هل يمكن توفير الطاقة فقط باستخدام محول التردد؟

Thread Content

تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة yunrun في تاريخ 17-12-2015 الساعة 14:44. يعمل محول التردد عن طريق أن يقوم مسار إدخال الطاقة بتحويل التيار المتردد الوارد إلى تيار مستمر، ثم يقوم مسار إخراج الطاقة، بناءً على الأوامر الصادرة من وحدة التحكم، بفحص البيانات المتعلقة بالتشغيل ومقارنتها وإجراء العمليات الحسابية اللازمة، ثم إرسال أوامر لتحويل التيار المستمر الناتج إلى تيار متردد بتردد معين، ومن ثم توصيله إلى المحرك. أسباب توفير الطاقة بواسطة محولات التردد: يمكن لمحول التردد أن يغير تردد الخرج بين 0 و50 هرتز، أو حتى ترددات أعلى من ذلك. يمكن معرفة ذلك من المقال التقني “كيفية فهم منحنى U_f للمحولات الفركتونية”، حيث أن انخفاض تردد المصدر يؤدي إلى انخفاض جهد المصدر أيضًا، مما يؤدي إلى انخفاض القدرة اللحظية للمحرك، وبالتالي يقل استهلاك الطاقة. في مثل هذه الحالات، يمكن لجهاز تغيير التردد أن يساعد في توفير الطاقة، لكن ذلك يتطلب شروطًا معينة، ويعتمد على الغرض من استخدام الجهاز وخصائص الحمل الذي يقوم المحرك بدفعه. يُعد توفير الطاقة عن طريق تعديل السرعة أمرًا ممكنًا في أجهزة مثل المضخات والمراوح والضواغط، حيث يكون عزم الحمل في هذه الأجهزة متناسبًا مع مربع السرعة، بينما يكون الطاقة المستهلكة متناسبًا مع مكعب السرعة. فعند انخفاض السرعة إلى النصف، يصبح عزم الحمل ربع ما كان عليه، بينما تصبح الطاقة المستهلكة ثمن ما كانت عليه. تم تصميم هذه الأجهزة لتلبية احتياجات الإنتاج وإمكانيات التوسع، وغالبًا ما يتم اختيار سعة المحركات المستخدمة في تشغيلها بناءً على أقصى معدل تدفق أو ضغط. وعادةً ما يتم تنظيم معدل التدفق أو الضغط عبر الصمامات أو الأغلفة الواقية، مما يؤدي إلى هدر الطاقة. ويمكن توفير الطاقة عن طريق استخدام جهاز تغيير التردد لتقليل سرعة المحرك وبالتالي تنظيم معدل التدفق أو الضغط. وفقًا للبيانات الإحصائية، يمكن توفير طاقة بمعدل الثلث تقريبًا، ونظرًا للنتائج الملحوظة، فقد تم استخدامه على نطاق واسع. يمكن لأجهزة تغيير التردد المستخدمة مع محركات الرياح والمضخات أن تساعد في توفير الطاقة، لكن بسبب أسباب تتعلق بالتصميم أو الأجهزة نفسها، قد تعمل محركات الرياح أو المضخات بكامل طاقتها باستمرار، مما يجعل تردد الخرج لأجهزة تغيير التردد ثابتًا عند 50 هرتز. في هذه الحالة، من المستحيل التحدث عن توفير الطاقة، لأن الوضع لا يختلف عن العمل بالتردد القياسي. يحدث توفير في استهلاك الطاقة فقط عندما يكون المعدل الفعلي لتدفق الهواء أو الماء أقل من 100% من المعدل المحدد. قام مهندسو شركة تشانغهوي للأجهزة القياسية بمقارنة استهلاك الطاقة لمروحتين بقوة 15 كيلوواط، أثناء التشغيل بالتردد المستمر وأثناء التشغيل بالتردد المتغير، حيث تم تشغيل كل مروحة لمدة ساعتين. وأظهر عداد الطاقة أن استهلاك الطاقة أثناء التشغيل بالتردد المتغير كان أعلى بكيلوواط واحد مقارنة بالتشغيل بالتردد المستمر، وهذا أمر طبيعي، لأن جهاز التحكم في التردد نفسه يستهلك طاقة أيضًا. بصراحة، لا يزال هناك خطأ في القياس، فالمقدار أقل بدرجة واحدة. هناك مشكلة أيضًا في مثل هذه القياسات، لأن التيار الخارجي لمحول التردد ليس تيارًا بتردد مستمر، بل يحتوي على توافقات ترددية عالية، ولا يمكن قياسه باستخدام الأجهزة العادية. يكون مستوى التيار الخارجي للمحول المتغير التردد أكثر موثوقية إذا تم قياسه باستخدام قيمة التيار المعروضة على لوحة تحكم المحول. لذلك، فإن القول بأن استخدام محول التردد يمكن أن يؤدي إلى توفير الطاقة، بغض النظر عن خصائص الحمل أو ظروف الاستخدام، أمر غير موثوق. علاوة على ذلك، فإن استخدام بيانات القياس من الأجهزة العادية لمقارنة توفير الطاقة يجعل الدعاية غير موثوقة أيضًا. في بعض الحالات، يتم استخدام أجهزة تغيير التردد أولاً بسبب متطلبات العملية فيما يتعلق بتشغيل المحركات وضبط سرعتها، وقد يكون توفير الطاقة مجرد نتيجة ثانوية لذلك. ومرة أخرى، لا يمكن تجاهل معدل العائد على الاستثمار؛ كلما كان المحرك أصغر، زادت حدة هذه المشكلة. هل يمكن لجهاز تغيير التردد أن يحل محل مصدر الطاقة المتغير التردد؟ لا، لا يمكن لجهاز تغيير التردد أن يحل محل مصدر الطاقة المتغير التردد! وذلك لأن هيكل الجهازين ومبادئ عملهما واستخداماتهما مختلفة. يتكون محول التردد من دوائر تعمل على تحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر ثم إلى تيار متردد مرة أخرى (باستخدام موجات تعديلية). وشكل الجهد الخارجي الناتج عنه هو موجة مربعة، كما أنه يحتوي على العديد من المكونات التوافقية. ويتغير الجهد والتردد في نفس الوقت بشكل متناسب، ولا يمكن تعديل كل منهما بشكل منفصل، وهو ما لا يتوافق مع متطلبات مصادر الطاقة المترددة. من حيث المبدأ، لا يمكن استخدامه كمصدر طاقة، فالمحول الترددي يُستخدم لتعديل سرعة المحركات ثلاثية الأطوار غير المتزامنة. يتكون مصدر الطاقة ذو التردد المتغير من دوائر تحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر، ثم إلى تيار متردد مرة أخرى، بالإضافة إلى دوائر تصفية. ويكون شكل المجال الكهربائي والتيار الناتج عنه على شكل موجة جيبية، وهو ما يجعله قريبًا جدًا من مصادر الطاقة التي تعمل بالتيار المتردد. كما يمكن لهذا المصدر أن يولد أي جهد وتردد حسب متطلبات المستخدم. إنه في الأصل مخصص ليكون مصدر طاقة.