Hallo! Ich bin ein Lieferant von 7,5-kW-Frequenzumrichtern (Frequenzumrichter) und werde oft gefragt: „Wie viel Energie kann ein 7,5-kW-Frequenzumrichter einsparen?“ Lassen Sie uns gleich darauf eingehen und das Energiesparpotenzial dieser raffinierten Geräte aufschlüsseln.
Zunächst einmal: Was zum Teufel ist ein VFD? Ein VFD, oderVFD-Antrieb mit variabler Frequenzist eine Art Motorsteuerung, die einen Elektromotor antreibt, indem sie die dem Motor zugeführte Frequenz und Spannung variiert. Einfach ausgedrückt ermöglicht es Ihnen, die Drehzahl des Motors entsprechend Ihren Bedürfnissen zu steuern, anstatt ihn ständig mit einer festen Drehzahl laufen zu lassen.
Sprechen wir über die traditionelle Art, Motoren zu betreiben. Die meisten Motoren sind für den Betrieb mit konstanter Drehzahl ausgelegt, was in der Regel die maximale Drehzahl ist, die sie erreichen können. In vielen realen Anwendungen ist der Betrieb mit voller Geschwindigkeit jedoch nicht immer erforderlich. Beispielsweise schwankt der Wasserbedarf in einem Wasserpumpsystem im Laufe des Tages. Außerhalb der Spitzenzeiten ist der Vollbetrieb der Pumpe reine Energieverschwendung.
Hier kommt der 7,5-kW-Frequenzumrichter zum Einsatz. Durch Anpassen der Motordrehzahl kann die Leistung des Motors an die tatsächlichen Lastanforderungen angepasst werden. Die Beziehung zwischen der Leistungsaufnahme (P), der Drehzahl (N) und dem Drehmoment (T) eines Motors wird durch die Formel (P = T\times N) angegeben. Wenn Sie die Drehzahl des Motors reduzieren, sinkt der Stromverbrauch erheblich. Nach den Affinitätsgesetzen ist die Leistungsaufnahme einer Kreiselpumpe oder eines Lüfters proportional zur dritten Potenz der Drehzahl. Das heißt, wenn Sie die Drehzahl des Motors auf 80 % seiner Volldrehzahl reduzieren, verringert sich der Stromverbrauch auf etwa ((0,8)^3=0,512) oder 51,2 % der Volllastleistung.
Nehmen wir ein praktisches Beispiel. Angenommen, Sie haben einen 7,5-kW-Motor, der einen Ventilator in einer industriellen Umgebung antreibt. Läuft dieser Lüfter ständig auf Hochtouren, verbraucht er pro Stunde 7,5 Kilowatt Strom. Wenn Sie jedoch einen 7,5-kW-VFD installieren und die Geschwindigkeit an den tatsächlichen Luftstrombedarf anpassen, können Sie eine erhebliche Menge Energie einsparen.
Nehmen wir an, dass der Lüfter im Durchschnitt nur mit 60 % seiner vollen Drehzahl laufen muss. Unter Verwendung der Affinitätsgesetze beträgt der Stromverbrauch bei 60 % Geschwindigkeit ((0,6)^3\times7,5 kW = 0,216\times7,5 kW = 1,62 kW). Wenn der Lüfter 24 Stunden am Tag läuft, würde der Energieverbrauch ohne VFD (7,5 kW\times24h = 180 kWh) pro Tag betragen. Mit dem VFD würde der Energieverbrauch (1,62 kW\times24h = 38,88 kWh) pro Tag betragen. Das ist eine tägliche Energieeinsparung von (180 kWh – 38,88 kWh = 141,12 kWh).
Über einen Monat hinweg (unter der Annahme von 30 Tagen) würden die Einsparungen (141,12 kWh\times30 = 4233,6 kWh) betragen. Und wenn die Stromkosten beispielsweise 0,1 US-Dollar pro kWh betragen, würden Sie 423,36 US-Dollar pro Monat sparen. Über ein Jahr hinweg sind das satte (423,36\times12 = 5080,32 $) Energiekosten.
Ein weiterer Vorteil der Verwendung eines 7,5-kW-Frequenzumrichters ist die Sanftanlauffunktion. Wenn ein Motor direkt über der Leitung startet, zieht er einen großen Einschaltstrom, der bis zum 6- bis 8-fachen des Volllaststroms betragen kann. Dieser hohe Einschaltstrom verursacht nicht nur Spannungseinbrüche im elektrischen System, sondern belastet auch die Motorwicklungen und mechanischen Komponenten stark. Ein VFD sorgt für einen sanften Start, indem er die Frequenz und Spannung schrittweise erhöht und so den Einschaltstrom auf ein sicheres Niveau reduziert. Dies spart nicht nur Energie, sondern verlängert auch die Lebensdauer des Motors und anderer angeschlossener Geräte.
Neben Pumpen und Lüftern können 7,5-kW-VFDs auch in anderen Anwendungen wie Förderbändern, Kompressoren und Mischern eingesetzt werden. Bei einem Förderbandsystem kann die Geschwindigkeit des Bandes entsprechend der Materialflussrate angepasst werden. Wenn weniger Material transportiert werden muss, kann die Bandgeschwindigkeit reduziert werden, was zu Energieeinsparungen führt.
Mittlerweile sind verschiedene Arten von VFDs auf dem Markt erhältlich. Für einphasige Motoren können Sie Folgendes in Betracht ziehen:Antrieb mit variabler Drehzahl für Einphasenmotor. Diese Antriebe sind speziell für die Drehzahlregelung von Einphasenmotoren konzipiert, die üblicherweise in kleinen Anwendungen eingesetzt werden.
Wenn Sie in einer industriellen Umgebung arbeiten, in der die Spannungsanforderungen unterschiedlich sind, z. B. 660 V – 690 V, haben wir auch die Möglichkeit660V - 690V VFDOptionen. Diese Hochspannungs-Frequenzumrichter eignen sich für große Industriemotoren, die eine höhere Spannungsversorgung benötigen.
Wie Sie sehen, kann ein 7,5-kW-VFD in verschiedenen Anwendungen eine erhebliche Menge Energie und Geld sparen. Die genaue Höhe der Einsparung hängt unter anderem von der Art der Belastung, den Betriebsbedingungen und dem Ausmaß der Geschwindigkeitsreduzierung ab. Aber im Allgemeinen können Sie in relativ kurzer Zeit mit einer erheblichen Kapitalrendite rechnen.
Wenn Sie daran interessiert sind, mehr darüber zu erfahren, welche Vorteile ein 7,5-kW-Frequenzumrichter für Ihre spezifische Anwendung haben kann, oder bereit sind, einen Kauf zu tätigen, würde ich mich gerne mit Ihnen unterhalten. Kontaktieren Sie uns einfach und wir können Ihre Anforderungen im Detail besprechen. Lassen Sie uns zusammenarbeiten, um Ihren Betrieb energieeffizienter und kosteneffektiver zu gestalten.
Referenzen:
- „Elektromotoren und Antriebe: Grundlagen, Typen und Anwendungen“ von Austin Hughes
- Affinitätsgesetze für Pumpen und Ventilatoren, verschiedene technische Lehrbücher und Online-Ressourcen