ผู้จำหน่ายอุปกรณ์ป้อนกลับพลังงานสำหรับเครื่องแปลงความถี่ขอย้ำว่าการประหยัดพลังงานของเครื่องแปลงความถี่ส่วนใหญ่สะท้อนให้เห็นได้จากการใช้งานพัดลมและปั๊มน้ำ เพื่อให้มั่นใจถึงความน่าเชื่อถือในการผลิต เครื่องจักรการผลิตต่างๆ จึงได้รับการออกแบบให้มีระยะขอบของกำลังขับที่แน่นอน เมื่อมอเตอร์ไม่สามารถทำงานที่โหลดเต็มที่ นอกจากจะตอบสนองความต้องการของกำลังขับแล้ว แรงบิดที่มากเกินไปยังเพิ่มการใช้พลังงานจริง ส่งผลให้เกิดการสิ้นเปลืองพลังงานไฟฟ้า วิธีการควบคุมความเร็วแบบดั้งเดิมสำหรับอุปกรณ์ต่างๆ เช่น พัดลมและปั๊ม คือการปรับปริมาณอากาศและน้ำที่จ่ายโดยการปรับช่องเปิดของแผ่นกั้นและวาล์วทางเข้าหรือทางออก วิธีการนี้มีกำลังไฟฟ้าเข้าสูงและใช้พลังงานจำนวนมากในกระบวนการปิดกั้นแผ่นกั้นและวาล์ว เมื่อใช้การควบคุมความเร็วความถี่แบบแปรผัน หากความต้องการอัตราการไหลลดลง สามารถทำได้โดยการลดความเร็วของปั๊มหรือพัดลม
ตามกลศาสตร์ของไหล P (กำลัง) = Q (อัตราการไหล) × H (ความดัน) อัตราการไหล Q แปรผันตามกำลังของความเร็วรอบ N ความดัน H แปรผันตามกำลังสองของความเร็วรอบ N และกำลัง P แปรผันตามกำลังสามของความเร็วรอบ N หากประสิทธิภาพของปั๊มน้ำคงที่ เมื่ออัตราการไหลที่ต้องการลดลง ความเร็วรอบ N จะลดลงตามสัดส่วน และในขณะเดียวกัน กำลังขับของเพลา P จะลดลงตามความสัมพันธ์แบบลูกบาศก์ การใช้พลังงานของมอเตอร์ปั๊มน้ำจะแปรผันตามความเร็วรอบโดยประมาณ เมื่ออัตราการไหลที่ต้องการ Q ลดลง ความถี่เอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์เดลต้าสามารถปรับเพื่อลดความเร็วรอบมอเตอร์ n ลงตามสัดส่วน ณ จุดนี้ กำลังขับ P ของมอเตอร์ไฟฟ้าจะลดลงอย่างมีนัยสำคัญตามความสัมพันธ์แบบลูกบาศก์ ช่วยประหยัดพลังงานได้ 40% ถึง 50% เมื่อเทียบกับการปรับแผ่นกั้นและวาล์ว จึงบรรลุเป้าหมายในการประหยัดพลังงาน
ยกตัวอย่างเช่น เมื่อออกแบบและติดตั้งปั๊มน้ำ จะพิจารณาถึงการใช้งานสูงสุดและเหลือระยะขอบไว้บ้าง อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติแล้ว การบรรลุการใช้งานสูงสุดนั้นเป็นเรื่องยาก ซึ่งนำไปสู่ปรากฏการณ์ "ม้าตัวใหญ่ลากรถเล็ก" วิธีการควบคุมการไหลแบบดั้งเดิมทำได้โดยการควบคุมการเปิดวาล์ว ส่งผลให้ประสิทธิภาพการทำงานของปั๊มน้ำอยู่ที่เพียง 30%-60% ซึ่งไม่เพียงแต่มีค่าใช้จ่ายสูงเท่านั้น แต่ยังสิ้นเปลืองพลังงานไฟฟ้าอันมีค่าอีกด้วย
เทคโนโลยีการควบคุมไดรฟ์ความถี่แปรผัน:
เนื่องจากภาระของปั๊มน้ำจัดเป็นภาระแรงบิดกำลังสอง อัตราการไหล (Q) เฮด (H) กำลัง (P) และความเร็วของมอเตอร์ (n) จึงมีความสัมพันธ์กันดังนี้
Q1/Q0=n1/n0 H1/H0=(n1/n2)^2 P1/P0=(n1/n2)^3
Q0, H0, P0, n0 คือปริมาณภายใต้เงื่อนไขการทำงานที่ได้รับการจัดอันดับ
Q1, H1, P1 และ n1 คือปริมาณในสภาวะการทำงานจริง
ดังนั้น เทคโนโลยีตัวแปลงความถี่จึงเปลี่ยนความเร็วของมอเตอร์โดยการเปลี่ยนความถี่ของแหล่งจ่ายไฟ และกำลังไฟฟ้าจะเปลี่ยนแปลงตามกำลังสามของความเร็ว จึงช่วยประหยัดพลังงานได้อย่างมาก นอกจากนี้ ตัวแปลงความถี่ยังมีคุณสมบัติใช้งานง่าย บำรุงรักษาง่าย มีเสถียรภาพ และมีช่วงความเร็วที่กว้าง จึงนิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมปั๊มน้ำ