Furnizorii de unități de frânare cu convertoare de frecvență vă reamintesc că, datorită promovării puternice a tehnologiei convertoarelor de frecvență și a promovării energice de către comercianții de convertoare de frecvență, unele întreprinderi industriale au echivalat subconștient utilizarea convertoarelor de frecvență cu conservarea energiei și economisirea energiei electrice. Cu toate acestea, în practică, din cauza diferitelor situații în care se confruntă, multe întreprinderi își dau seama treptat că nu toate locurile în care se aplică convertoare de frecvență pot economisi energie și electricitate. Așadar, care sunt motivele acestei situații și care sunt concepțiile greșite pe care oamenii le au despre convertoarele de frecvență?
1. Convertorul de frecvență poate economisi energie electrică atunci când este utilizat pe toate tipurile de motoare
Dacă un convertor de frecvență poate realiza economii de energie este determinat de caracteristicile de reglare a vitezei sarcinii sale. Pentru mașinile centrifuge, ventilatoare și pompe de apă, care aparțin sarcinilor de cuplu pătratic, trebuie îndeplinite puterile de ieșire ale motorului P ∝ Tn și P ∝ n3, adică puterea de ieșire pe arborele motorului este proporțională cu a treia putere a vitezei. Se poate observa că pentru sarcinile de cuplu pătratic, efectul de economisire a energiei al convertoarelor de frecvență este cel mai proeminent.
Pentru sarcini cu cuplu constant, cum ar fi suflantele Roots, cuplul este independent de viteză. În general, o evacuare este configurată și controlată de o supapă. Când volumul de aer depășește cererea, volumul de aer în exces este evacuat pentru a realiza reglarea. În acest caz, reglarea vitezei poate fi utilizată pentru funcționare, ceea ce poate obține și efecte de economisire a energiei. În plus, pentru sarcini de putere constantă, puterea este independentă de viteză. În aceste cazuri, nu este nevoie să se utilizeze un convertor de frecvență.
2. Concepții greșite despre metodele incorecte de calcul al consumului de energie
Multe companii utilizează adesea compensarea puterii reactive bazată pe puterea aparentă atunci când calculează eficiența economisirii energiei. De exemplu, atunci când un motor funcționează la sarcină maximă în condiții de frecvență industrială, curentul de funcționare măsurat este de 194 A. După utilizarea reglării vitezei cu frecvență variabilă, factorul de putere în timpul funcționării la sarcină maximă crește la aproximativ 0,99. În acest moment, curentul măsurat este de 173 A. Motivul scăderii curentului este că condensatorul intern de filtrare al convertorului de frecvență îmbunătățește factorul de putere al sistemului.
Conform calculului puterii aparente, efectul de economisire a energiei este următorul:
ΔS=UI=380×(194-173)=7,98 kVA
Efectul de economisire a energiei este de aproximativ 11% din puterea nominală a motorului.
De fapt, puterea aparentă S este produsul dintre tensiune și curent. În aceleași condiții de tensiune, modificarea puterii aparente este proporțională cu modificarea curentului. Având în vedere reactanța sistemului în circuit, puterea aparentă nu reprezintă consumul real de energie al motorului, ci reprezintă capacitatea maximă de ieșire în condiții ideale. Consumul real de energie al motorului este de obicei exprimat ca putere activă.
Consumul real de energie al unui motor este determinat de motor și de sarcina sa. După creșterea factorului de putere, sarcina motorului nu se modifică, iar eficiența motorului nu se modifică. Prin urmare, consumul real de energie al motorului nu se va modifica. După creșterea factorului de putere, nu s-a înregistrat nicio modificare a stării de funcționare a motorului, a curentului statoric, a curenților activi și reactivi. Deci, cum se îmbunătățește factorul de putere? Motivul constă în condensatorul de filtrare din interiorul convertorului de frecvență, iar o parte din consumul motorului este puterea reactivă generată de condensatorul de filtrare. Îmbunătățirea factorului de putere reduce curentul real de intrare al convertorului de frecvență și reduce, de asemenea, pierderile de linie și pierderile de transformator ale rețelei electrice. În calculul de mai sus, deși curentul real este utilizat pentru calcul, puterea aparentă este calculată în loc de puterea activă. Prin urmare, utilizarea puterii aparente pentru a calcula efectele de economisire a energiei este incorectă.
Ca circuit electronic, convertorul de frecvență consumă și el energie
Din componența convertorului de frecvență, se poate observa că acesta din urmă are circuite electronice, deci consumă și energie în timpul funcționării. Deși consumă mai puțin în comparație cu motoarele de mare putere, propriul consum de energie este un fapt obiectiv. Conform calculelor experților, consumul maxim de energie proprie al unui convertor de frecvență este de aproximativ 3-5% din puterea sa nominală. Un aparat de aer condiționat de 1,5 cai putere consumă 20-30 de wați de energie electrică, echivalentul unei lumini continue.
În concluzie, este un fapt că convertoarele de frecvență au funcții de economisire a energiei atunci când funcționează la frecvența industrială, dar condițiile lor preliminare sunt: în primul rând, putere mare și sarcina ventilatorului/pompei; în al doilea rând, dispozitivul în sine are funcție de economisire a energiei (suport software); în al treilea rând, funcționare continuă pe termen lung. Acestea sunt cele trei condiții în care un convertor de frecvență poate demonstra efecte de economisire a energiei.
Conservarea energiei și reducerea consumului sunt obiective și principii eterne ale industriei prelucrătoare, însă pentru întreprinderile industriale este necesar să înțeleagă în ce circumstanțe ar trebui utilizate convertoarele de frecvență, care situații nu sunt potrivite pentru utilizarea acestora și să ia în considerare în mod cuprinzător configurația totală a convertoarelor de frecvență. Riscurile armonice cauzate de configurația excesivă a convertoarelor de frecvență au devenit un consens. Prin urmare, este necesară utilizarea rezonabilă a convertoarelor de frecvență pentru a realiza cu adevărat strategia de conservare a energiei, reducere a consumului și dezvoltare durabilă.