Jaki jest powód użycia falowników zamiast transformatorów obwodów otwartych w zastosowaniach napędów o zmiennej częstotliwości?
W zastosowaniach sterowników częstotliwości (VFD), preferowane jest używanie odwracacza zamiast transformatora otwartego obwodu (znane również jako transformator liniowy) z wielu powodów. Oto główne przyczyny:
1. Regulowalna częstotliwość wyjściowa
Odwracacz: Odwracacz może generować prąd przemienny o zmiennej częstotliwości, co jest kluczową funkcją VFD. Poprzez dostosowanie częstotliwości wyjściowej można dokładnie kontrolować prędkość i moment obrotowy silnika.
Transformator otwartego obwodu: Transformator otwartego obwodu może zapewnić jedynie stałą częstotliwość wyjściową, zazwyczaj odpowiadającą częstotliwości sieci (50Hz lub 60Hz), i nie może regulować częstotliwości.
2. Wyższa efektywność
Odwracacz: Odwracacze działają przy użyciu skutecznych urządzeń przełączających (np. IGBT) i mogą osiągać wysoką efektywność, często przekraczającą 95%.
Transformator otwartego obwodu: Transformatory otwartego obwodu doświadczają strat żelaznych i miedzianych, szczególnie przy lekkim lub braku obciążenia, co prowadzi do niższej efektywności.
3. Niższy impuls początkowy
Odwracacz: Odwracacze mogą kontrolować impuls początkowy podczas startu silnika, unikając dużych szczytów prądu. To pomaga przedłużyć żywotność silnika i zmniejszyć wpływ na sieć energetyczną.
Transformator otwartego obwodu: Transformatory otwartego obwodu nie mogą kontrolować impulsu początkowego, co prowadzi do znacznych prądów startowych, które mogą spowodować spadek napięcia w sieci i zakłócać pracę innych urządzeń.
4. Szybka dynamiczna odpowiedź
Odwracacz: Odwracacze mają zdolności szybkiej dynamicznej odpowiedzi, pozwalające im szybko dostosować wyjście do zmian obciążenia. Jest to kluczowe dla zastosowań wymagających szybkiej reakcji.
Transformator otwartego obwodu: Transformatory otwartego obwodu mają wolniejszą dynamiczną odpowiedź i nie mogą szybko dostosować się do zmian obciążenia.
5. Bogate funkcje ochronne
Odwracacz: Odwracacze są zazwyczaj wyposażone w wiele funkcji ochronnych, takich jak ochrona przed przeciążeniem, ochrona przed zwarciami i ochrona przed przegrzaniem, zapewniając bezpieczne działanie systemu.
Transformator otwartego obwodu: Transformatory otwartego obwodu mają ograniczone funkcje ochronne i często wymagają zewnętrznych urządzeń ochronnych.
6. Supresja harmonicznych
Odwracacz: Nowoczesne odwracacze często zawierają filtry harmoniczne, które skutecznie supresują harmoniczne, redukując zanieczyszczenie sieci.
Transformator otwartego obwodu: Transformatory otwartego obwodu nie mogą skutecznie supresować harmonicznych, co potencjalnie degraduje jakość sieci.
7. Elastyczność i programowalność
Odwracacz: Odwracacze oferują wysoką elastyczność i programowalność, umożliwiając implementację złożonych funkcji poprzez ustawienia parametrów i programowanie, takie jak kontrola wielostopniowa i regulacja PID.
Transformator otwartego obwodu: Transformatory otwartego obwodu mają ograniczoną funkcjonalność i nie mogą osiągnąć złożonej kontroli i regulacji.
8. Wymiary i waga
Odwracacz: Odwracacze są zazwyczaj mniejsze i lżejsze, co ułatwia ich montaż i konserwację.
Transformator otwartego obwodu: Transformatory otwartego obwodu są większe i cięższe, co utrudnia ich montaż i obsługa.
9. Efektywność kosztowa
Odwracacz: Chociaż początkowe inwestycje mogą być wyższe, wysoka efektywność i oszczędności energetyczne odwracaczy mogą prowadzić do znacznych oszczędności w długiej perspektywie, zapewniając dobrą efektywność kosztową.
Transformator otwartego obwodu: Transformatory otwartego obwodu mają niższe początkowe koszty, ale ich niższa efektywność i wyższe koszty konserwacji prowadzą do wyższych długoterminowych kosztów eksploatacji.
Podsumowanie
W zastosowaniach VFD, odwracacze oferują wiele zalet w porównaniu z transformatorami otwartego obwodu, w tym regulowaną częstotliwość wyjściową, wysoką efektywność, niski impuls początkowy, szybką dynamiczną odpowiedź, bogate funkcje ochronne, supresję harmonicznych, elastyczność i programowalność, mniejsze rozmiary i wagę oraz dobrą efektywność kosztową. Te zalety sprawiają, że odwracacze są preferowanym wyborem w zastosowaniach VFD.
