يُذكركم مُورِّد جهاز تغذية الطاقة لمُحوِّل التردد بأنه في عام ١٩٦٧، طُوِّر مُحوِّل التردد بنجاح وبدأ تشغيله تجاريًا. بعد أكثر من ٤٠ عامًا من التطوير، أصبح تنظيم سرعة التردد المتغير لمحركات التيار المتردد وسيلةً رئيسيةً لتوفير الكهرباء، وتحسين عمليات الإنتاج، وتحسين جودة المنتج، وتحسين بيئات التشغيل. تُفضَّل محركات التردد المتغير على نطاق واسع من قِبَل المستخدمين لكفاءتها العالية، ومعامل قدرتها المرتفع، وأدائها الممتاز في تنظيم السرعة والكبح. وتلعب هذه المحركات الأدوار الثلاثة المهمة التالية في العديد من المجالات:
(١) وظيفة التشغيل السلس. عند تشغيل المحرك بقوة، يكون تيار التشغيل المباشر غالبًا ما يزيد عن ٣-٥ أضعاف تياره المقنن. الزيادة المفاجئة في التيار لا تزيد من صعوبة تصميم المحرك وإنتاجه فحسب، بل تؤثر أيضًا بشكل خطير على سعة نظام شبكة الطاقة ومرافق النقل والتوزيع، وتتسبب في تلف كبير للمعدات مثل الحواجز والصمامات. تتمثل وظيفة محول التردد في تغيير تردد وسعته لمصدر طاقة محرك التيار المتردد، وبالتالي تغيير فترة مجاله المغناطيسي المتحرك وتحقيق تحكم سلس في سرعة المحرك. يؤدي هذا إلى بدء تشغيل المحرك من الصفر ثم زيادته تدريجيًا، مع عدم تجاوز الحد الأقصى للتيار المقنن، مما يقلل من التأثير على شبكة الطاقة ومتطلبات سعة مصدر الطاقة، ويطيل عمر خدمة المعدات.
(٢) تحسين تشغيل المحرك. في أنظمة مثل المراوح وتكييف الهواء المركزي، تُحقق طرق إمداد المياه التقليدية من خلال مرافق مثل أبراج المياه وخزانات المياه عالية المستوى وخزانات الضغط. غالبًا ما يتأثر ضغط الماء عند المخرج بعوامل مثل ارتفاع خزان المياه وسعته التخزينية، وغالبًا ما يتغير. ليس من السهل تحقيق ضغط ثابت حقًا. بالإضافة إلى ذلك، تعتمد طريقة التحكم في السرعة التقليدية للمعدات مثل المراوح والمضخات على ضبط فتحات حواجز وصمامات المدخل والمخرج لتنظيم حجم إمداد الهواء والماء. عندما تكون طاقة الإدخال عالية جدًا، تُستهلك كمية كبيرة من الطاقة في عملية حجب الحاجز والصمام، مما يؤدي إلى هدر. هذا يشبه قيام الأشخاص بنقل الطوب الذي يتجاوز الطلب بكثير إلى المباني الشاهقة دون حساب دقيق لكمية العمل، مما يؤدي إلى هدر القوى العاملة وساعات العمل. في الوقت الحاضر، يجمع المهندسون بين محولات التردد، ومنظمات PID، والمتحكمات الدقيقة، وأجهزة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLCs)، وغيرها، لتشكيل نظام تحكم قادر على تنظيم تدفق المياه الخارجة وتقليل العمالة غير الفعالة. كل ما يحتاجه المستخدم هو ضبط ضغط مخرج الأنبوب الرئيسي لمحطة الضخ، ومقارنة القيمة المحددة بقيمة التغذية الراجعة الفعلية، وبعد معالجة الفرق من خلال الحساب، يُصدر النظام تعليمات تحكم للتحكم في عدد وسرعة محركات مضخات المياه العاملة، وبالتالي تحقيق ضغط ثابت في الأنبوب الرئيسي لإمدادات المياه. بالمقارنة مع صمامات تنظيم ضغط المياه، يُقلل هذا النظام من مقاومة الأنابيب، ويُقلل بشكل كبير من كفاءة خسائر الاعتراض، ولا يتطلب تشغيلًا يدويًا متكررًا، مما يُقلل من كثافة العمالة. في أنظمة التكييف المركزي والمراوح وغيرها، تعمل محولات التردد أيضًا بشكل جيد. أشارت شبكة العاكس الصينية إلى أن التكييف المركزي مُصمم بناءً على أقصى سعة تبريد (تدفئة) مطلوبة بالإضافة إلى 10-20%، مع استهلاك عالٍ للطاقة وإمكانات توفير كبيرة. باستخدام مُحوِّل تردد للتحكم في سرعة وكفاءة استخدام الطاقة في ضواغط التبريد المركزية، ومضخات التبريد، ومراوح أبراج التبريد، وأجهزة إعادة تدوير الهواء، وغيرها، يُمكن تجنب التدفق والضغط الزائدين، وضمان التشغيل الطبيعي والفعال للنظام، وتوفير ما بين 20% و50% من الكهرباء. على سبيل المثال، أثناء بناء نفق نهر اليانغتسي في شنغهاي، حرص البُناة على ضمان تهوية جيدة داخل النفق، الذي يبلغ طوله حوالي 8.9 كيلومتر وقطره الداخلي 13.7 متر. لهذا الغرض، يستخدم هذا المشروع مُحوِّل تردد لضبط سرعة المحرك مباشرةً بناءً على حجم الهواء، وضبطه بدقة، وتحسين استخدام المرافق الكهربائية، وتحقيق وفورات في الطاقة تتراوح بين 20% و45%.
(3) يتميز بوظيفة حماية للنظام. بعد اكتشاف أي خلل في النظام، يقوم محول التردد تلقائيًا بتصحيح أو حجب إشارة تحكم PWM لجهاز أشباه الموصلات الكهربائية، مما يؤدي إلى توقف المحرك تلقائيًا، مثل منع توقف التيار الزائد، وقطع التيار الزائد، وارتفاع درجة حرارة مروحة تبريد أشباه الموصلات، والحماية من انقطاع التيار الكهربائي الفوري.