مورد جهاز تغذية راجعة للطاقة لمحول التردد: وظيفة تحويل التردد وتنظيم السرعة لمحول التردد هي تحويل مصدر طاقة تيار متردد ثلاثي الطور (أو أي مصدر طاقة آخر) بجهد وتردد قابلين للتعديل إلى مصدر طاقة تيار متردد ثلاثي الطور. يُشار أحيانًا إلى محول التردد أيضًا باسم جهاز الجهد المتغير (VVVF). يُستخدم بشكل رئيسي لتنظيم سرعة محركات التيار المتردد (المتزامنة وغير المتزامنة).
يتكون نظام تنظيم سرعة التردد المتغير لمحركات التيار المتردد من ثلاثة أجزاء رئيسية: وحدة تحكم في سرعة التردد المتغير، ومشغل محرك التيار المتردد، ووحدة تحكم. يُعد محول التردد الجهاز الأساسي، ويُستخدم لتحقيق تغييرات سلسة في جهد وتردد المحرك.
يُعدّ تنظيم سرعة التردد المتغير لا يُضاهى بالطرق السابقة، مثل تنظيم الجهد، وتنظيم سرعة القطب المتغير، وتنظيم السرعة المتتالية، وتنظيم سرعة الانزلاق، وتنظيم سرعة الاقتران الهيدروليكي، من حيث نطاق التردد، والدقة الساكنة، والجودة الديناميكية، وكفاءة النظام، ووظائف الحماية الشاملة، وسهولة تطبيق التحكم الآلي والتحكم في العمليات. ويُعتبر هذا النظام حلاً واعدًا للتحكم في سرعة محركات التيار المتردد، ويمثل التوجه المستقبلي لتطوير نقل الطاقة الكهربائية.
على مدار الثلاثين عامًا الماضية، استُخدمت تقنية تنظيم سرعة مُحوّل التردد على نطاق واسع في صناعات مثل الصلب، والمعادن، والبترول، والكيماويات، والمنسوجات، والألياف الكيميائية، والصناعات الخفيفة، وصناعة الورق، والمطاط، والبلاستيك، والطاقة، وإدارة المياه. وقد أصبح استخدام تقنية تنظيم سرعة التردد المتغير في المحركات منخفضة الجهد شائعًا وناجحًا للغاية. كما تحظى تقنية تنظيم سرعة التردد المتغير في المحركات الكهربائية عالية الجهد باهتمام متزايد، ويتم تطبيقها تدريجيًا. بالإضافة إلى أدائها الممتاز في تنظيم السرعة، تلعب تقنية تنظيم سرعة التردد المتغير لمحركات التيار المتردد دورًا هامًا في توفير الكهرباء وحماية البيئة. وهي تُعدّ أداة تنظيم سرعة مثالية للتحول التكنولوجي للمؤسسات وتحديث المنتجات.
تأثير توفير الطاقة لمحول التردد على المروحة ومضخة المياه
هناك فجوة كبيرة في الطاقة بسبب التناقض بين العرض والطلب على الطاقة (العرض يتجاوز الطلب)، وهناك حاجة إلى الحفاظ على الطاقة. ووفقًا لإحصاءات الإدارات ذات الصلة، في عام 2002، بلغت قدرة توليد الطاقة المركبة في الصين 31.9 مليار كيلوواط، مع توليد طاقة سنوي قدره 1346.6 مليار كيلوواط / ساعة. وعلى الرغم من أنها تحتل المرتبة الثانية في العالم من حيث حجم الكهرباء، فإن استهلاك الفرد من الكهرباء من بين أدنى المعدلات في العالم. علاوة على ذلك، يتطلب التطور السريع لاقتصاد بلدنا المزيد من الكهرباء. إذا تم حسابها بناءً على متطلبات زيادة بنسبة 8٪ في النمو الاقتصادي الوطني وزيادة بنسبة 11٪ في الكهرباء، فيجب أن تتراوح قدرة توليد الطاقة في الصين بين 570 و 600 مليون كيلوواط بحلول عام 2010، مع توليد طاقة سنوي يتراوح بين 28000 و 2900 مليار كيلوواط / ساعة. في صيف عام 2003، تسببت درجات الحرارة المرتفعة المستمرة في نقص إمدادات الطاقة في بعض المقاطعات والمدن، مما أجبر على اعتماد تدابير ترشيد الطاقة. بسبب الضغط الكبير على شبكة الكهرباء، حدث عدم استقرار في نظام الطاقة المحلي. يوضح التفسير السابق عدم توازن العرض والطلب على الكهرباء في الصين، حيث يقل العرض عن الطلب. لذلك، من الضروري ترشيد استهلاك الكهرباء.
فوائد توفير الطاقة من خلال تنظيم سرعة التردد المتغير للمراوح ومضخات المياه:
بلغ إجمالي القدرة المركبة للمحركات الكهربائية في الصين 450 مليون كيلوواط، مستهلكةً حوالي 65% من إنتاج الكهرباء في البلاد. لذلك، يُعدّ توفير الطاقة للمحركات الكهربائية أمرًا بالغ الأهمية. هناك طريقتان لتوفير الطاقة للمحركات العامة: الأولى هي تحسين كفاءة المحرك نفسه لضمان تشغيل فعال طويل الأمد، ويُستخدم بشكل رئيسي في الآلات ذات السرعة الثابتة؛ والثانية هي تحسين دقة التحكم في سرعة المحرك، بحيث يعمل بأقصى سرعة موفرة للطاقة.
تُعدّ المراوح ومضخات المياه والضواغط من المعدات الكهربائية المُستخدمة على نطاق واسع في الاقتصاد الوطني، حيث تبلغ سعتها الإجمالية 150 مليون محرك، وتستهلك حوالي 35% من إجمالي إنتاج الكهرباء في البلاد. ويتطلب حوالي 20% إلى 30% من المراوح ومضخات المياه ضبط السرعة.
محرك التردد المتغير هو حل اختياري لتوفير الطاقة للمراوح ومضخات المياه. وفقًا لنظرية الموائع، فإن قوة عمود مضخة المروحة الطاردة المركزية هي دالة مكعبة لسرعة الدوران. عند انخفاض السرعة، ينخفض استهلاك الطاقة بشكل كبير. على سبيل المثال، عند سرعة 50%، تكون القدرة الميكانيكية للعمود 12.5% فقط. بالطبع، تتفاوت كفاءة أنظمة تنظيم السرعة بشكل كبير، وكفاءة أجهزة تنظيم السرعة الهيدروليكية بعد الانزلاق ليست عالية، η≈(1-S)، عند سرعة دوران 50%، ηvs≈50%، وكفاءة محول التردد عالية، مع معامل كفاءة عالٍ، ηvvvF≈95%～98%، وتبقى تقريبًا دون تغيير.