Los proveedores de dispositivos de retroalimentación de energía para convertidores de frecuencia le recuerdan que el ahorro energético de estos se refleja principalmente en la aplicación de ventiladores y bombas de agua. Para garantizar la fiabilidad de la producción, diversas máquinas se diseñan con un cierto margen de potencia. Cuando el motor no puede funcionar a plena carga, además de cumplir con los requisitos de potencia, el exceso de par aumenta el consumo de energía activa, lo que resulta en un desperdicio de energía eléctrica. El método tradicional de regulación de velocidad para equipos como ventiladores y bombas consiste en ajustar el caudal de suministro de aire y agua mediante el ajuste de la apertura de los deflectores y válvulas de entrada o salida. Este método requiere una alta potencia de entrada y consume una gran cantidad de energía durante el bloqueo de los deflectores y válvulas. Al utilizar la regulación de velocidad de frecuencia variable, si se reduce el caudal requerido, se puede satisfacer reduciendo la velocidad de la bomba o del ventilador.
Según la mecánica de fluidos, P (potencia) = Q (caudal) × H (presión), el caudal Q es proporcional a la potencia de la velocidad de rotación N, la presión H es proporcional al cuadrado de la velocidad de rotación N y la potencia P es proporcional al cubo de la velocidad de rotación N. Si la eficiencia de la bomba de agua es constante, cuando el caudal requerido disminuye, la velocidad de rotación N puede disminuir proporcionalmente y, en este momento, la potencia de salida del eje P disminuye en una relación cúbica. El consumo de energía del motor de la bomba de agua es aproximadamente proporcional a la velocidad de rotación. Cuando el caudal requerido Q disminuye, la frecuencia de salida del inversor Delta se puede ajustar para reducir proporcionalmente la velocidad del motor n. En este punto, la potencia P del motor eléctrico disminuirá significativamente según una relación cúbica, ahorrando entre un 40% y un 50% de energía en comparación con el ajuste de deflectores y válvulas, logrando así el objetivo de conservación de energía.
Por ejemplo, al diseñar e instalar bombas de agua, se considera el uso máximo y se deja un cierto margen. Sin embargo, en la práctica, es difícil lograr el máximo uso, lo que da lugar al fenómeno de "un caballo grande tirando de un coche pequeño". Los métodos tradicionales de regulación del caudal se logran controlando la apertura de válvulas. Como resultado, la eficiencia operativa de la bomba de agua es de tan solo entre el 30 % y el 60 %, lo que no solo genera altos costos, sino que también desperdicia valiosa energía eléctrica.
Tecnología de regulación de frecuencia variable:
Debido a que las cargas de las bombas de agua pertenecen a cargas de par cuadrado, su caudal (Q), altura (H), potencia (P) y velocidad del motor (n) están relacionados de la siguiente manera
Q1/Q0=n1/n0 H1/H0=(n1/n2)^2 P1/P0=(n1/n2)^3
Q0, H0, P0, n0 son las cantidades en condiciones nominales de funcionamiento.
Q1, H1, P1 y n1 son las cantidades en condiciones de funcionamiento reales.
Por lo tanto, al modificar la velocidad para controlar el caudal y lograr objetivos prácticos, la tecnología de convertidor de frecuencia modifica la velocidad del motor modificando la frecuencia de la fuente de alimentación, y la potencia cambia proporcionalmente a la tercera potencia de la velocidad, lo que genera un ahorro de energía considerable. Además, se caracteriza por su fácil manejo, fácil mantenimiento, funcionamiento estable y amplio rango de velocidad, lo que lo hace ampliamente utilizado en el sector de las bombas de agua.