İnverter enerji geri besleme cihazı tedarikçileri, bilim ve teknolojinin sürekli gelişmesiyle birlikte insanların elektrik enerjisi tasarrufuna daha fazla önem verdiğini hatırlatıyor. Geleneksel DC sürücünün zayıf halkaları, zamanın gereksinimlerini karşılamama belirtileri göstermeye başlıyor. Komütatör, DC motorların bakımını ve kullanımını kısıtlıyor. Bu nedenle insanlar AC hız regülasyon teknolojisinin uygulamalarını incelemeye başladılar ve elektronik teknolojisinin, özellikle kontrol teknolojisi ve mikroelektronik teknolojisinin hızlı gelişimi, DC hız regülasyonunun yerini AC hız regülasyon performansına bırakması için 1970'lere kadar beklemediler. Sonuç olarak, frekans konvertörleri ortaya çıktı.
1. Frekans dönüştürücüsü hakkında
Frekans dönüştürücülerin başlangıçtaki işlevi hız düzenlemesiydi, ancak teknolojinin gelişmesiyle birlikte Çin'de frekans dönüştürücülerin mevcut uygulaması esas olarak enerji tasarrufuna odaklanıyor ve elektrik alanında enerji tasarrufu rolünü vurguluyor. Ülkemizde enerji sıkıntısı yaşanıyor ve teknolojik sorunlar nedeniyle enerji kullanım oranı yüksek değil. Özellikle temiz bir enerji kaynağı olarak elektrik son derece kıt. Yüksek elektrik tüketiminde, enerji tasarrufu durumundaki enerji, toplam enerji tüketiminin yalnızca küçük bir kısmını oluşturuyor. Ancak Çin'de enerji tasarrufu potansiyeline sahip çok sayıda motor bulunuyor ve enerji tasarrufu uygulamaları geniş beklentilere sahip olup, değişken frekans teknolojisinin gelişimini de bir ölçüde destekleyen çok gerekli bir trend.
2. Harmonikler hakkında
Frekans dalgaları, frekans dönüştürücülerin çalışması sırasında karşılaşılan en büyük sorundur. Elektronik teknolojisinin gelişimi, genel frekans dönüştürücülerin makul yazılım ve donanım tasarımları sayesinde filtreleme işlevlerini yerine getirmesini sağlamıştır. İşlemden sonra, yüksek mertebeden harmoniklerin büyük çoğunluğunu etkili bir şekilde önleyip filtreleyebilir ve elektrikli ürünlerin elektromanyetik uyumluluk (EMC) ile uyumlu olmasını sağlar. Ancak, bazı şirketlerin elektronik ekipmanları, cihazları vb. nispeten eski olduğundan, belirli yüksek mertebeden harmoniklere karşı özellikle hassastırlar ve frekans dönüştürücülerle birlikte kullanıldıklarında düzgün çalışamazlar. Bu durumun temel nedeni, frekans dönüştürücünün doğrultucu ve invertör parçalarının doğrusal olmayan bileşenlerinin güç kaynağında değişikliklere neden olarak harmonik girişime yol açması ve frekans dönüşüm etkisini etkilemesidir. Ana çözüm, çıkış için ekranlı kablolar kullanmaktır ve tek uçlu topraklama, girişimi etkili bir şekilde önleyebilir. Giriş ve çıkış bölümlerine filtreler eklemek, düşük mertebeden harmoniklerin genliğini önemli ölçüde azaltabilir ve harmonikleri filtreleyerek enerji tasarrufu sağlayabilir. Sinyal kontrolü için, özellikle analog sinyaller için, genellikle tek uçlu topraklama tasarımında bükümlü çift ekranlı kablolar kullanılır ve bu da harici girişimi etkili bir şekilde önleyebilir. Frekans dönüştürücülerde halihazırda kullanılan SPWM kontrol yöntemi, harmonik bileşenlerin düzenlenmesi ve bozulma faktörlerinin kontrolü üzerinde olumlu bir etkiye sahiptir. Bu nedenle, PWM frekans dönüştürücülerin harmonik girişim önleme kabiliyeti, SPWM kontrollü frekans dönüştürücülere kıyasla önemli bir farka sahiptir.
3. Frekans konvertörlerinin endüstriyel üretimde uygulanması
3.1 Endüstriyel makine ve ekipman pompa yüklerinde frekans konvertörünün uygulanması
Frekans konvertörlerinin endüstriyel makine ve ekipman pompa yüklerinde yaygın olarak kullanılabilmesinin nedeni, motorun statorunun frekansını kullanarak motorun hızını buna göre değiştiren, dolayısıyla pompa yüklerinin çalışma koşullarını değiştiren ve orijinal ekipmanı üretim gereksinimlerini karşılama konusunda daha yetenekli hale getiren güçlü hız düzenleme teknolojilerinden kaynaklanmaktadır. Endüstriyel üretimde mekanik ekipman ve pompaların yükünde önemli bir değişiklik olması durumunda, frekans konvertörünün çıkışını kontrol etmek için frekans konvertör teknolojisinin kullanılması, pompa yükünün üretim süreci koşullarını karşılamasını, en iyi enerji tasarrufu etkisini elde etmesini, üretim seviyesini iyileştirmesini, endüstriyel otomasyon sürecini hızlandırmasını, ekipmanın hizmet ömrünü uzatmasını, ürün kalitesini iyileştirmesini, üretim verimliliğini artırmasını ve işletmelerin daha yüksek ekonomik faydalar elde etmesini sağlayabilir.
3.2 Endüstriyel üretim makineleri fan yükünde frekans konvertörünün uygulanması
Endüstriyel üretimde fanlar temel olarak soğutma sistemleri, kazan sistemleri, kurutma sistemleri ve egzoz sistemlerinde kullanılır. Üretim sürecinde, üretim teknolojisi ve çalışma koşulları için iyi koşullar elde etmek amacıyla üretimi etkileyen hava hacmi ve sıcaklık gibi faktörleri kontrol ederiz. Önceki kontrol sürecinde, sıklıkla kullanılan yöntem hava çıkışının ve bölmenin açılıp kapanma derecesini ayarlamaktı. Bu kontrol yöntemini kullanmanın dezavantajı, üretim süreci ve çalışma koşullarından bağımsız olarak, fanın her zaman sabit bir hızda çalışması, bu da üretim süreci ve çalışma koşullarının koşullarını tam olarak karşılayamaması, enerji israfına ve ekipman ve malzeme tüketmesine, üretim kârını düşürmesine ve ekipmanın hizmet ömrünü kısaltmasına neden olmasıdır. Örneğin, kimyasal elyaf fabrikaları, çelik fabrikaları, çimento fabrikaları vb. hepsi fan kullanır. Hava hacmini değiştirmek için hava çıkışını ayarlarsak, motor her zaman tam yükte çalışacak, ancak hava damperinin açılması yalnızca %50 ile %80 arasındadır, bu da israfçı bir davranış olacaktır. Fanın yükünde frekans konvertör teknolojisi kullanılmış olup, kademesiz hız düzenleme performansı fanın hız aralığını genişleterek daha güvenilir, kolay programlanabilir ve üretim süreçleri ve çalışma koşulları için yüksek koşullara ulaşılabilir hale getirilebilir.
3.3 Enerji tasarrufu ve tüketim azaltmada frekans konvertörlerinin uygulanması
Tekstil fabrikaları ve çelik fabrikaları gibi motor yükünün genellikle sabit olduğu yerlerde, motor genellikle belirli bir güçte çalışır ve frekans dönüştürücünün performansının, yumuşak hızlanma ve yavaşlama, hassas tork kontrolü ve iyi çalışma kararlılığı gibi diğer ekipmanlarla değiştirilmesi zordur, bu nedenle iyi bir şekilde kullanılabilir. Bu tür fabrikalarda, frekans dönüştürücüler enerji tasarrufu sağlamanın yanı sıra, yüksek maliyetleri ve enerji tüketimleri nedeniyle tüm sistem daha pahalı hale gelir ve daha fazla enerji tüketir. Buna karşılık, fanlar ve pompalar gibi uygulamalarda enerji tasarrufu ve tüketim azaltma özellikleri çok belirgin hale gelir. Bu uygulamalarda akım yükü sıklıkla değişir. Birden fazla motorun paralel olarak kullanılması, ekipman maliyetlerini kesinlikle artıracaktır. Önceki hız düzenleme yönteminin kullanılması da üretim otomasyonu hedefine ulaşmaya elverişli değildir. Bu durumda, bazı üreticiler bu uygulama için özel frekans dönüştürücüler üretmiştir. Bu tür frekans dönüştürücüler, yüksek hassasiyetli hız düzenleme ve tork kontrolü özelliklerine sahip olmadığından, üretim maliyetleri de oldukça düşüktür.
4. Frekans dönüştürücünün seçimi
Frekans dönüşüm teknolojisinin gelişmesiyle birlikte, piyasada şu anda çok sayıda frekans dönüştürücü markası ve verisi bulunmaktadır. Başlıca kontrol yöntemleri şunlardır: düz basınç kontrol yöntemi, yani U/F=K teknolojisi; vektör kontrol yöntemi, aynı zamanda VECTOR teknolojisi olarak da bilinir; doğrudan tork kontrol (DTC) teknolojisi vb. İşletmeler, özellikle değişken torklu yükleri olan mekanik ekipmanlarda frekans dönüştürücülerin uygulanması gibi çeşitli ekipmanların kontrol gereksinimlerini karşılamak için mevcut durumlarına göre frekans dönüştürücüleri seçebilirler; bu da daha iyi enerji tasarrufu etkileri sağlayabilir. Frekans dönüştürücüler için kapasite seçimi, yükün gerçek akımına göre bilimsel olarak yapılmalıdır. Ayrıca, gerçek ihtiyaçlara göre yapılandırma kontrolü için dahili PID'li bir frekans dönüştürücü de seçebilirsiniz. Şu anda piyasadaki birçok frekans dönüştürücünün veri yolu arayüzleri vardır ve üretim sürecinde frekans dönüştürücüler, diğer iletişim cihazlarına bağlanmak için ağın bir düğümü görevi görerek verimliliği etkili bir şekilde artırabilir, enerji tasarrufu sağlayabilir ve daha yüksek kontrol doğruluğu ve zekası yönünde iyi bir eğilim teşvik edebilir. Fieldbus teknolojisi, bilgisayar kontrol teknolojisi, iletişim teknolojisi ve otomatik kontrol prensiplerini birleştiren gelişmiş bir otomasyon teknolojisidir. Bu sayede, bir çift kablo üzerinden birden fazla sinyal parametresinin çok işlevli iletimini gerçekleştirebilir ve birden fazla cihaza güç sağlayabilir; bu da yalnızca elektrik tasarrufu sağlamakla kalmaz, aynı zamanda maliyet tasarrufu da sağlar.
Frekans konvertörlerinin enerji tasarrufu özellikleri toplumda yaygın bir ilgi görmüş ve çeşitli alanlarda uygulanmıştır. Piyasadaki frekans konvertörü esas olarak AC motorların hızını ayarlamak için kullanılır ve şu anda uygulama alanında en ideal ve gelecek vaat eden hız kontrol çözümüdür. Daha da önemlisi, frekans konvertörlerinin enerji tasarrufu etkileri vardır ve enerji tasarrufu, endüstriyel gelişim ve enerji tüketiminde ciddiye alınması gereken bir konudur ve işletmelerin sürdürülebilir kalkınması için gerekli bir garantidir. Enerji tasarrufu etkisi ve hız kontrol teknolojisi sayesinde, frekans konvertörleri popüler bir otomasyon ekipmanı haline gelmiş ve bu nedenle hızla geliştirilip uygulanmaktadır. Frekans konvertörlerinin gelecek beklentileri oldukça umut vericidir ve daha geniş bir alanda uygulanabilir, enerji tüketimini azaltmada ve işletmelerin verimliliğini artırmada daha büyük bir rol oynayabilirler. Frekans konvertörlerinin uygulaması oldukça geniş bir gelişme potansiyeline sahiptir.