A frekvenciaváltók jövőbeli alkalmazásai
Az ipari működés és az automatizálás alapvető elemei a frekvenciaváltók. Ezek az elektromos eszközök lehetővé teszik a motorok forgatónyomatékának és sebességének a szabályozását úgy, hogy a kimenő feszültséget és a frekvenciát módosítják. Ebből adódóan hasznos és effektív elemei a különféle berendezéseknek, gyártógépeknek, orvosdiagnosztikai megoldásoknak; de akár még a megújuló energiaforrások kinyerésénél is fontos szerepet kaphatnak.
Előnyeik közé tartozik, hogy az inverterek finom sebességszabályozásra képesek, ezáltal rendkívül precízzé és energiahatékonnyá teszi a motorokat. Éppen ezért a legtöbb iparágban előfordulnak, ráadásul meghatározó rendeltetésük lehet a jövőbeni fejlesztéseknél.
Potenciális iparágak és ágazatok, amelyek profitálhatnak
A frekvenciaváltók alkalmazásával az üzemek a különféle iparágakban sokkal effektívebb és automatizáltabb munkavégzésre képesek. Az adott motorokban rejlő képességeket ugyanis az inverterekkel lehet megfelelő módon kiaknázni, illetve a szabályozással a legtöbb művelet elvégezhetővé és akár variálhatóvá válik. Elsősorban milyen területeken alkalmazzák a frekvenciaváltókat?
Megújuló energiaforrások
Napjainkban egyre nagyobb hangsúlyt kapnak a megújuló energiaforrások, mint például a víz- és szélenergia kitermelése, valamint a napelemes megoldások. Az energia kinyeréséhez azonban szükség van a frekvenciaváltókra, hiszen a megtermelt áram így juttatható el a kisebb-nagyobb erőművektől a hálózathoz. A kinyert energia ugyanis egyenáramként jelenik meg a rendszerben, amit szükséges a háztartásokban használható váltakozó árammá alakítani.
A megújuló energiaforrások, például a szél-, víz- és a napenergia, növekvő elterjedésével tehát a frekvenciaváltók döntő szerepet játszanak e források hálózatba való integrálásában. Mindemellett kulcsfontosságúak lesznek a megújuló energiaforrások intelligens hálózatokba történő integrálásában, hiszen az okos vezérléssel sokkal hatékonyabbá válhat az energia felhasználása is; főleg a járműtöltőkben.
Szerszámgépek és ipari automatizálás
A CNC berendezések esetén rendkívül fontos, hogy az adott gyártógép különböző műveleteket végezhessen. A megmunkálás sokrétű és összetett feladatsort igényel, amihez szükség van a motor szabályozására. A frekvenciaváltók segítségével így a motor vezérelhetővé válik: a sebesség mellett a pontos helyzetben történő megállítás és az onnan való elindítás is kivitelezhető lesz.
Orvostechnikai megoldások
A kritikus orvosi berendezések, diagnosztikai gépek és egyéb eszközök tápellátása is profitálhat a frekvenciaváltók használatából. A legtöbb kórházi orvostechnikai eszközt 230V-os tápegység táplálja, de a háztartásokban is használnak ilyen berendezéseket. Ezek számára alkalmazhatóak akár alacsony költségű, nagy hatékonyságú, állítható kimeneti feszültséggel rendelkező inverterek, melyek alacsony kimeneti zajjal rendelkeznek. Így biztonságossá és stabillá válik a berendezések, eszközök használata is.
Logisztikai és emeléstechnikai terület
A frekvenciaváltóval szerelt megoldások különösen alkalmasak a csomagolástechnikai gépek esetén, a szállítószalagos továbbításban, az anyagfeldolgozási folyamatok berendezéseiben, valamint az emelőberendezések műszaki megoldásaihoz. Ezeknél ugyanis alapvető, hogy az adott termék vagy anyag a folyamat során a pontos helyre kerüljön.
Vegyünk például egy élelmiszer csomagolását, amit egy csomagológép végez el. Az adott termékeket érzékeli egy szenzor, ami visszacsatolást ad a rendszernek. Amennyiben a termék eléri a csomagolás helyét, úgy a szalag egy pillanatra megáll, megtörténik a művelet, és a termék továbbmegy a következő műveleti sorrendi pontra.
Rendszerstabilitási tényező
A meghajtásokban többféle tehetetlenségi tényezővel találkozhatunk, melyek közül a két legfontosabb a tehetetlenségi nyomaték és a terhelési tehetetlenség. Ahhoz, hogy a motorokat a megfelelő nyomatékra és sebességre lehessen szabályozni, szükség van arra, hogy az ezt vezérlő algoritmusokkal működő frekvenciaváltók módosíthassák a felvett áram erősségét.
A kutatások egyre inkább a virtuális tehetetlenségi vezérlő algoritmusokkal ellátott frekvenciaváltók alkalmazása felé mutat. Így ezek a megoldások szinkrongenerátorként jelenhetnek meg a hálózatban, fenntartva és fokozva a rendszer stabilitását.
Továbbá a gyártók olyan platformokat fejlesztenek, amelyek az intelligens invertereket az Internet of Things (IoT) részévé teszik. Ezáltal a rendszerek távolról monitorozhatóak és vezérelhetőek lesznek, így optimalizálva a teljesítményt és növelve a hatékonyságot.
Jövőbeni kihívások
A megújuló energiaforrások növekvő használata kihívást jelenthet az elektromos hálózat stabilitása szempontjából. Ezek az alternatív források viszont nem mindig termelnek egységes mennyiségű áramot, éppen ezért szükség lehet olyan megoldásokra, ami kiegyenlíti ezeket, a hálózatban történő felhasználhatóság érdekében. Kritikus például a tél, amikor a napelemekhez nem jut elég napsugárzás, illetve a hálózat túltelítődhet a nyári időszakban.
Az intelligens napelemes inverterekre vonatkozó szigorú szabványoknak való megfelelés kihívást jelenthet a gyártók számára. A biztonság és a hatékonyság azonban elsődleges szempont, így a jövőben fontos, hogy a gyártók megtalálják a lehetőségeket arra, hogy maradéktalanul megfeleljenek a meglévő és a várható előírásoknak, szabályozásoknak.
A nagy elosztott terhelések vezérlése nehézségekbe ütközhet, ha a terhelési oldalról származó vészteljesítmény mennyiségét frekvenciatartalék-szolgáltatásra használják. A frekvenciaváltók alkalmazása és annak intelligens beállítási lehetőségei azonban megoldást nyújthatnak az ilyen jellegű problémákra. Az okosvezérléssel effektívebb lehet az energia elosztása és annak megfelelő mértékű alkalmazása . Ehhez viszont még szükség van a fejlesztésekre, amiket a nagyobb piaci szereplők már elkezdtek.
Összefoglaló
A frekvenciaváltók fontos szerepet játszanak az ipar számos területén a megújuló energiaforrásoktól kezdve a az orvosi eszközökön át egészen a gyártási folyamatokig. Mindemellett segítik a hálózat megfelelő ellátottságát és stabilitását, valamint az elektromos terhelés elosztását. A jövőbeni fejlesztéseknél nagy hangsúlyt kapnak az intelligens megoldások és az energiahatékonyság is. Amennyiben inverterekre lenne szükséged, keresd fel a Theiss Hajtástechnika Kft. weboldalát, és válogass termékeink közül!
