Các nhà cung cấp thiết bị phản hồi năng lượng cho bộ biến tần xin nhắc bạn rằng việc tiết kiệm năng lượng của bộ biến tần chủ yếu được phản ánh trong việc ứng dụng quạt và bơm nước. Để đảm bảo độ tin cậy trong sản xuất, nhiều máy móc sản xuất được thiết kế với một biên độ truyền động công suất nhất định. Khi động cơ không thể hoạt động ở tải trọng đầy đủ, ngoài việc đáp ứng các yêu cầu về truyền động công suất, mô-men xoắn dư thừa còn làm tăng mức tiêu thụ điện năng hữu ích, dẫn đến lãng phí năng lượng điện. Phương pháp điều chỉnh tốc độ truyền thống cho các thiết bị như quạt và bơm là điều chỉnh lượng cung cấp không khí và nước bằng cách điều chỉnh độ mở của các vách ngăn và van đầu vào hoặc đầu ra. Phương pháp này có công suất đầu vào cao và tiêu thụ một lượng năng lượng lớn trong quá trình chặn các vách ngăn và van. Khi sử dụng điều chỉnh tốc độ tần số thay đổi, nếu yêu cầu về lưu lượng giảm, có thể đáp ứng bằng cách giảm tốc độ bơm hoặc quạt.
Theo cơ học chất lưu, P (công suất) = Q (tốc độ dòng chảy) × H (áp suất), tốc độ dòng chảy Q tỷ lệ thuận với công suất của tốc độ quay N, áp suất H tỷ lệ thuận với bình phương tốc độ quay N và công suất P tỷ lệ thuận với lập phương của tốc độ quay N. Nếu hiệu suất của máy bơm nước không đổi, khi tốc độ dòng chảy yêu cầu giảm, tốc độ quay N có thể giảm theo tỷ lệ và lúc này, công suất đầu ra của trục P giảm theo mối quan hệ bậc ba. Công suất tiêu thụ của động cơ máy bơm nước gần như tỷ lệ thuận với tốc độ quay. Khi tốc độ dòng chảy yêu cầu Q giảm, tần số đầu ra của biến tần Delta có thể được điều chỉnh để giảm tốc độ động cơ n theo tỷ lệ. Lúc này, công suất P của động cơ điện sẽ giảm đáng kể theo mối quan hệ bậc ba, tiết kiệm được 40% đến 50% năng lượng so với việc điều chỉnh các vách ngăn và van, do đó đạt được mục tiêu bảo tồn năng lượng.
Ví dụ, khi thiết kế và lắp đặt máy bơm nước, người ta thường tính đến mức sử dụng tối đa và để lại một khoảng dự trữ nhất định. Tuy nhiên, trong thực tế, việc đạt được mức sử dụng tối đa rất khó khăn, dẫn đến hiện tượng "ngựa lớn kéo xe nhỏ". Các phương pháp điều chỉnh lưu lượng truyền thống được thực hiện bằng cách kiểm soát độ mở của van. Kết quả là, hiệu suất vận hành của máy bơm nước chỉ đạt 30%-60%, không chỉ gây tốn kém chi phí mà còn lãng phí năng lượng điện đáng kể.
Công nghệ điều chỉnh biến tần:
Do tải của máy bơm nước thuộc loại tải mô men vuông nên lưu lượng (Q), cột áp (H), công suất (P) và tốc độ động cơ (n) của chúng có mối quan hệ như sau
Q1/Q0=n1/n0 H1/H0=(n1/n2)^2 P1/P0=(n1/n2)^3
Q0, H0, P0, n0 là các đại lượng trong điều kiện vận hành định mức.
Q1, H1, P1 và n1 là các đại lượng trong điều kiện vận hành thực tế.
Do đó, bằng cách thay đổi tốc độ để kiểm soát lưu lượng nhằm đạt được mục tiêu thực tế, công nghệ biến tần thay đổi tốc độ động cơ bằng cách thay đổi tần số nguồn điện, và công suất thay đổi tỷ lệ thuận với lũy thừa bậc ba của tốc độ, giúp tiết kiệm năng lượng đáng kể. Hơn nữa, nó có đặc điểm vận hành đơn giản, bảo trì thuận tiện, hoạt động ổn định và dải tốc độ rộng, được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực máy bơm nước.