Kateri so razlogi za uporabo inverterjev namesto transformatorjev z odprto vezjo v aplikacijah pogonov s spremenljivo frekvenco?

V uporabi pogostotnih menjalnikov (VFD) se namesto odprtega transformatorja (tudi linearni transformator) raje uporabljajo inverterji iz več razlogov. Tukaj so glavni razlogi:

1. Prilagodljiva izhodna frekvenca

Inverter: Inverter lahko generira napetost s spremenljivo frekvenco, kar je osnovna funkcija VFD. Z nastavljanjem izhodne frekvence se lahko natančno nadzira hitrost in vrtljivost motorja.

Odprt transformator: Odprt transformator lahko zagotovi samo fiksno frekvenčni izhod, običajno ujemajoči se z omrežno frekvenco (50Hz ali 60Hz), in ne more prilagoditi frekvence.

2. Višja učinkovitost

Inverter: Inverterji delujejo z učinkovitimi preklopniki (na primer IGBT) in lahko dosežejo visoko učinkovitost, ki običajno presega 95%.

Odprt transformator: Odprti transformatori imajo gubitke železa in bakra, še posebej pri lahkem ali brez opta, kar vodi v nižjo učinkovitost.

3. Nižji začetni tok

Inverter: Inverterji lahko nadzirajo začetni tok med zaganjanjem motorja, čeprav velike tokovne vrhove. To pomaga podaljšati življenjski čas motorja in zmanjša vpliv na električno omrežje.

Odprt transformator: Odprti transformatorji ne morejo nadzirati začetnega toka, kar vodi do velikih začetnih tokov, ki lahko povzročijo padec napetosti v omrežju in motnje drugim opremi.

4. Hitra dinamična odzivnost

Inverter: Inverterji imajo hitro dinamično odzivnost, ki jim omogoča hitro prilagoditev izhoda glede na spreminjanje opta. To je ključno za aplikacije, ki zahtevajo hitre odzive.

Odprt transformator: Odprti transformatorji imajo počasnejše dinamične odzive in ne morejo hitro prilagoditi spremembam opta.

5. Bogate varnostne funkcije

Inverter: Inverterji običajno vključujejo več varnostnih funkcij, kot so zaščita pred pretokom, krajšanje in preseganje temperature, kar zagotavlja varno delovanje sistema.

Odprt transformator: Odprti transformatorji imajo omejene varnostne funkcije in pogosto zahtevajo zunanje varnostne naprave.

6. Zadrževanje harmonik

Inverter: Moderni inverterji pogosto vključujejo filtre harmonik, ki učinkovito zadržujejo harmonike in zmanjšujejo onesnaženost omrežja.

Odprt transformator: Odprti transformatorji ne morejo učinkovito zadrževati harmonik, kar lahko vodi do degradacije kakovosti omrežja.

7. Sproščenost in programabilnost

Inverter: Inverterji ponujajo visoko stopnjo sproščenosti in programabilnosti, kar omogoča izvedbo kompleksnih funkcij preko nastavitve parametrov in programiranja, kot je nadzor višjih hitrosti in PID regulacija.

Odprt transformator: Odprti transformatorji imajo omejeno funkcionalnost in ne morejo doseči kompleksnega nadzora in regulacije.

8. Velikost in teža

Inverter: Inverterji so običajno manjši in lažji, kar olajša njihovo nameščanje in vzdrževanje.

Odprt transformator: Odprti transformatorji so večji in težji, kar nameščanje in ravnanje ovira.

9. Stroškovno učinkovitost

Inverter: Čeprav je začetna investicija morda višja, visoka učinkovitost in energijske prihranke inverterjev lahko vodijo do znatnih stroškovnih prihrankov na dolgoročno, kar zagotavlja dobro stroškovno učinkovitost.

Odprt transformator: Odprti transformatorji imajo nižje začetne stroške, vendar njihova nižja učinkovitost in višji stroški vzdrževanja vodijo do višjih dolgoročnih operativnih stroškov.

Povzetek

V aplikacijah VFD ponujajo inverterji več prednosti v primerjavi z odprtimi transformatorji, vključno s prilagodljivo izhodno frekvenco, visoko učinkovitostjo, nizkim začetnim tokom, hitrim dinamičnim odzivom, bogatimi varnostnimi funkcijami, zadrževanjem harmonik, sproščenostjo in programabilnostjo, manjšo velikostjo in težo ter dobro stroškovno učinkovitostjo. Te prednosti inverterjev jih čine preferirano izbiro za aplikacije VFD.