En studie har visat att två tredjedelar av industriernas elanvändning går till att driva elmotorer – och mycket av den energin spills bort i form av värme. Helt i onödan.
I all tung industri vimlar det av
elmotorer som driver pumpar, fläktar, transportband och annat. De flesta elmotorer är kopplade direkt till elnätet och går då på fullt varvtal hela tiden. När man exempelvis vill sänka flödet från den pump motorn driver, så stryper man flödet med en ventil. Det är som att köra en bil med gasen i botten hela tiden och samtidigt bromsa med bromsen ner till rätt fart.
En
frekvensomriktare styr motorns varvtal genom att ändra elnätets frekvens från vanlig 50 Hz till högre, uppåt 65 Hz, eller lägre, nedåt 5–10 Hz.. ABB har frekvensomriktare för motorer från 0,18 kW till 5,6 MW. Vanligaste användningsområdet är för pumpar och fläktar. Först tar dioder hand om växelströmmen och likriktar den till likspänning, därefter omvandlar en krafttransistor likspänningen till en form av växelström igen genom att pulsera utgående spänning ”bit för bit”. Transistorn kan skapa olika breda ”bitar” – modulera pulsbredden – och därmed skapa en högre eller lägre frekvens, vilket i sin tur ger högre eller lägre hastighet hos motorn. Varje val av frekvens ger motorn ett bestämt varvtal och valet styrs av inställningar på frekvensomriktaren. Samtidigt kan strömflödet till motorn ändras allt efter vad den behöver för att klara belastningen för ögonblicket. Motorn suger sin ström medan frekvensomriktaren håller den önskade hastigheten.
ABB:s frekvensomriktare finns i fler olika typer med olika styrprinciper. Den enklaste ställs in på fast, önskad hastighet med exempelvis frekvensen 36 Hz. Betydligt mer avancerade är frekvensomriktarna med ABB:s DTC-teknik, en patenterad teknik som kom 1996 och som idag är standard i serien ACS 800 för industribruk.
DTC arbetar efter en matematisk modell av drivsystemet med både motor och kablage, den mäter ström, spänning och andra värden 40 000 gånger per sekund och justerar frekvensen till motorn 20 000 gånger per sekund. DTC anpassar sig själv till motorns arbetsförhållanden i varje ögonblick. Den känner vilken kraft som behövs och ger då mer ”gas” så att motorn ständigt håller hastigheten exakt.
DTC har ännu en teknisk fördel: den kan hantera ett spänningsfall på några millisekunder. Då styrs motorn till att bli en generator som matar frekvensomriktaren med ström. Det gör att motorn inte stannar utan processen fortsätter oavbruten när spänningen är på rätt nivå igen.
Frekvensomriktare finns också i varianter för exempelvis bostadsautomation och andra områden där det finns särskilda krav på användarvänlighet. En ny och ännu mer noggrann teknik är Motion Control, som passar bland annat de exakta kraven i hissar.