Furnizorii de dispozitive de feedback energetic pentru convertoare de frecvență vă reamintesc că în industria modernă, motoarele sunt un tip de echipament energetic cu un consum mare de energie, cu o gamă largă de aplicații. Conform statisticilor, capacitatea totală instalată a Chinei este de aproximativ 400 de milioane de kilowați, cu un consum anual de energie electrică de aproximativ 600 de miliarde de kilowați-oră, reprezentând 70-80% din consumul industrial de energie electrică. China se bazează în principal pe motoare mici și mijlocii, reprezentând aproximativ 80%, în timp ce cantitatea de energie electrică consumată de motoarele mici și mijlocii reprezintă 90% din pierderea totală. În aplicarea practică a motoarelor în China, există un decalaj semnificativ față de țările străine, cu o eficiență unitară de 75%, ceea ce este cu 10% mai mică decât în țările străine; eficiența de funcționare a sistemului este de 30-40%, ceea ce este cu 20-30% mai mică decât nivelul avansat internațional. Prin urmare, motoarele mici și mijlocii din China au un mare potențial de economisire a energiei, iar promovarea conservării energiei motoarelor este imperativă.
Datorită structurii simple, ușurinței de fabricație, prețului redus, durabilității, funcționării fiabile și adecvării pentru medii dure, motoarele asincrone au fost utilizate pe scară largă în producția industrială și agricolă. În special pentru tractarea pompelor și ventilatoarelor în diverse industrii, funcționarea eficientă a energiei motoarelor pentru tractarea pompelor și ventilatoarelor este foarte apreciată.
Odată cu dezvoltarea rapidă a științei și tehnologiei, în special cu dezvoltarea și aplicarea tehnologiei electronicii de putere, a tehnologiei microelectronice și a tehnologiei de control automat, efectul de economisire a energiei al convertoarelor de frecvență a devenit mai semnificativ. Acestea nu numai că pot realiza o reglare continuă a vitezei, dar pot funcționa și eficient sub diferite sarcini, cu caracteristici dinamice bune și pot obține un control automat de înaltă performanță, fiabilitate ridicată și precizie ridicată. Comparativ cu alte metode de reglare a vitezei, cum ar fi reglarea vitezei prin reducerea tensiunii, reglarea vitezei prin schimbarea polilor, reglarea vitezei de alunecare, reglarea vitezei în cascadă de curent alternativ etc., reglarea vitezei cu frecvență variabilă are performanțe stabile, o gamă largă de reglare a vitezei și o eficiență ridicată. Odată cu dezvoltarea teoriei moderne de control și a tehnologiei electronicii de putere, tehnologia de reglare a vitezei cu frecvență variabilă de curent alternativ devine din ce în ce mai perfecționată și a devenit tendința reglării vitezei motoarelor de curent alternativ. Dispozitivele de control al vitezei cu frecvență variabilă (VFD) au fost utilizate pe scară largă în domeniul industrial.
Utilizarea convertoarelor de frecvență pentru transmiterea semnalului de control al vitezei este rapidă, sistemul de control are o întârziere mică, răspunsul este sensibil, precizia de control a sistemului de reglare este ridicată, utilizarea este convenabilă și contribuie la îmbunătățirea producției, asigurarea calității și reducerea costurilor de producție. Prin urmare, utilizarea convertoarelor de frecvență este un produs popular pentru economisirea energiei și reducerea consumului în fabrici și întreprinderi miniere.
Dispozitivul de economisire a energiei pentru motoare cu frecvență variabilă este o nouă generație revoluționară de produse de control specifice pentru motoare. Bazat pe tehnologia de control digital cu microprocesor, acesta ajustează dinamic tensiunea și curentul în ingineria de funcționare a motorului prin intermediul software-ului său încorporat dedicat, de control al optimizării economisirii energiei. Fără a modifica viteza motorului, asigură că cuplul de ieșire al motorului se potrivește cu precizie cererii de sarcină, evitând eficient risipa de energie electrică cauzată de puterea excesivă a motorului.
Motoarele de curent alternativ sunt în prezent cele mai utilizate motoare, reprezentând aproximativ 85% din toate tipurile de motoare. Acestea au avantajele unei structuri simple, costului redus și lipsei de întreținere. Cu toate acestea, punctul lor slab este dificultatea reglării vitezei, ceea ce limitează utilizarea lor în multe aplicații sau necesită mijloace mecanice pentru a realiza reglarea vitezei.
Există două aplicații tipice ale convertoarelor de frecvență în ceea ce privește tipurile de sarcină: 1. Aplicarea cuplului constant; 2. Aplicarea cuplului variabil. În ceea ce privește scopurile aplicațiilor, principalele obiective sunt: 1. Îmbunătățirea procesului, asigurând viteza de rotație în timpul procesului, viteza de rotație sub diferite sarcini și poziționarea precisă. Datorită performanțelor sale excelente de reglare a vitezei, poate îmbunătăți productivitatea, poate spori calitatea produsului, poate îmbunătăți confortul, poate raționaliza echipamentele, poate adapta sau îmbunătăți mediul înconjurător etc. 2. Scopul principal al transformării economisirii energiei este de a obține rezultate semnificative prin controlul vitezei ventilatoarelor și pompelor care necesită reglarea debitului sau a presiunii.
Principiul reglării vitezei cu frecvență variabilă
Sarcinile motorizate, cum ar fi ventilatoarele, pompele de apă, compresoarele de aer, pompele hidraulice de ulei și pompele de circulație, reprezintă marea majoritate a echipamentelor consumatoare de energie utilizate în întreprinderi. Din cauza limitărilor tehnice, aproape toate sistemele de control al debitului, presiunii sau volumului de aer pentru astfel de sarcini sunt sisteme controlate prin supape, unde motorul este acționat la turația nominală, iar sistemul asigură un debit, o presiune sau un volum de aer constant. Atunci când cerințele de funcționare ale echipamentului se modifică, debitul, presiunea sau volumul de aer al sarcinii sunt ajustate prin intermediul unor supape de preaplin, supape de siguranță sau regulatoare proporționale situate la capătul de ieșire pentru a satisface nevoile în schimbare ale condițiilor de funcționare ale echipamentului. După ce supapa de preaplin sau supapa de control proporțional se revarsă, se va elibera o cantitate mare de energie, iar această energie disipată este de fapt o parte din energia absorbită de motor din rețeaua electrică, provocând o risipă mare de energie electrică. Din caracteristicile de funcționare ale acestui tip de sarcină, se poate observa că puterea motorului este proporțională cu cubul vitezei, iar viteza este proporțională cu frecvența. Dacă schimbăm modul de funcționare al motorului astfel încât acesta să nu funcționeze întotdeauna la frecvența nominală de funcționare, ci să utilizeze un sistem de control al reglării frecvenței variabile pentru controlul pornirii-opririi și operațiunea de reglare, viteza sa poate fi reglabilă continuu în intervalul 0~2900r/min, adică debitul de ieșire, presiunea sau volumul de aer pot fi, de asemenea, reglabile continuu în intervalul 0~100%, astfel încât să se potrivească cu exactitate nevoilor de funcționare ale sarcinii și să se atingă obiectivul de conservare a energiei și reducere a consumului.
Turația motorului de curent alternativ este următoarea: n=60f (1 s)/p
În formulă: n = viteza motorului
F = frecvența de alimentare
P = numărul de poli ai motorului
S = rata de alunecare
După cum se poate observa din ecuație, viteza sincronă n a unui motor de curent alternativ este direct proporțională cu frecvența de alimentare f. Prin urmare, modificarea frecvenței de alimentare poate modifica viteza motorului și poate atinge scopul reglării vitezei.
Principiul reglării vitezei cu frecvență variabilă pentru economisirea energiei
Reglarea vitezei cu frecvență variabilă economisește energie electrică, așa cum sugerează și numele, doar reglarea vitezei cu frecvență variabilă poate economisi energie electrică. Mai jos este o analiză a principiilor de economisire a energiei pentru două aplicații tipice de sarcină.
(1) Aplicații cu sarcină cu cuplu constant
Sarcina cu cuplu constantă înseamnă că, indiferent de modificările de viteză, cuplul sarcinii rămâne constant.
Următoarea formulă: P=K * T * N
K=coeficient
P = puterea arborelui
T = cuplul de sarcină
N = viteza de rotație
Din formula de mai sus, se poate observa că puterea arborelui este direct proporțională cu viteza motorului. Atunci când viteza motorului este ajustată în funcție de nevoile procesului, se poate obține în mod natural proporția corespunzătoare de economisire a energiei.
(2) Aplicații de sarcină cu cuplu variabil
Ventilatoarele și pompele centrifuge aparțin sarcinilor tipice cu cuplu variabil, iar caracteristicile lor de funcționare sunt: majoritatea funcționează continuu pentru o perioadă lungă de timp. Deoarece cuplul de sarcină este proporțional cu pătratul vitezei, odată ce viteza depășește viteza nominală, aceasta va provoca o supraîncărcare serioasă a motorului. Prin urmare, ventilatoarele și pompele, în general, nu funcționează dincolo de frecvența nominală.