Co to jest napęd o zmiennej częstotliwości?
Napęd o zmiennej częstotliwości jest stosowany w silnikach prądu przemiennego do sterowania prędkością silnika. Chociaż ten pierwszy system jest droższy niż silnik o stałej prędkości, ten typ systemu może zapewnić oszczędności kosztów poprzez obniżenie wydatków na media i zwiększenie żywotności sprzętu. Układy napędowe o zmiennej częstotliwości zmieniają napięcie i częstotliwość silnika w celu zwiększenia lub zmniejszenia prędkości przepływu pompy.
System ten zawiera konwerter prądu przemiennego (AC) na prąd stały (DC), obwód przetwarzania DC i falownik DC na AC. Rezultatem jest zasilacz prądu przemiennego o charakterze zbliżonym do prądu przemiennego dostarczanego przez zakład energetyczny, ale z możliwością podnoszenia i obniżania napięcia i częstotliwości. Po podłączeniu do pompy silnik napędowy o zmiennej częstotliwości może zapewnić kontrolę natężenia przepływu bez użycia systemów zaworów sterujących.
Zaletą układów napędowych o zmiennej częstotliwości jest zmniejszona moc wymagana do pracy pompy przy niższych prędkościach. Nieefektywne jest uruchomienie pompy przy jednej prędkości i zmniejszenie prędkości przepływu za pomocą zaworów. Firmy użyteczności publicznej naliczają klientom opłaty za niższe współczynniki mocy lub sprawność elektryczną, a zaletą może być stosowanie układów napędowych o zmiennej częstotliwości o wyższych współczynnikach mocy.
Systemy te są stosowane w wielu różnych branżach. Niektóre procesy chemiczne mają wąskie dopuszczalne granice temperatury dla jakości produktu. Różne natężenia przepływu produktu mogą zapewnić szybszą regulację temperatury niż zmiana źródła ciepła lub chłodzenia.
Wodne wieże chłodnicze charakteryzują się dużą zmiennością przepływu wody do chłodzenia procesowego. W chłodniejsze dni wymagany jest mniejszy przepływ wody, a system o zmiennej prędkości może utrzymać wymagane temperatury przy znacznie niższych kosztach. Podłączenie sterowania silnikiem do regulatorów temperatury systemu pozwala na zwiększenie przepływu wody niezbędnego do chłodzenia.
Kolejną zaletą silników o zmiennej prędkości jest możliwość łagodnego rozruchu. Silniki podłączone do stałego napięcia uruchamiają się szybko, a w silniku występują naprężenia spowodowane nagłymi zmianami ciśnienia. Uruchomienie silnika ze sterowaniem zmienną częstotliwością pozwala silnikowi powoli zwiększać prędkość, aw układzie występują mniejsze naprężenia. Mniejszy stres może wydłużyć żywotność sprzętu i obniżyć koszty.
Większość silników elektrycznych jest chłodzona za pomocą wentylatorów podłączonych do wału napędowego silnika. Wadą układów napędowych o zmiennej częstotliwości jest utrata chłodzenia wentylatora podczas pracy z niższymi prędkościami. Ten typ układu może również powodować dodatkowe nagrzewanie uzwojeń silnika. W ciepłym klimacie może być konieczna instalacja czujników temperatury silnika lub pomocniczych wentylatorów chłodzących, aby zapobiec przegrzaniu silnika.
Silniki napędowe o zmiennej częstotliwości mogą mieć wyższy poziom hałasu niż silnik o stałej prędkości. Częstotliwość ma nieco inną postać fali prądu przemiennego niż prąd przemienny dostarczany przez narzędzie. Może to powodować wibracje uzwojeń silnika, powodując hałas, który może wzrosnąć przy niższych częstotliwościach i prędkościach silnika.