ในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมที่มีการแข่งขันสูงในปัจจุบัน การเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานและการควบคุมกระบวนการไม่เพียงแต่เป็นข้อได้เปรียบเท่านั้น แต่ยังเป็นสิ่งจำเป็นอีกด้วย หัวใจของการเปลี่ยนแปลงนี้คืออุปกรณ์อันทรงพลัง:ตัวแปลงความถี่หรือที่เรียกว่าไดรฟ์ความถี่ตัวแปร (VFD)
Aตัวแปลงความถี่โดยทั่วไปเรียกว่าไดรฟ์กระแสสลับหรือไดรฟ์ความถี่แปรผัน (VFD) เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังขั้นสูงที่ออกแบบมาเพื่อควบคุมความเร็วและแรงบิดของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ซึ่งสามารถทำได้โดยการเปลี่ยนความถี่และแรงดันไฟฟ้าของกำลังที่จ่ายให้กับมอเตอร์ ในการใช้งานความเร็วคงที่แบบดั้งเดิม มอเตอร์ที่เชื่อมต่อโดยตรงกับแหล่งจ่ายไฟหลักจะทำงานที่ความเร็วคงที่ ซึ่งมักจะส่งผลให้สูญเสียพลังงานจำนวนมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบที่การไหลหรือความดันจำเป็นต้องได้รับการควบคุมโดยอุปกรณ์ทางกล เช่น วาล์วหรือแดมเปอร์
การทำงานพื้นฐาน การทำงานพื้นฐานของชุดขับเคลื่อนแบบปรับความเร็วได้ประกอบด้วยกระบวนการเปลี่ยนเกียร์สองขั้นตอน
ขั้นแรก กำลังไฟ AC ความถี่คงที่ขาเข้า (เช่น 50/60 Hz) จะถูกแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสตรง (DC) โดยส่วนประกอบที่เรียกว่าวงจรเรียงกระแส จากนั้นไฟ DC จะถูกปรับให้เรียบและกรองก่อนที่จะ "กลับ" กลับไปเป็นไฟ AC โดยส่วนอินเวอร์เตอร์
สิ่งสำคัญที่สุดคือ ความถี่และแรงดันไฟฟ้าของเอาต์พุต AC ใหม่นี้สามารถควบคุมได้อย่างแม่นยำด้วยไมโครโปรเซสเซอร์ของอินเวอร์เตอร์ คุณลักษณะนี้ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถปรับความเร็วของมอเตอร์ให้ตรงกับข้อกำหนดในการประมวลผล ซึ่งเป็นรากฐานสำคัญของศักยภาพในการประหยัดพลังงาน
วงจรเรียงกระแส: แปลงอินพุต AC สามเฟสหรือเฟสเดียวเป็น DC
บัส DC (พร้อมตัวกรอง): กำลังไฟ DC ที่ใช้ตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำเพื่อจัดเก็บและทำให้การเปลี่ยนแปลงราบรื่น
ตัวแปลงความถี่: แกนหลักของตัวแปลงความถี่ ทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์เกทหุ้มฉนวน (IGBT) ใช้เพื่อเปิดและปิดแหล่งจ่ายไฟ DC ที่ความถี่สูงมาก
หน่วยไมโครโปรเซสเซอร์ (MPU): สมองที่ควบคุมการทำงานทั้งหมด ดำเนินการอัลกอริธึมควบคุม และประมวลผลสัญญาณจากหน่วยตรวจจับ
อินเทอร์เฟซการควบคุม: ช่วยให้สามารถตั้งค่าพารามิเตอร์ การตรวจสอบ และบูรณาการเข้ากับระบบควบคุมที่กว้างขึ้น
ประหยัดพลังงานได้มาก (20-50%):นี่เป็นข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดของโหลดแบบแรงเหวี่ยง เช่น พัดลมและปั๊ม กฎความสัมพันธ์ระบุว่ากำลังไฟฟ้าที่ใช้โดยปั๊มหรือพัดลมนั้นแปรผันตามกำลังสามของความเร็วของมัน ความเร็วที่ลดลง 20% จะช่วยลดการใช้พลังงานได้เกือบ 50% ไดรฟ์ SPX ใช้อัลกอริธึมขั้นสูงเพื่อจับคู่เอาท์พุตของมอเตอร์กับความต้องการโหลดที่แม่นยำแบบเรียลไทม์
การควบคุมกระบวนการที่แม่นยำ:นอกเหนือจากการเปลี่ยนแปลงความเร็วง่ายๆ แล้ว โหมดควบคุมเวกเตอร์ยังช่วยให้สามารถปรับความเร็วและแรงบิดได้อย่างแม่นยำ สิ่งนี้ช่วยปรับปรุงคุณภาพผลิตภัณฑ์ รักษาเสถียรภาพของสายการผลิต และลดของเสียในอุตสาหกรรม เช่น สิ่งทอ การตัดเฉือน และบรรจุภัณฑ์
ลดความเครียดทางกลและการบำรุงรักษา:ตัวแปลงความถี่ช่วยให้สตาร์ทได้อย่างนุ่มนวลเพื่อค่อยๆ เพิ่มความเร็วของมอเตอร์ ซึ่งช่วยลดกระแสไหลเข้าที่สูงสำหรับการสตาร์ทแบบออนไลน์โดยตรง (เน้นระบบไฟฟ้า) และป้องกันการกระตุกของแรงบิดกะทันหันที่อาจส่งผลต่อสายพาน เกียร์ และแบริ่ง นอกจากนี้ยังหลีกเลี่ยงผลกระทบจาก "ค้อนน้ำ" ที่สร้างความเสียหายในระบบสูบน้ำ
ยืดอายุอุปกรณ์:ด้วยการทำงานของมอเตอร์ภายใต้สภาวะที่ได้รับการควบคุม หลีกเลี่ยงความร้อนเกินพิกัด ความเครียดทางไฟฟ้า และแรงกระแทกทางกล VFD ช่วยยืดอายุการใช้งานของมอเตอร์และอุปกรณ์ขับเคลื่อนได้อย่างมาก
ระบบปรับอากาศ:ควบคุมความเร็วพัดลมในเครื่องปรับอากาศและความเร็วปั๊มในระบบน้ำเย็น/ร้อนเพื่อการควบคุมสภาพอากาศที่เหมาะสมที่สุดและประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูงสุดในอาคารพาณิชย์
น้ำและการบำบัดน้ำเสีย:ปรับความเร็วปั๊มในการกรอง เครื่องเป่าลม และระบบจ่ายสารเพื่อตอบสนองความต้องการที่เปลี่ยนแปลง ทำให้มั่นใจได้ถึงความเสถียรของกระบวนการพร้อมทั้งลดการใช้พลังงานให้เหลือน้อยที่สุด
การจัดการวัสดุ:ให้การเร่งความเร็วและการชะลอตัวที่ราบรื่นสำหรับสายพานลำเลียง เครน และลิฟต์ ปรับปรุงความปลอดภัย ความแม่นยำในการวางตำแหน่ง และลดการรั่วไหลของผลิตภัณฑ์
เครื่องมือกลและการผลิต:ให้การควบคุมความเร็วของสปินเดิลที่แม่นยำสำหรับแมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์ ประสานงานการเคลื่อนที่สำหรับสายการผลิตอัตโนมัติ และปรับปรุงคุณภาพและผลผลิตของผลิตภัณฑ์
พลังงานทดแทน:เพิ่มการใช้พลังงานลมเป็นส่วนประกอบสำคัญในระบบ เช่น กังหันลม
