FREKVENTNI REGULATORI
Frekventni regulatori su uređaji koji se koriste u elektromehaničkim pogonskim sistemima za kontrolisanje brzine i obrtnog momenta trofaznih asinhronih motora. Oni pretvaraju ulazni mrežni napon i frekvenciju iz fiksiranih vrednosti u promenljive veličine.
Mnogi industrijski procesi, kao što su oni koji upotrebljavaju proizvodne trake, funkcionišu koristeći različite brzine za razičite proizvode. Ako uslovi proizvodnje zahtevaju prilagođavanje protoka pumpi ili ventilatora, promena brzine rada motora može da sačuva vise energije nego druge tehnike kontrole protoka. Oni su danas bitan i standardan industrijski proizvod. Pre pojave frekventnih regulatora bilo je nemoguće potpuno upravljati brzinom trofaznog AC motora.
Frekventni regulatori variraju u svojoj primeni i mogu se koristiti kako u malim aparatima, tako i u velikim kompresorima. Tokom poslednja četiri veka tehnologija energetske elektronike je dovela do smanjenja cene i veličine frekventnih regulatora i poboljšala je njihov učinak kroz napretke u razvoju poluprovodničkih prekidača, topologije pogona, tehnika kontrole i simulacije i kontrolnog hardvera i softvera.
UNUTRAŠNJA STRUKTURA FREKVENTNIH REGULATORA
Frekventni regulator se sastoji od ispravljača, međukola, invertora i upravljačkog kola. Ispravljač pretvara mrežni AC napon u pulsirajući DC napon. Međukolo zatim stabilizuje DC napon i stavlja ga na raspolaganje invertoru. Invertor generiše frekvenciju napona na motoru (ponovo pretvara DC u kontrolisani AC napon), dok upravljačko kolo prima i šalje signale iz ispravljača, međukola i invertora. Ovaj mikroprocesorski sistem na osnovu svojih algoritama upravljanja definiše pobudu za motor kako bi se dobio željeni odziv.
RAZLOZI ZA KORIŠĆENJE FREKVENTNIH REGULATORA
Kontrola procesa i automatizacija, kao i ušteda energije su dva osnovna razloga sa korišćenje frekventnih regulatora. Istorijski gledano, oni su isprva napravljeni u svrhu procesne kontrole, međutim, ušteda energije se pokazala podjednako bitnim ciljem.
KONTROLA
Kada govorimo o kontroli, valja napomenuti da podešavanje brzine u procesu proizvodnje pruža mnoge koristi u pogledu povećanja produktivnosti i dugovečnosti mašina. Direktnim uključenjem na mrežu motori se podvrgavaju visokom startnom momentu i jakim mehaničkim i električnim udarima, koji mogu imati i do deset puta veću vrednost od nominalne struje In.
Frekventni regulatori dozvoljavaju lagano ubrzavanje i usporavanje, čime se izbegavaju prethodnopomenuta naprezanja i nagli udari u mašinskim sklopovima. Ubrzavanje i usporavanje se postiže korišćenjem programnih rampi po kojima se povećava i smanjuje frekvencija. Kod pogona gde linearne rampe ubrzanja i zaustavljanja ne rešavaju potpuno problem trzaja (kao što je slučaj sa liftovima), frekventni regulatori dozvoljavaju opciju korišćenja eksponencijalne, S-rampe, koja dodatno poboljšava prilike kod startovanja i zaustavljanja elektromotornog pogona.
Punom kontrolom brzine se, takođe, drastično smanjuje broj startovanja i zaustavljanja mašine. Sve ove prednosti doprinose povećanju produktivnosti, životnog veka motora i smanjenju troškova održavanja.
UŠTEDA ENERGIJE
Kod mnogih motora koji rade pri fiksnim brzinama (kao što su ventilatori, pumpe, kompresori) se protok kontroliše ventilima, prigušivačima i ventilatorskim demferima, dok motor nastavlja da radi punom brzinom, a samim tim i potrošnja energije ostaje ista. Sistemi grejanja , hlađenja, ventilacije (HVAC) se obično dizajniraju prema najvećim zahtevanim vrednostima procesnih promenljivih, što znači da su predimenzionisani tokom najvećeg dela svog radnog vremena, pošto ne zahtevaju maksimalan protok, pritisak ili temperaturu , usled čega se energija troši bespotrebno.
Frekventni regulatori nam dozvoljavaju da direktno utičemo na brzinu motora, čime se može uštedeti i do 70% energije. Ova ušteda energije je posebno izražena kod ventilatora i pumpi zato što je, shodno zakonima afiniteta, snaga koja se troši proporcionalna trećem stepenu brzine. To znači da motor pri 63% brzine troši samo 25% snage koju bi koristio pri punoj brzini. Ako se brzina smanji na 50%, motor će utrošiti tek 12,5% snage.
Potrošnju energije je moguće smanjiti i na druge načine, ali nijedan nije efikasan kao frekventni regulatori. On/Off kontrola, recimo, će stvoriti pikove struje i pritiska, kao i mehaničke udare zbog stalnog isključivanja i uključivanja bez primene regulatora, što nepovoljno utiče na životni vek mašine.
