึกหรอทางกลไกรุนแรงขึ้น ส่งผลให้อายุการใช้งานของส่วนประกอบเชิงกลและมอเตอร์ลดลง นอกจากนี้ การสตาร์ทด้วยความถี่แปรผันยังสามารถนำไปใช้กับสายการบรรจุที่คล้ายกัน เพื่อป้องกันไม่ให้ขวดล้มหรือเสียหายได้
5. ความเร็วในการทำงานที่ปรับได้
การใช้ระบบควบคุมความเร็วความถี่แปรผันสามารถเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการและเปลี่ยนแปลงความเร็วตามกระบวนการได้อย่างรวดเร็ว นอกจากนี้ยังสามารถควบคุมความเร็วผ่าน PLC หรือตัวควบคุมอื่นๆ ได้จากระยะไกล
6. ขีดจำกัดแรงบิดที่ปรับได้
หลังจากควบคุมความเร็วรอบด้วยความถี่แปรผันแล้ว สามารถตั้งค่าขีดจำกัดแรงบิดที่เหมาะสมเพื่อป้องกันเครื่องจักรจากความเสียหาย จึงมั่นใจได้ถึงความต่อเนื่องของกระบวนการและความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ เทคโนโลยีการแปลงความถี่ในปัจจุบันไม่เพียงแต่ช่วยให้สามารถปรับขีดจำกัดแรงบิดได้เท่านั้น แต่ยังช่วยให้ความแม่นยำในการควบคุมแรงบิดอยู่ที่ประมาณ 3% ถึง 5% อีกด้วย ในสภาวะความถี่กำลังไฟฟ้า สามารถควบคุมมอเตอร์ได้โดยการตรวจจับค่ากระแสไฟฟ้าหรือระบบป้องกันความร้อนเท่านั้น และไม่สามารถตั้งค่าแรงบิดที่แม่นยำให้ทำงานเหมือนการควบคุมความถี่แปรผันได้
7. วิธีการหยุดแบบควบคุม
เช่นเดียวกับการเร่งความเร็วที่ควบคุมได้ ในการควบคุมความเร็วแบบความถี่แปรผัน สามารถควบคุมโหมดการหยุดรถได้ และมีโหมดการหยุดรถให้เลือกหลากหลาย (เช่น จอดรถแบบลดความเร็ว จอดรถแบบอิสระ จอดรถแบบลดความเร็ว+เบรก DC) เช่นเดียวกัน ระบบนี้ยังช่วยลดผลกระทบต่อชิ้นส่วนกลไกและมอเตอร์ ทำให้ระบบโดยรวมมีความน่าเชื่อถือมากขึ้น และช่วยยืดอายุการใช้งานอีกด้วย
8. การประหยัดพลังงาน
การใช้ตัวแปลงความถี่ในพัดลมแบบแรงเหวี่ยงหรือปั๊มน้ำสามารถลดการใช้พลังงานได้อย่างมาก ซึ่งได้รับการพิสูจน์แล้วจากประสบการณ์ทางวิศวกรรมกว่าทศวรรษ เนื่องจากการใช้พลังงานขั้นสุดท้ายเป็นสัดส่วนกับความเร็วของมอเตอร์ การนำตัวแปลงความถี่มาใช้จึงให้ผลตอบแทนจากการลงทุนที่เร็วขึ้น
9. การควบคุมการทำงานแบบย้อนกลับ
ในการควบคุมตัวแปลงความถี่ ไม่จำเป็นต้องมีอุปกรณ์ควบคุมแบบกลับทิศทางได้เพิ่มเติมเพื่อให้สามารถควบคุมการทำงานแบบกลับทิศทางได้ เพียงเปลี่ยนลำดับเฟสของแรงดันไฟฟ้าขาออก ซึ่งช่วยลดต้นทุนการบำรุงรักษาและประหยัดพื้นที่ในการติดตั้ง
10. ลดชิ้นส่วนระบบส่งกำลังเชิงกล
ด้วยการใช้ตัวแปลงความถี่ควบคุมเวกเตอร์ในปัจจุบันร่วมกับมอเตอร์ซิงโครนัส จึงสามารถผลิตแรงบิดเอาต์พุตได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงช่วยประหยัดส่วนประกอบระบบส่งกำลังเชิงกล เช่น กระปุกเกียร์ และท้ายที่สุดก็กลายเป็นระบบส่งกำลังความถี่แปรผันโดยตรง ซึ่งช่วยลดต้นทุน พื้นที่ และช่วยเพิ่มเสถียรภาพ