Als Lieferant von 7,5 kW variablen Frequenz -Laufwerken (VFDs) werde ich häufig nach den Energiesparprinzipien hinter diesen Geräten gefragt. In diesem Blog werde ich mich mit der wichtigsten Energie eintauchen - Prinzipien eines 7,5 -kW -VFD, um zu beleuchten, wie sie zu erheblichen Energieeinsparungen in verschiedenen Anwendungen beitragen können.
Variable Geschwindigkeitsregelung
Eine der grundlegenden Energie - Einsparungsprinzipien eines 7,5 -kW -VFD ist die Fähigkeit, die Geschwindigkeit eines Elektromotors zu steuern. Traditionelle feste Geschwindigkeitsmotoren laufen unabhängig von den tatsächlichen Lastanforderungen mit konstanter Geschwindigkeit. Dies bedeutet, dass der Motor selbst, wenn die Last leicht ist, immer noch eine erhebliche Menge an Energie verbraucht.
Ein 7,5 -kW -VFD kann dagegen die Motordrehzahl entsprechend dem Lastbedarf einstellen. Die Beziehung zwischen motorischen Stromverbrauch, Geschwindigkeit und Drehmoment unterliegt den Affinitätsgesetzen. Für eine Zentrifugalpumpe oder einen Lüfter ist der Stromverbrauch proportional zum Geschwindigkeitswürfel. Mathematisch (p_2 = p_1 \ times (\ frac {n_2} {n_1})^3), wobei (p_1) und (p_2) die Leistungskonsumptionen mit Geschwindigkeiten (n_1) bzw. (n_2) sind.
Wenn beispielsweise die Geschwindigkeit eines Motors um 20% reduziert wird (von (n_1) nach (n_2 = 0,8n_1)), ist der Stromverbrauch (p_2 = p_1 \ mal (0,8)^3 = 0,512p_1). Dies bedeutet, dass der Motor nur etwa 51,2% der Stromversorgung konsumiert, die mit voller Geschwindigkeit konsumiert wird, was zu erheblichen Energieeinsparungen führt.
In industriellen Anwendungen wie Wasserpumpensystemen und HLK -Systemen (Heizung, Belüftung und Klimaanlage), wobei die Lastanforderungen im Laufe des Tages variieren, kann ein VFD von 7,5 kW die Motordrehzahl an den tatsächlichen Bedarf anpassen. Dies stellt sicher, dass der Motor nicht zu Ende ist - und unnötige Energie verbraucht, was zu erheblichen Kosteneinsparungen im Laufe der Zeit führt.
Weicher Start und Stopp
Eine weitere wichtige Energie - Einsparungsfunktion eines 7,5 -kW -VFD ist die Fähigkeit, einen weichen Start zu bieten und den Motor zu stoppen. Wenn ein herkömmlicher Motor direkt gestartet wird, zeichnet er einen großen Einschaltstrom, der bis zu 6 bis 8 -mal so hoch sein kann, dass der Motorsstrom bewertet wird. Dieser hohe Einbruchstrom verbraucht nicht nur eine große Menge an Energie, sondern legt auch eine erhebliche Belastung des Motors und des elektrischen Systems.
Eine 7,5 -kW -VFD steigt allmählich auf Spannung und Frequenz, um den Motor zu starten, und reduziert den Inschubstrom auf einen viel niedrigeren Niveau, typischerweise etwa das 1,5 bis 2 -fache des Nennstroms. Dies spart nicht nur während des Startprozesses Energie, sondern erweitert auch die Lebensdauer des motorischen und anderen elektrischen Komponenten.
In ähnlicher Weise kann ein VFD während des Stoppprozesses die Geschwindigkeit des Motors allmählich reduzieren, anstatt die Leistung abrupt abzuschneiden. Diese glatte Verzögerung verringert die mechanische Beanspruchung des Motors und der angeschlossenen Geräte und verhindert auch die Erzeugung von überschüssiger Energie, die ansonsten als Wärme oder mechanische Schwingungen verschwendet werden würde.
Leistungsfaktorkorrektur
Der Leistungsfaktor ist ein wichtiger Parameter in elektrischen Systemen. Es misst die Effizienz des Stromverbrauchs. Ein niedriger Leistungsfaktor bedeutet, dass ein signifikanter Teil der elektrischen Leistung in Form von Reaktive verschwendet wird.
Die meisten industriellen Motoren haben einen relativ geringen Leistungsfaktor, insbesondere bei Teillasten. Ein 7,5 -kW -VFD kann den Leistungsfaktor des Motors verbessern, indem die Spannung und die Stromwellenformen gesteuert werden. Durch die Anpassung der Phasenbeziehung zwischen Spannung und Strom kann die VFD den Reaktivierungsverbrauch verringern und den Gesamtleistungspunkt erhöhen.
Ein höherer Leistungsfaktor bedeutet, dass mehr elektrischer Strom, die dem Motor geliefert werden, für nützliche Arbeiten verwendet wird, als für die Verschwendung. Dies spart nicht nur Energie, sondern verringert auch die Nachfrage nach dem elektrischen Netz und kann zu niedrigeren Stromrechnungen führen, da viele Versorgungsunternehmen einen niedrigen Leistungsfaktor berechnen.
Energie - Effiziente Kontrollalgorithmen
Moderne 7,5 -kW -VFDs sind mit fortschrittlicher Energie ausgestattet - effiziente Kontrollalgorithmen. Diese Algorithmen überwachen kontinuierlich die Betriebsbedingungen des Motors wie Geschwindigkeit, Drehmoment und Stromverbrauch und passen die Ausgangsparameter der VFD entsprechend an.
Beispielsweise verwenden einige VFDs eine Technik namens Flux Vector Control. Diese Kontrollmethode ermöglicht eine präzise Steuerung des Magnetflusses und des Drehmoments des Motors und sorgt dafür, dass der Motor unter allen Lastbedingungen an seinem effizientesten Punkt arbeitet. Durch die Optimierung des Magnetfelds im Motor kann die VFD die Verluste des Motors verringern und die Gesamteffizienz verbessern.
Ein weiterer häufiger Algorithmus ist die automatische Energieoptimierungsfunktion. Diese Funktion passt automatisch die Ausgangsspannung und Frequenz des VFD anhand des Lastbedarfs an, um den Energieverbrauch zu minimieren. Wenn die Last leicht ist, reduziert die VFD die Spannung und die Frequenz zum Motor und hält die erforderliche Geschwindigkeit und das erforderliche Drehmoment weiter. Dies stellt sicher, dass der Motor zu jeder Zeit in seiner Energie effizient ist.
Anwendungen und Energieeinsparungen
Die Energieeinsparungsprinzipien eines 7,5 -kW -VFD machen es für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet. Im Industriesektor kann es in Fördersystemen, Kompressoren und Mixern verwendet werden. In einem Fördersystem variiert beispielsweise die Last des Motors je nach Transportmenge. Ein 7,5 -kW -VFD kann die Motordrehzahl an die Last einstellen, was zu erheblichen Energieeinsparungen führt.
Im kommerziellen Sektor werden VFDs üblicherweise in HLK -Systemen verwendet. Lufthandhabungseinheiten und gekühlte Wasserpumpen in großen Gebäuden haben häufig variable Lastanforderungen. Durch die Verwendung eines 7,5 -kW -VFD zur Steuerung der Motoren dieser Systeme können Gebäudeeigentümer ihren Energieverbrauch und ihre Betriebskosten senken.
Im Wohnsektor können VFDs in Anwendungen wie Schwimmbadpumpen verwendet werden. Diese Pumpen laufen normalerweise über lange Zeiträume, und ein VFD von 7,5 kW kann die Pumpengeschwindigkeit basierend auf der Verwendung des Pools einstellen und im Laufe der Zeit eine beträchtliche Menge Energie einsparen.
Abschluss
Zusammenfassend bietet der 7,5 -kW -VFD mehrere Energieersparprinzipien, die zu erheblichen Kosteneinsparungen und Umweltvorteilen führen können. Durch variable Geschwindigkeitsregelung, Softstart und Stopp, Leistungsfaktorkorrektur und erweiterte Steuerungsalgorithmen können diese Geräte den Energieverbrauch von Elektromotoren in verschiedenen Anwendungen optimieren.
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Referenzen
- Chapman, SJ (2012). Grundlagen für elektrische Maschinen. McGraw - Hill.
- Bose, BK (2002). Leistungselektronik und Wechselstromantriebe. Prentice Hall.
- Mohan, N., Uneland, TM & Robbins, WP (2012). Leistungselektronik: Konverter, Anwendungen und Design. Wiley.