Leverandører af energifeedback-enheder til frekvensomformere minder om, at motorer i den moderne industri er en type højenergiforbrugende kraftudstyr med en bred vifte af anvendelser. Ifølge statistikker er Kinas samlede installerede kapacitet omkring 400 millioner kilowatt, med et årligt elforbrug på omkring 600 milliarder kilowatt-timer, hvilket tegner sig for 70-80% af det industrielle elforbrug. Kina er primært afhængig af små og mellemstore motorer, der tegner sig for omkring 80%, mens mængden af elektricitet, der forbruges af små og mellemstore motorer, tegner sig for 90% af det samlede tab. I den praktiske anvendelse af motorer i Kina er der en betydelig forskel i forhold til udlandet, med en enhedseffektivitet på 75%, hvilket er 10% lavere end i udlandet. Systemets driftseffektivitet er 30-40%, hvilket er 20-30% lavere end det internationale avancerede niveau. Derfor har små og mellemstore motorer i Kina et stort energibesparende potentiale, og det er bydende nødvendigt at fremme energibesparelser i motorer.
På grund af sin enkle struktur, nemme fremstilling, lave pris, holdbarhed, pålidelige drift og egnethed til barske miljøer er asynkronmotorer blevet meget anvendt i industriel og landbrugsproduktion. Især til træk af pumper og ventilatorer i forskellige industrier værdsættes energibesparende arbejde ved motorer til træk af pumper og ventilatorer højt.
Med den hurtige udvikling inden for videnskab og teknologi, især den høje udvikling og anvendelse af effektelektronikteknologi, mikroelektronikteknologi og automatisk styringsteknologi, er frekvensomformeres energibesparende effekt blevet mere betydelig. De kan ikke kun opnå trinløs hastighedsregulering, men også fungere effektivt under forskellige belastninger med gode dynamiske egenskaber og kan opnå automatisk styring med høj ydeevne, høj pålidelighed og høj præcision. Sammenlignet med andre hastighedsreguleringsmetoder, såsom spændingsreducerende hastighedsregulering, polskiftende hastighedsregulering, sliphastighedsregulering, AC-kaskadehastighedsregulering osv., har variabel frekvenshastighedsregulering stabil ydeevne, bredt hastighedsreguleringsområde og høj effektivitet. Med udviklingen af moderne styringsteori og effektelektronikteknologi bliver AC-teknologien til variabel frekvenshastighedsregulering stadig mere perfekt og er blevet trenden inden for hastighedsregulering af AC-motorer. Variable frekvenshastighedsstyringsenheder (VFD'er) er blevet meget anvendt inden for industrien.
Brugen af frekvensomformere til transmission af hastighedsstyringssignaler er hurtig, styresystemet har en lille tidsforsinkelse, responsen er følsom, justeringssystemets kontrolnøjagtighed er høj, brugen er praktisk og det bidrager til at forbedre produktionsoutputtet, sikre kvalitet og reducere produktionsomkostningerne. Derfor er brugen af frekvensomformere et populært produkt til energibesparelser og forbrugsreduktion i fabrikker og minedriftsvirksomheder.
En energibesparende enhed til motorer med variabel frekvens er en revolutionerende ny generation af motorspecifikke styringsprodukter. Baseret på digital mikroprocessorstyringsteknologi justerer den dynamisk spændingen og strømmen i motorens driftsteknik via sin indbyggede dedikerede energibesparende optimeringsstyringssoftware. Uden at ændre motorhastigheden sikrer den, at motorens udgangsmoment præcist matcher belastningsbehovet, hvilket effektivt undgår spild af elektrisk energi forårsaget af overdreven motorydelse.
AC-motorer er i øjeblikket de mest anvendte motorer og tegner sig for omkring 85% af alle motortyper. De har fordelene ved enkel struktur, lave omkostninger og ingen vedligeholdelse. Deres svaghed er dog vanskeligheden ved hastighedsregulering, hvilket begrænser deres anvendelse i mange applikationer eller kræver mekaniske midler for at opnå hastighedsregulering.
Der er to typiske anvendelser af frekvensomformere med hensyn til belastningstyper: 1. Konstant momentanvendelse; 2. Variabel momentanvendelse. Med hensyn til anvendelsesformål er hovedmålene: 1. At forbedre processen, sikre rotationshastigheden under processen, rotationshastigheden under forskellige belastninger og præcis positionering. Med sin fremragende hastighedsreguleringsevne kan den forbedre produktiviteten, forbedre produktkvaliteten, forbedre komforten, rationalisere udstyr, tilpasse eller forbedre miljøet osv. 2. Hovedformålet med energibesparende transformation er at opnå betydelige resultater ved at styre hastigheden på ventilatorer og pumper, der kræver flow- eller trykregulering.
Princippet for variabel frekvenshastighedsregulering
Motorbelastninger såsom ventilatorer, vandpumper, luftkompressorer, hydrauliske oliepumper og cirkulationspumper tegner sig for langt størstedelen af det strømforbrugende udstyr, der anvendes i virksomheder. På grund af tekniske begrænsninger er næsten alle flow-, tryk- eller luftmængdekontrolsystemer til sådanne belastninger ventilstyrede systemer, hvor motoren drives ved nominel hastighed, og systemet leverer konstant flow, tryk eller luftmængde. Når udstyrets driftskrav ændrer sig, justeres belastningsflowet, trykket eller luftmængden af overløbsventiler, sikkerhedsventiler eller proportionale regulatorer placeret ved udløbsenden for at imødekomme de skiftende behov i udstyrets driftsforhold. Efter at overløbsventilen eller proportionalreguleringsventilen er løbet over, frigives en stor mængde energi, og denne afgivne energi er faktisk en del af den energi, som motoren absorberer fra elnettet, hvilket forårsager et stort spild af elektrisk energi. Ud fra arbejdsegenskaberne for denne type belastning kan det ses, at motoreffekten er proportional med tredjedelen af hastigheden, og hastigheden er proportional med frekvensen. Hvis vi ændrer motorens arbejdstilstand, så den ikke altid kører ved den nominelle arbejdsfrekvens, men i stedet bruger et variabelt frekvensjusteringssystem til start-stop-styring og justering, kan dens hastighed justeres kontinuerligt inden for området 0~2900 o/min. Det vil sige, at udgangsstrømmen, trykket eller luftmængden også kan justeres kontinuerligt inden for området 0~100% for nøjagtigt at matche belastningens arbejdsbehov og nå målet om energibesparelse og reduktion af forbrug.
AC-motorens hastighed er som følger: n=60f (1-s)/p
I formlen: n = motorhastighed
F = effektfrekvens
P = motorens polantal
S = sliphastighed
Som det fremgår af ligningen, er den synkrone hastighed n for en vekselstrømsmotor direkte proportional med effektfrekvensen f. Derfor kan ændring af effektfrekvensen ændre motorhastigheden og opnå formålet med hastighedsregulering.
Princippet for variabel frekvenshastighedsregulering for energibesparelse
Variabel frekvenshastighedsregulering sparer strøm. Som navnet antyder, er det kun variabel frekvenshastighedsregulering, der kan spare strøm. Nedenfor er en analyse af energibesparelsesprincipperne for to typiske belastningsapplikationer.
(1) Anvendelser med konstant momentbelastning
Konstant momentbelastning betyder, at uanset ændringer i hastighed, forbliver belastningsmomentet konstant.
Følgende formel: P=K * T * N
K=koefficient
P=akseleffekt
T = belastningsmoment
N = rotationshastighed
Ud fra ovenstående formel kan det ses, at akseleffekten er direkte proportional med motorhastigheden. Når motorhastigheden justeres efter processens behov, kan den tilsvarende andel af strømbesparelse naturligt opnås.
(2) Anvendelser med variabel momentbelastning
Centrifugalventilatorer og -pumper tilhører typiske variable momentbelastninger, og deres arbejdskarakteristika er: de fleste af dem kører kontinuerligt i lang tid. Da belastningsmomentet er proportionalt med kvadratet af hastigheden, vil det forårsage alvorlig overbelastning af motoren, når hastigheden overstiger den nominelle hastighed. Derfor kører ventilatorer og pumper generelt ikke ud over den nominelle frekvens.