Može li frekvencijski pretvarač uštedjeti električnu energiju? Koliko će se uštedjeti?

Načelo uštede struje pretvarača frekvencije, poput pronicljive domaćice, vješto podešava potrošnju energije u domu. U nekim scenarijima može čak uštedjeti i do 40 posto, ali u drugim slučajevima može potrošiti više energije od odspojenog pretvarača ako se ne koristi ispravno. Frekvencijski pretvarač uglavnom ostvaruje uštedu energije smanjenjem tlaka malog opterećenja. Prilikom povlačenja opterećenja udaljenosti rotacije, jer promjena brzine nije velika, čak i ako se napon smanji, učinak uštede energije je relativno slab. Međutim, u okruženju ventilatora, kada je potreban mali volumen zraka, električna prilika smanjuje brzinu, a potrošnja energije ventilatora proporcionalna je 1,7 snage brzine, što znači da će udaljenost rotacije motora naglo pasti, a učinak uštede energije postaje vrlo očit.

Kada dva identična motora rade na 50 HZ, jedan koristi pretvarač frekvencije, a drugi ne. Kada brzina i moment dosegnu nazivno stanje motora, pretvarač frekvencije zapravo ne može uštedjeti energiju, ali može poboljšati faktor snage. Kada zakretni moment motora ne dosegne nazivni zakretni moment, ako je omogućen automatski rad za uštedu energije, pretvarač frekvencije može uštedjeti dio snage kroz rad snižavanja, iako ta ušteda nije značajna. Što se tiče stanja bez opterećenja, učinak uštede energije vučnog opterećenja nije očit.

Što se tiče koncepta upravljanja zatvorenom petljom, mislim da zaslužuje daljnju raspravu. Kontrola zatvorene petlje čini se preuskom i ograničenom na povratnu informaciju senzora brzine. Zapravo, kontrola zatvorene petlje pokriva širi raspon, uključujući kontrolu frekvencije tijekom vektorske kontrole, što je kontrola zatvorene petlje unutar uređaja. Nasuprot tome, V/F kontrola je kontrola otvorene petlje. Osim toga, regulacija PID regulatora povratnom spregom fizičkih veličina kao što su temperatura, tlak i brzina protoka također spada u kategoriju regulacije zatvorene petlje, a one se mogu prilagoditi pretvaračem frekvencije. Stoga ne bismo trebali ograničiti koncept upravljanja zatvorenom petljom na uski raspon.

Pod kojim okolnostima frekvencijski pretvarač može stvarno uštedjeti energiju? Prije svega, moramo pojasniti činjenicu da se ne radi o štedljivom pretvaraču koji se može postići u svim prilikama. Zapravo, u nekim slučajevima, uporaba pretvarača frekvencije možda neće donijeti značajan učinak uštede energije. Osim toga, kao dio elektroničkog sklopa, sam frekvencijski pretvarač također troši određenu količinu električne energije, obično oko 3-5% njegove nazivne snage.

Međutim, kada pretvarač štedi energiju, radi na frekvenciji napajanja. Međutim, da bi se postigla ova funkcija, sljedeća tri uvjeta moraju biti ispunjena: Prvo, oprema mora biti velike snage i uglavnom se koristi za opterećenje ventilatora/pumpe; drugo, sam uređaj mora imati funkciju uštede energije, što obično zahtijeva softversku podršku; konačno, oprema treba dugotrajno kontinuirano raditi. Samo pod ovim premisama, možemo doista doživjeti učinak uštede energije pretvarača frekvencije.

Dakle, pri korištenju pretvarača frekvencije, kolika je početna struja motora i početni moment? Kada se motor pokrene preko pretvarača frekvencije, s ubrzanjem motora, frekvencija i napon će se također povećati u skladu s tim. Ovo ograničava početnu struju na manje od 150% nazivne struje (određene vrijednosti mogu varirati od 125% do 200%). Nasuprot tome, kod izravnog pokretanja s izvorom napajanja frekvencije, početna struja može biti čak 6-7 puta veća od nazivne struje, što može uzrokovati veliki mehanički i električni udar. S pokretanjem pretvarača frekvencije može se ostvariti glatki proces pokretanja (iako će vrijeme pokretanja biti duže), a početna struja i početni moment bit će stabilniji. Točnije, početna struja je obično 1,2-1,5 puta veća od nazivne struje, a početni moment je 70% -120% nazivnog momenta. Za pretvarač frekvencije s funkcijom automatskog povećanja zakretnog momenta, početni zakretni moment može čak premašiti 100%, čime se omogućuje pokretanje motora u stanju punog opterećenja.

Osim toga, ponekad u istom postrojenju, kada se veliki motor pokrene, to može uzrokovati prestanak rada obližnjeg radnog pretvarača frekvencije. To je zato što motor stvara struju pokretanja koja odgovara njegovom kapacitetu, što dovodi do pada napona u transformatoru na strani statora motora. Kada je kapacitet motora velik, utjecaj ovog pada napona također je očitiji. Stoga se pretvarač spojen na isti transformator može pogrešno procijeniti kao podnapon ili trenutni zastoj, što aktivira zaštitnu funkciju (IPE) i uzrokuje prestanak rada pretvarača.

Konačno, postoje neka ograničenja u smjeru ugradnje pretvarača frekvencije. Budući da je struktura unutar i stražnje strane pretvarača dizajnirana da optimizira učinak hlađenja, odnos ventilacije između gornjeg i donjeg dijela također je vrlo važan. Za pretvarač frekvencije jediničnog tipa, bilo da je ugrađen u disk ili visi na zidu, treba ga postaviti okomito i zadržati okomito stanje što je više moguće. Ovo osigurava da se toplina unutar frekventnog pretvarača može glatko isprazniti, kako bi se održao njegov stabilan rad.

Pod kojim okolnostima pretvarač frekvencije može uštedjeti električnu energiju? Odgovor je da kada motor radi ispod nazivne frekvencije, pretvarač prilagođava brzinu rada motora prema stvarnom zahtjevu opterećenja, kako bi se izbjeglo rasipanje energije. Dakle, ako se motor izravno postavi na frekvenciju fiksne frekvencije, a ne na meki start, je li to u redu? Odgovor je da je to izvedivo u slučajevima niske frekvencije, ali ako je frekvencija previsoka, blizu uvjeta da se napajanje frekvencije snage izravno pokreće, tada prevelika struja pokretanja može premašiti nosivost frekvencijskog pretvarača, što rezultira nemogućnošću pokretanja motora.

Na koje probleme trebamo obratiti pozornost kada motor radi preko 60Hz? Prvo, potrebno je procijeniti izvedivost rada strojeva i uređaja pri ovoj velikoj brzini, uključujući čimbenike kao što su mehanička čvrstoća, buka i vibracije. Drugo, motor ulazi u raspon konstantne izlazne snage, a njegov izlazni okretni moment mora biti u stanju održati zahtjev za radom, posebno ako je izlazna snaga ventilatora i pumpe proporcionalna kubnoj brzini. Osim toga, rad pri velikoj brzini može utjecati na vijek trajanja ležaja, što također treba u potpunosti uzeti u obzir. Na kraju, razgovarajte o motorima iznad srednjeg kapaciteta, posebno o 2-polnim motorima, kada rade iznad 60Hz.

Može li pretvarač pokretati motor s reduktorom? Odgovor nije apsolutan, potrebno ga je ocijeniti prema strukturi i načinu podmazivanja reduktora. Općenito govoreći, najveća granična frekvencija zupčanika može se smatrati 70~80Hz. Kontinuirani rad pri maloj brzini može uzrokovati oštećenje zupčanika prilikom podmazivanja uljem. Što se tiče toga može li pretvarač pogoniti jednofazni električni generator, je li moguće koristiti jednofazno napajanje? Odgovor se ne preporučuje. Za jednofazni regulatorski prekidač za pokretanje stroja, ispod radne točke, pomoćni namot može biti spaljen; dok kod motora za pokretanje ili rad kondenzatora može biti inducirana eksplozija kondenzatora. Naravno, postoje i frekvencijski pretvarači malog kapaciteta koji za rad mogu koristiti jednofazno napajanje.

Što se tiče snage koju troši sam pretvarač, ona je povezana s vrstom pretvarača, radnim stanjem, frekvencijom korištenja i drugim čimbenicima, a konkretnu vrijednost je teško generalizirati. Ali općenito govoreći, učinkovitost pretvarača frekvencije ispod 60Hz je oko 94%~96%. Za unutarnji regenerativni kočni pretvarač, ako se uzme u obzir gubitak kočenja, potrošnja energije će se povećati, što zahtijeva posebnu pozornost pri dizajnu radne ploče.

Zašto ne može raditi kontinuirano u cijelom području 6-60 Hz? To je zato što opći motor za hlađenje koristi vanjski ventilator na osovini ili oštricu na krajnjem prstenu rotora. Kada se brzina smanji, učinak hlađenja će se smanjiti, što rezultira time da motor ne može podnijeti istu toplinu kao rad velikom brzinom. Da bi se riješio ovaj problem, potrebno je smanjiti moment opterećenja pri maloj brzini, ili koristiti veći kapacitet kombinacije pretvarača frekvencije i motora, ili čak koristiti poseban motor.

Kada se koristi motor s kočnicom, napajanje uzbudnog kruga kočnice mora se uzeti s ulazne strane pretvarača frekvencije. Ako se kočnica pomakne dok je pretvarač u izlaznoj snazi, prekostruja će se prekinuti. Stoga je potrebno pomaknuti kočnicu nakon što frekventni pretvarač zaustavi izlaz.

Ako želite koristiti motor s kondenzatorom za poboljšanje faktora snage, ali motor se ne može pokrenuti, razlog može biti taj što struja pretvarača teče u kondenzator kako bi se poboljšao faktor snage, što rezultira strujom punjenja kondenzatora i prekomjernom strujom pretvarača. Rješenje je uključiti kondenzator nakon uklanjanja ili pristupiti AC reaktoru na ulaznoj strani pretvarača kako bi se poboljšao faktor snage.

Što se tiče životnog vijeka pretvarača frekvencije, iako je to statički uređaj, ali postoje i takvi kao što su kondenzator filtera, ventilator za hlađenje i drugi uređaji potrošnje. Redovitim održavanjem i održavanjem ovih uređaja očekuje se radni vijek pretvarača više od 10 godina.