Promenljivi uticaj tehnologije VFD invertera u savremenim industrijskim okruženjima

Dok se polja industrijske automatizacije i energetske efikasnosti stalno razvijaju, postaje jasno da su Inverteri sa Promenljivom Frekvencijom (VFD) ostavili neizbrisiv otisak u promeni načina rada mašina i procesa. Primena savremenih elektronika i procesa upravljanja u Pretvarači VFD ide izvan poboljšanja produktivnosti, jer postoje i prednosti u smislu energetske efikasnosti i okolišne održivosti. U ovom radu proučavamo osnove, primene, prednosti i izazove na putu razvoja tehnologije invertera sa promenljivom frekvencijom.

Uvod

Promenljive frekvencijske napajanja, čija je skraćenica jednostavno VFD ili inverteri, su električna uređaja čija je funkcija modulirati brzinu i moment električnog motora kontrolisanjem frekvencije i napona snabdevajuće električne energije. Iako su ovo konvencije u tome kako tradicionalni sistemi upravljanja motorima funkcionisu, tj. na konstantnim brzinama, korišćenje VFD-ova je stvorilo nove dimenzije, jer se motori mogu voziti na brzinama odgovarajućim procesima.

Ključni komponenti i princip rada

Praćač je jedan od osnovnih komponenti VFD-a, gde se napon AC pretvara u DC kao prvi korak. Sledeći korak uključuje upotrebu invertera koji pretvara DC napom nazad u AC, međutim sa promenljivom frekvencijom i vrednostima napona. Inverter je sastavljen od prekidačkih poluprovodničkih elemenata (glavno MOSFET-ova ili IGBT-ova) čija je radnja 'uključeno' ili 'isključeno' upravljana mikroprocesorskim kontrolerom. Ovaj kontroler menja frekvenciju prekida u skladu sa radom motora kako bi bio iznad ili ispod željene razine na osnovu povratne informacije senzora za parametre brzine i opterećenja motora i drugih.

Primene tehnologije invertera VFD

Proizvodnja: U automatizovanim linijama proizvodnje, VFD-ovi se koriste za variranje obrotne brzine transportera, pumpi, ventilatora i raznih drugih mehanizama, čime se povećava efikasnost procesa dok se minimizira energija.

Sistemi HVAC: Električne pogone u sistemu upravljanja zgradom/automatizaciji omogućavaju korišćenje promenljivih frekvencijskih pogona (VFD) za rad hlađača, manipulatora vazduha i ventilatora na različitim brzinama kako bi se održao nivo udobnosti sa minimalnom potrošnjom energije.

Tretman vode i šećerene vode: Pumpe pogone promenljivom frekvencijom i agitatori pogone promenljivom frekvencijom menjaju svoju brzinu prema promenljivim stopama protoka tako da ostaje optimalno performanse i manja potrošnja.

Rudarstvo i kamenolomstvo: Aplikacije kao što su prenosne trake i drobničke koje su vrlo teške za posao mogu da rade pod kontrolom VFD-a pružajući mekno pokretanje, smanjen napornost i manje trošenje energije.

Prednosti tehnologije invertera VFD

Energetska efikasnost: Pretpostavlja se da bi se troškovi energije mogli smanjiti za do 50 posto u nekim aplikacijama kada su VFD-ovi podešeni na način koji omogućava rad mašinskih alata na najefikasnijoj brzini.

Precizna kontrola: Modulacijom brzine i momenta motora, proces je moguće kontrolisati sa vrlo visokom tačnošću, što zatim poboljšava kvalitet i uniformnost proizvoda.

Mekan početak: Promenljivi frekvencijski pogoni (VFD) čine da nije potrebno koristiti mehaničke pokretne uređaje za AC motove, što smanjuje stres na opremi i produžava životni vek motora.

Smanjen održavanje: Zbog mekane akceleracije i dekeleracije koje eliminuju naglu opterećenost mehaničkih delova, smanjuje se održavanje, popravke i neaktivno vrijeme mašine zbog popravki.

Buduća perspektiva

Zbog faktora povećanog uštede energije, veće naglasenosti na okolišnu održivost i rasta digitalizacije u industriji, upotreba tehnologije invertera promenljivih frekvencija (VFD) će još više rasti. Sa daljim razvojem kontrole snage, novih tipova kontrole i novih senzora, postiće se još veća preciznost, stabilnost i učinkovitost.