Dodavatelé zařízení pro zpětnou vazbu energie střídačů připomínají, že s neustálým rozvojem vědy a techniky lidé věnují větší pozornost úsporám elektrické energie. Slabé články tradičních stejnosměrných pohonů postupně vykazují známky toho, že nesplňují požadavky doby. Komutátor omezuje údržbu a používání stejnosměrných motorů. Lidé proto začali studovat aplikace technologie regulace otáček střídavého proudu a až v 70. letech 20. století rychlý rozvoj elektronických technologií, zejména řídicích technologií a mikroelektroniky, postupně nahradil regulaci otáček stejnosměrného proudu regulací otáček střídavým proudem. V důsledku toho se zrodily frekvenční měniče.
1. Ohledně frekvenčního měniče
Původní funkcí frekvenčních měničů byla regulace otáček, ale s rozvojem technologií se současné využití frekvenčních měničů v Číně zaměřuje především na úsporu energie s důrazem na roli úspor energie v elektrotechnice. Naše země trpí nedostatkem energie a kvůli technologickým problémům není míra využití energie vysoká. Zejména jako čistý zdroj energie je elektřina extrémně vzácná. Při obrovské spotřebě elektřiny tvoří energie v energeticky úsporném stavu pouze malou část celkové spotřeby energie. V Číně však existuje obrovské množství motorů s potenciálem úspory energie a aplikace úspory energie mají široké vyhlídky a jsou velmi potřebným trendem, který do jisté míry podporuje i rozvoj technologie s proměnnou frekvencí.
2. Ohledně harmonických
Frekvenční vlny představují největší problém při provozu frekvenčních měničů. Rozvoj elektronických technologií umožnil běžným frekvenčním měničům dosáhnout filtračních funkcí díky rozumnému návrhu softwaru a hardwaru. Po zpracování mohou účinně předcházet a filtrovat převážnou většinu vyšších harmonických, čímž zajišťují, že elektrické výrobky splňují elektromagnetickou kompatibilitu - EMC. Elektronická zařízení, přístroje atd. některých společností však relativně stárnou, takže jsou obzvláště citlivé na určité vyšší harmonické a nemohou správně fungovat při použití s frekvenčními měniči. Hlavním důvodem této situace je, že nelineární složky usměrňovače a střídače frekvenčního měniče způsobují změny v napájení, což vede k harmonickému rušení a ovlivňuje efekt převodu frekvence. Hlavním řešením je použití stíněných kabelů pro výstup a jednostranné uzemnění může účinně zabránit rušení. Přidání filtrů do vstupní a výstupní sekce může výrazně snížit amplitudu nižších harmonických a dosáhnout úsporných efektů filtrováním harmonických. Pro řízení signálu, zejména pro analogové signály, se pro jednostranné uzemnění obvykle používají stíněné kroucené dvojlinky, které mohou účinně zabránit vnějšímu rušení. Řídicí metoda SPWM, která se v současnosti používá ve frekvenčních měničích, má pozitivní vliv na regulaci harmonických složek a řízení zkreslovacích faktorů. Proto má schopnost PWM frekvenčních měničů potlačovat harmonické rušení ve srovnání s frekvenčními měniči s SPWM řízením značný rozdíl.
3. Aplikace frekvenčních měničů v průmyslové výrobě
3.1 Použití frekvenčního měniče v průmyslových strojích a zařízeních pro zatížení čerpadel
Důvodem, proč se frekvenční měniče mohou široce používat v průmyslových strojích a zařízeních pro regulaci zatížení čerpadel, je jejich výkonná technologie regulace otáček, která využívá frekvenci statoru motoru k odpovídající změně otáček motoru, čímž se v konečném důsledku mění pracovní podmínky zatížení čerpadla a zvyšuje se schopnost původního zařízení lépe splňovat výrobní požadavky. Pokud dojde k významné změně zatížení mechanických zařízení a čerpadel v průmyslové výrobě, použití technologie frekvenčních měničů k řízení výkonu frekvenčního měniče může umožnit přizpůsobení zatížení čerpadla podmínkám výrobního procesu, dosáhnout nejlepšího efektu úspory energie, zlepšit úroveň výroby, urychlit proces průmyslové automatizace, prodloužit životnost zařízení, zlepšit kvalitu výrobků, zvýšit efektivitu výroby a umožnit podnikům dosáhnout vyšších ekonomických výhod.
3.2 Použití frekvenčního měniče v zatížení ventilátorů průmyslových výrobních strojů
Ventilátory se v průmyslové výrobě používají v zásadě v chladicích systémech, kotlích, sušicích systémech a odsávacích systémech. Ve výrobním procesu řídíme faktory, jako je objem a teplota vzduchu, které ovlivňují výrobu, abychom dosáhli dobrých podmínek pro výrobní technologii a pracovní podmínky. V předchozím procesu řízení se často používala metoda nastavení stupně otevírání a zavírání výstupu vzduchu a přepážky. Nevýhodou použití této metody řízení je, že bez ohledu na výrobní proces a pracovní podmínky ventilátor vždy běží konstantní rychlostí, což nemůže přesně splňovat podmínky výrobního procesu a provozní podmínky, plýtvá energií a spotřebovává zařízení a materiály, snižuje zisky z výroby a zkracuje životnost zařízení. Například továrny na chemická vlákna, ocelárny, cementárny atd. používají všechny ventilátory. Pokud použijeme nastavení výstupu vzduchu ke změně objemu vzduchu, motor bude vždy pracovat na plné zatížení, ale otevření vzduchové klapky bude pouze mezi 50 % a 80 %, což by bylo nehospodárné chování. Technologie frekvenčního měniče se používá v zátěži ventilátoru a její plynulá regulace otáček může rozšířit rozsah otáček ventilátoru, učinit jej spolehlivějším, snadněji plánovatelným a dosáhnout vysokých podmínek pro výrobní procesy a pracovní podmínky.
3.3 Využití frekvenčních měničů k úspoře energie a snižování spotřeby
V místech, kde je zatížení motoru obecně konstantní, jako jsou textilní továrny a ocelárny, motor obvykle pracuje s určitým výkonem a výkon frekvenčního měniče je obtížné nahradit jiným zařízením, jako je plynulé zrychlení a zpomalení, přesná regulace točivého momentu a dobrá provozní stabilita, takže jej lze dobře využít. V takových továrnách frekvenční měniče nejenže nešetří energii, ale naopak kvůli jejich vysokým nákladům a spotřebě energie se celý systém stává dražším a spotřebovává více energie. Naopak v aplikacích, jako jsou ventilátory a čerpadla, se vlastnosti úspory energie a snižování spotřeby stávají velmi výraznými. V těchto aplikacích se proudové zatížení často mění. Pokud se používá několik motorů paralelně, rozhodně se zvýší náklady na zařízení. Pokud se použije předchozí metoda regulace otáček, také to nepřispívá k dosažení cíle automatizace výroby. V tomto případě někteří výrobci vyrobili specializované frekvenční měniče pro tuto aplikaci. Tento typ frekvenčního měniče nemá vlastnosti vysoce přesné regulace otáček a regulace točivého momentu, takže jeho výrobní náklady jsou také velmi nízké.
4. Výběr frekvenčního měniče
Vzhledem k rozvoji technologie frekvenčních převodů je v současné době na trhu k dispozici mnoho značek a typů frekvenčních měničů. Mezi hlavní metody řízení patří: metoda regulace s plochým tlakem, tj. technologie U/F=K; metoda vektorového řízení, známá také jako technologie VECTOR; technologie přímého řízení momentu (DTC) atd. Podniky si mohou vybrat frekvenční měniče podle své skutečné situace, aby splnily požadavky na řízení různých zařízení, zejména při použití frekvenčních měničů v mechanických zařízeních s proměnným momentovým zatížením, což může dosáhnout lepších úspor energie. Pokud jde o výběr kapacity frekvenčních měničů, měl by být zvolen vědecky na základě skutečného proudu zátěže. Můžete si také zvolit frekvenční měnič s vestavěným PID regulátorem pro konfigurační řízení podle skutečných potřeb. V současné době má mnoho frekvenčních měničů na trhu sběrnicová rozhraní a ve výrobním procesu fungují frekvenční měniče jako uzel sítě pro připojení k dalším komunikačním zařízením, což může efektivně zlepšit účinnost a dosáhnout úspor energie a podpořit pozitivní trend vyšší přesnosti a inteligence řízení. Technologie Fieldbus je v současné době pokročilá automatizační technologie, která integruje počítačovou řídicí technologii, komunikační technologii a technologii principu automatického řízení. Díky tomu dokáže dosáhnout multifunkčního přenosu více parametrů signálu po dvojici vodičů a napájet více zařízení, což nejen šetří elektřinu, ale také šetří náklady.
Energeticky úsporné vlastnosti frekvenčních měničů přitahují širokou pozornost společnosti a nacházejí uplatnění v různých oblastech. Frekvenční měniče na trhu se používají hlavně k regulaci otáček střídavých motorů a v současné době jsou nejideálnějším a nejslibnějším řešením pro regulaci otáček v dané oblasti. A co je důležitější, frekvenční měniče mají energeticky úsporné účinky, což je problém, který je třeba brát vážně v průmyslovém rozvoji a spotřebě energie a je nezbytnou zárukou pro dosažení udržitelného rozvoje podniků. Díky svému energeticky úspornému účinku a technologii regulace otáček se frekvenční měniče staly oblíbeným automatizačním zařízením, a proto se rychle rozvíjejí a uplatňují. Budoucí vyhlídky frekvenčních měničů jsou velmi slibné a mohou být použity v širší škále oblastí, kde budou hrát větší roli při snižování spotřeby energie a zvyšování efektivity podniků. Aplikace frekvenčních měničů má velmi širokou perspektivu rozvoje.