Come fornitore di unità a frequenza variabile a 7,5 kW (VFD), mi viene spesso chiesto di essere il principi di risparmio energetico dietro questi dispositivi. In questo blog, approfondirò l'energia chiave - i principi di risparmio di un VFD da 7,5 kW, facendo luce su come possono contribuire a significativi risparmi energetici in varie applicazioni.
Controllo a velocità variabile
Uno dei principi di risparmio di energia fondamentale di un VFD da 7,5 kW è la sua capacità di controllare la velocità di un motore elettrico. I motori a velocità fissa tradizionali funzionano a una velocità costante, indipendentemente dai requisiti di carico effettivi. Ciò significa che anche quando il carico è leggero, il motore consuma ancora una quantità significativa di energia.
Un VFD da 7,5 kW, d'altra parte, può regolare la velocità del motore in base alla domanda di carico. La relazione tra consumo di energia motoria, velocità e coppia è regolata dalle leggi di affinità. Per una pompa centrifuga o una ventola, il consumo di energia è proporzionale al cubo della velocità. Matematicamente, (p_2 = p_1 \ tempes (\ frac {n_2} {n_1})^3), dove (p_1) e (p_2) sono i consumi di corrente a velocità (n_1) e (n_2) rispettivamente.
Ad esempio, se la velocità di un motore è ridotta del 20% (da (n_1) a (n_2 = 0.8n_1)), il consumo di energia sarà (p_2 = p_1 \ tempi (0,8)^3 = 0,512p_1). Ciò significa che il motore consumerà solo circa il 51,2% della potenza che consumerebbe a tutta velocità, con conseguente sostanziale risparmio energetico.
In applicazioni industriali come i sistemi di pompaggio dell'acqua e i sistemi HVAC (riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria), in cui i requisiti di carico variano durante il giorno, un VFD da 7,5 kW può regolare la velocità del motore per soddisfare la domanda effettiva. Ciò garantisce che il motore non sia finito, lavorando e consumando energia non necessaria, portando a un significativo risparmio sui costi nel tempo.
Soft Start and Stop
Un'altra caratteristica di energia importante: il risparmio di un VFD da 7,5 kW è la sua capacità di fornire un inizio morbido e fermarsi per il motore. Quando un motore tradizionale viene avviato direttamente, disegna una grande corrente di infraspazio, che può essere fino a 6 - 8 volte la corrente nominale del motore. Questa elevata corrente di increspatura non solo consuma una grande quantità di energia, ma pone anche una stress significativa sul motore e sul sistema elettrico.
Un VFD da 7,5 kW aumenta gradualmente la tensione e la frequenza per avviare il motore, riducendo la corrente di invoscio a un livello molto più basso, in genere circa 1,5 - 2 volte la corrente nominale. Ciò non solo risparmia energia durante il processo di partenza, ma estende anche la durata del motore e altri componenti elettrici.
Allo stesso modo, durante il processo di arresto, un VFD può gradualmente ridurre la velocità del motore, piuttosto che tagliare bruscamente la potenza. Questa decelerazione regolare riduce la sollecitazione meccanica sul motore e sull'attrezzatura collegata e impedisce anche la generazione di energia in eccesso che altrimenti sarebbe sprecata come calore o vibrazioni meccaniche.
Correzione del fattore di potenza
Il fattore di potenza è un parametro importante nei sistemi elettrici. Misura l'efficienza dell'uso di energia elettrica. Un fattore di potenza basso significa che una parte significativa della potenza elettrica viene sprecata sotto forma di potenza reattiva.
La maggior parte dei motori industriali ha un fattore di potenza relativamente basso, specialmente quando si opera a carichi parziali. Un VFD da 7,5 kW può migliorare il fattore di potenza del motore controllando la tensione e le forme d'onda di corrente. Regolando la relazione di fase tra la tensione e la corrente, il VFD può ridurre il consumo di energia reattiva e aumentare il fattore di potenza complessivo.
Un fattore di potenza più elevato significa che più energia elettrica fornita al motore viene utilizzata per un lavoro utile, piuttosto che essere sprecati. Ciò non solo consente di risparmiare energia, ma riduce anche la domanda sulla rete elettrica e può comportare bolle di elettricità più basse, poiché molte aziende di servizi pubblici addebitano per un basso fattore di potenza.
Energia - algoritmi di controllo efficienti
I moderni VFD da 7,5 kW sono dotati di algoritmi di controllo efficienti di energia avanzati. Questi algoritmi monitorano continuamente le condizioni operative del motore, come velocità, coppia e consumo di energia, e regolano di conseguenza i parametri di uscita del VFD.
Ad esempio, alcuni VFD utilizzano una tecnica chiamata Flux Vector Control. Questo metodo di controllo consente un controllo preciso del flusso magnetico del motore e della coppia, garantendo che il motore funzioni nel punto più efficiente in tutte le condizioni di carico. Ottimizzando il campo magnetico all'interno del motore, il VFD può ridurre le perdite del motore e migliorare la sua efficienza complessiva.
Un altro algoritmo comune è la funzione di ottimizzazione dell'energia automatica. Questa funzione regola automaticamente la tensione e la frequenza di uscita del VFD in base alla domanda di carico per ridurre al minimo il consumo di energia. Quando il carico è leggero, il VFD riduce la tensione e la frequenza al motore, pur mantenendo la velocità e la coppia richieste. Ciò garantisce che il motore stia funzionando al massimo livello di energia in ogni momento.
Applicazioni e risparmi energetici
L'energia - i principi di risparmio di un VFD da 7,5 kW lo rendono adatto per una vasta gamma di applicazioni. Nel settore industriale, può essere utilizzato in sistemi di trasporto, compressori e miscelatori. Ad esempio, in un sistema di trasporto, il carico sul motore varia a seconda della quantità di materiale da trasportare. Un VFD da 7,5 kW può regolare la velocità del motore per abbinare il carico, con conseguente significativo risparmio energetico.
Nel settore commerciale, i VFD sono comunemente utilizzati nei sistemi HVAC. Le unità di movimentazione dell'aria e le pompe dell'acqua refrigerata in grandi edifici hanno spesso requisiti di carico variabili. Utilizzando un VFD da 7,5 kW per controllare i motori di questi sistemi, i proprietari di edifici possono ridurre il consumo di energia e i costi operativi.
Nel settore residenziale, i VFD possono essere utilizzati in applicazioni come le pompe della piscina. Queste pompe in genere funzionano per lunghi periodi e un VFD da 7,5 kW può regolare la velocità della pompa in base all'utilizzo della piscina, risparmiando una notevole quantità di energia nel tempo.
Conclusione
In conclusione, il VFD da 7,5 kW offre diversi principi di risparmio di energia che possono portare a significativi risparmi sui costi e benefici ambientali. Attraverso il controllo della velocità variabile, l'avvio e l'arresto soft, la correzione del fattore di potenza e gli algoritmi di controllo avanzato, questi dispositivi possono ottimizzare il consumo di energia dei motori elettrici in varie applicazioni.
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Riferimenti
- Chapman, SJ (2012). Fondamenti di macchinari elettrici. McGraw - Hill.
- Bose, BK (2002). Elettronica di alimentazione e unità AC. Prentice Hall.
- Mohan, N., Underland, TM e Robbins, WP (2012). Elettronica di potenza: convertitori, applicazioni e design. Wiley.