اینورترهای زیمنس نیاز به صرفه جویی در انرژی به منظور صرفه جویی در محیط زیست یک محرک کلیدی در توسعه دستگاه های کنترل سرعت است و اینورترهای زیمنس AC روش بهینه کنترل سرعت موتورهای الکتریکی را برای مطابقت با تقاضای بار ارائه می دهند. حتی تغییرات کوچک در سرعت موتور می تواند تغییرات قابل توجهی در مصرف انرژی ایجاد کند. اقتصادهای نوظهور باعث افزایش مصرف انرژی می شوند و۲۰ درصد انرژی مصرفی جهان انرژی الکتریکی است و بیش از ۵۰ درصد انرژی الکتریکی توسط موتورهای الکتریکی مصرف می شود و ۷۵ درصد اینورترهای زیمنس AC روی پمپ ها، فن ها و کمپرسورها استفاده می شوند.در صورت استفاده از اینورترهای AC در هر کاربرد مناسب، مصرف جهانی انرژی الکتریکی را می توان تا ۱۰ درصد کاهش داد.
نحوه صرفه جویی در انرژی با اینورتر (درایوهای فرکانس متغیر)
درایوهای فرکانس متغیر (اینورتر) کنترل‌کننده‌های برق الکترونیکی هستند که امکان کنترل دقیق سرعت موتورهای القایی جریان متناوب (AC) را فراهم می‌کنند که انواع ماشین‌های دوار از جمله فن‌ها، پمپ‌ها و کمپرسورها را هدایت می‌کنند. این موتورها در اکثر سیستم های گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع (HVAC) استفاده می شوند و بخش قابل توجهی از کل انرژی مصرفی HVAC را به خود اختصاص می دهند. عملکرد کارآمدتر این موتورها با استفاده از اینورتر می تواند منجر به صرفه جویی قابل توجهی در مصرف انرژی شود.
اینورتر ها چگونه کار می کنند
سرعت و گشتاور یک موتور القایی AC متناسب با فرکانس و ولتاژ منبع تغذیه آن است. از آنجایی که اکثر منابع برق در فرکانس و ولتاژ ثابت هستند، سرعت و گشتاور موتورهای القایی که مستقیماً به منبع برق معمولی متصل می شوند نیز ثابت خواهند بود. به عنوان مثال، هنگامی که برای راه اندازی یک فن HVAC استفاده می شود، به این معنی است که فن با سرعت و گشتاور ثابت نیز کار می کند.
اینورتر ها منبع برق ورودی را قطع می کنند و ولتاژ ورودی و فرکانس AC را بر اساس نیاز بار تغییر می دهند. به این ترتیب، سرعت و گشتاور موتور را می توان برای مطابقت با بار / تقاضای آن با دقت بالا تنظیم کرد. در ادامه با مثال فن HVAC، اگر تقاضا در سیستم HVAC تغییر کند، سرعت فن را می توان توسط موتور کنترل شده اینورتر تغییر داد تا با تغییر تقاضا مطابقت داشته باشد.
اینورتر ها همچنین می توانند برای راه اندازی ماشین آلات با سرعت های بالاتر از نامی برای دوره های زمانی کوتاه استفاده شوند. این کار مزایای بیشتری از نظر صرفه جویی در انرژی دارد اما باید با احتیاط مناسب انجام شود.
چگونه اینورتر ها مصرف انرژی را کاهش می دهند؟
در غیاب اینورترها، سرعت و گشتاور ثابت موتور AC به این معنی است که تجهیزاتی که این موتورها رانده می‌شوند با سرعت و گشتاور ثابت نیز کار می‌کنند و کنترل سیستم از طریق اتلاف (اتلاف) انرژی توسط ابزارهای مکانیکی حاصل می‌شود. در مورد فن HVAC، اگر تقاضای عرضه هوا کاهش یابد و انرژی ورودی از فن ثابت بماند، برای کاهش عرضه هوا به فضای مطبوع، انرژی موجود در جریان باید با استفاده از دریچه ها یا دریچه ها تلف شود. دریچه ها یا هوا باید منحرف شوند و به جای دیگری ریخته شوند. در هر صورت، انرژی برای کاهش عمدی عرضه هوا هدر می رود و بازده سیستم کاهش می یابد.
با اینورتر، خروجی سیستم (تامین هوا در این مورد) با تغییر مستقیم سرعت یا گشتاور موتور کنترل می شود. در تقاضای کم، موتور به کندی کار می کند و مصرف برق متناسب با تقاضا کاهش می یابد و در نتیجه باعث افزایش راندمان و صرفه جویی در انرژی می شود.
علاوه بر این، از آنجایی که فن با سرعت ثابت کار می کند، باید اندازه ای داشته باشد تا حداکثر تقاضای ممکن را برآورده کند. این تقاضا معمولاً فقط برای چند ساعت از سال اتفاق می‌افتد و بنابراین در بقیه زمان‌ها سیستم بزرگ‌تر است و با راندمان پایین کار می‌کند.
از آنجایی که اینورتر را می توان برای اجرای سیستم در سرعت های بالاتر از نامی استفاده کرد، کل سیستم را می توان با توجه به شرایط رایج تر اندازه گیری کرد و شرایط شدید تقاضا را می توان با اجرای سیستم با سرعت بیش از حد مورد استفاده قرار داد. بازده انرژی کلی سیستم در نتیجه بیشتر بهبود می یابد.
سرمایه گذاری با اینورترهای زیمنس :
با در نظر گرفتن تمام مزایای فوق، اینورترهای زیمنس AC سرمایه گذاری عالی را نشان می دهند به ویژه در برنامه هایی که پتانسیل صرفه جویی در انرژی بسیار بالایی دارند مانند فن ها و پمپ ها. پس با قرار دادن یک اینورتر بین منبع برق و موتور، نیرو به اینورتر وارد می شود و سپس اینورتر زیمنس قدرتی را که به موتور تغذیه می شود کنترل و تنظیم می کند. این امکان کنترل سرعت، جهت، شتاب، کاهش سرعت، گشتاور و در برخی کاربردها، موقعیت محور موتور را فراهم می کند. پس کنترل سرعت متغیر با استفاده از اینورتر AC باعث بهبود بهره وری انرژی و صرفه جویی قابل توجهی در هزینه می شود. موتورهای الکتریکی را می توان در همه اشکال و اندازه ها یافت – از بسیار کوچک (در پمپ های استخر شنا) تا بسیار بزرگ (در سیستم های محرکه کشتی). آنها نقش مهمی در افزایش کنترل فرآیند در عملیات های مختلف تولید و همچنین در حمل و نقل، جابجایی مواد و بیشتر فرآیندهای تولید دارند. کنترل سرعت بدون پله موتورها با استفاده از اینورترهای AC امکان کنترل آسان فرآیند از کمترین تا بالاترین ظرفیت را فراهم می کند. دامنه کنترل کامل، افزایش سطح شیب دار فرآیند را به سطوح پایدار امکان پذیر می کند که می تواند به سمت حداکثر سطوح طراحی افزایش یابد که منجر به بهره وری بالاتر و سودآوری بالقوه بیشتر می شود.