Leverandører av energitilbakemeldingsenheter for frekvensomformere minner om at motorer i moderne industri er en type høyenergikrevende kraftutstyr med et bredt spekter av bruksområder. I følge statistikk er Kinas totale installerte kapasitet omtrent 400 millioner kilowatt, med et årlig strømforbruk på omtrent 600 milliarder kilowattimer, som står for 70–80 % av industriens strømforbruk. Kina er hovedsakelig avhengig av små og mellomstore motorer, som står for omtrent 80 %, mens mengden strøm som forbrukes av små og mellomstore motorer står for 90 % av det totale tapet. I den praktiske anvendelsen av motorer i Kina er det et betydelig gap sammenlignet med utlandet, med en enhetseffektivitet på 75 %, som er 10 % lavere enn i utlandet. Systemets driftseffektivitet er 30–40 %, som er 20–30 % lavere enn det internasjonale avanserte nivået. Derfor har små og mellomstore motorer i Kina et stort energisparepotensial, og det er viktig å fremme energisparing for motorer.
På grunn av sin enkle struktur, enkle produksjon, lave pris, holdbarhet, pålitelige drift og egnethet for tøffe miljøer, har asynkronmotorer blitt mye brukt i industriell og landbruksproduksjon. Spesielt for å dra pumper og vifter i ulike bransjer, er energisparende arbeid ved motorer for å dra pumper og vifter høyt verdsatt.
Med den raske utviklingen av vitenskap og teknologi, spesielt den høye utviklingen og anvendelsen av kraftelektronikkteknologi, mikroelektronikkteknologi og automatisk kontrollteknologi, har energisparende effekten av frekvensomformere blitt mer betydelig. De kan ikke bare oppnå trinnløs hastighetsregulering, men også operere effektivt under forskjellige belastninger, med gode dynamiske egenskaper, og kan oppnå høy ytelse, høy pålitelighet og høy presisjonsautomatikk. Sammenlignet med andre hastighetsreguleringsmetoder som spenningsreduksjonshastighetsregulering, polskiftende hastighetsregulering, sliphastighetsregulering, AC-kaskadehastighetsregulering, etc., har variabel frekvenshastighetsregulering stabil ytelse, bredt hastighetsreguleringsområde og høy effektivitet. Med utviklingen av moderne kontrollteori og kraftelektronikkteknologi blir AC variabel frekvenshastighetsreguleringsteknologi stadig mer perfekt og har blitt trenden innen hastighetsregulering av AC-motorer. Variable frekvenshastighetskontrollenheter (VFD-er) har blitt mye brukt i industrifeltet.
Bruken av frekvensomformere for overføring av hastighetskontrollsignaler er rask, kontrollsystemet har en liten tidsforsinkelse, responsen er følsom, kontrollnøyaktigheten til justeringssystemet er høy, bruken er praktisk og det bidrar til å forbedre produksjonsutbyttet, sikre kvalitet og redusere produksjonskostnader. Derfor er bruk av frekvensomformere et populært produkt for energisparing og forbruksreduksjon i fabrikker og gruvebedrifter.
En energisparende enhet for variabel frekvensmotor er en revolusjonerende ny generasjon motorspesifikke kontrollprodukter. Basert på digital mikroprosessorstyringsteknologi justerer den dynamisk spenningen og strømmen i motorens driftsteknikk gjennom sin innebygde dedikerte programvare for optimalisering av energisparing. Uten å endre motorhastigheten sikrer den at motorens utgangsmoment samsvarer nøyaktig med belastningsbehovet, og unngår effektivt sløsing med elektrisk energi forårsaket av overdreven motoreffekt.
AC-motorer er for tiden de mest brukte motorene, og står for omtrent 85 % av alle motortyper. De har fordelene med enkel struktur, lave kostnader og intet vedlikeholdsbehov. Svakheten deres er imidlertid vanskeligheten med hastighetsregulering, noe som begrenser bruken av dem i mange applikasjoner eller krever mekaniske midler for å oppnå hastighetsregulering.
Det finnes to typiske bruksområder for frekvensomformere når det gjelder lasttyper: 1. Konstant dreiemoment; 2. Variabelt dreiemoment. Når det gjelder bruksformål, er hovedmålene: 1. Å forbedre prosessen, sikre rotasjonshastigheten under prosessen, rotasjonshastigheten under forskjellige belastninger og nøyaktig posisjonering. Med sin utmerkede hastighetsreguleringsytelse kan den forbedre produktiviteten, forbedre produktkvaliteten, forbedre komforten, rasjonalisere utstyr, tilpasse eller forbedre miljøet, osv. 2. Hovedformålet med energisparende transformasjon er å oppnå betydelige resultater ved å kontrollere hastigheten på vifter og pumper som krever strømnings- eller trykkregulering.
Prinsippet for variabel frekvenshastighetsregulering
Motorlaster som vifter, vannpumper, luftkompressorer, hydrauliske oljepumper og sirkulasjonspumper står for det store flertallet av det strømkrevende utstyret som brukes i bedrifter. På grunn av tekniske begrensninger er nesten alle strømnings-, trykk- eller luftvolumkontrollsystemer for slike laster ventilstyrte systemer, der motoren drives med nominell hastighet og systemet gir konstant strømning, trykk eller luftvolum. Når utstyrets driftskrav endres, justeres laststrømmen, trykket eller luftvolumet av overløpsventiler, sikkerhetsventiler eller proporsjonale regulatorer plassert ved utløpsenden for å møte de skiftende behovene i utstyrets driftsforhold. Etter at overløpsventilen eller proporsjonalkontrollventilen har overløpt, vil en stor mengde energi frigjøres, og denne avgitte energien er faktisk en del av energien som absorberes av motoren fra strømnettet, noe som forårsaker stort sløsing av elektrisk energi. Fra arbeidsegenskapene til denne typen last kan man se at motoreffekten er proporsjonal med tredjegraden av hastigheten, og hastigheten er proporsjonal med frekvensen. Hvis vi endrer motorens arbeidsmodus slik at den ikke alltid opererer med nominell arbeidsfrekvens, men i stedet bruker et variabelt frekvensjusteringssystem for start-stopp-kontroll og justering, kan hastigheten justeres kontinuerlig innenfor området 0~2900 o/min, det vil si at utgangsstrømningshastigheten, trykket eller luftvolumet også kan justeres kontinuerlig innenfor området 0~100 %, for å nøyaktig samsvare med lastens arbeidsbehov og oppnå målet om energisparing og reduksjon av forbruk.
AC-motorhastigheten er som følger: n=60f (1-s)/p
I formelen: n = motorhastighet
F = strømfrekvens
P = antall poler på motoren
S = slip rate
Som det fremgår av ligningen, er den synkrone hastigheten n til en vekselstrømsmotor direkte proporsjonal med effektfrekvensen f. Derfor kan endring av effektfrekvensen endre motorhastigheten og oppnå formålet med hastighetsregulering.
Prinsipp for variabel frekvenshastighetsregulering for energisparing
Variabel frekvenshastighetsregulering sparer strøm. Som navnet antyder, er det bare variabel frekvenshastighetsregulering som kan spare strøm. Nedenfor er en analyse av energispareprinsippene for to typiske lastapplikasjoner.
(1) Anvendelser med konstant momentbelastning
Konstant momentbelastning betyr at uavhengig av endringer i hastighet, forblir lastmomentet konstant.
Følgende formel: P=K * T * N
K=koeffisient
P = akselkraft
T = lastmoment
N = rotasjonshastighet
Fra formelen ovenfor kan man se at akseleffekten er direkte proporsjonal med motorhastigheten. Når motorhastigheten justeres i henhold til prosessens behov, kan den tilsvarende andelen strømsparing naturlig oppnås.
(2) Variabel momentbelastning
Sentrifugalvifter og -pumper tilhører typiske variabelt dreiemoment, og deres arbeidsegenskaper er: de fleste av dem opererer kontinuerlig over lengre tid. Siden belastningsmomentet er proporsjonalt med kvadratet av hastigheten, vil det føre til alvorlig overbelastning av motoren når hastigheten overstiger nominell hastighet. Derfor opererer vifter og pumper vanligvis ikke utover nominell frekvens.