Wat is een variabele frequentie-aandrijving?
Wat is een variabele frequentie-aandrijving?
Definitie van variabele frequentie-aandrijving
Een variabele frequentie-aandrijving is een apparaat dat de snelheid en het koppel van een wisselstroommotor reguleert door de frequentie en het voltage van de voeding te veranderen.
Kerncomponenten
Een VFD bestaat uit een rectifier om wisselstroomvoeding om te zetten in gelijkstroom, een condensator om deze gelijkstroom te stabiliseren, en een inverter om de gelijkstroom terug om te zetten in wisselstroom met variabele frequentie.
Werkingsmechanisme
Een variabele frequentie-aandrijving werkt door de frequentie en het voltage van de voeding naar een wisselstroommotor te veranderen volgens de belasting en de snelheidsvereisten.
De wisselstroom-ingang wordt gevoed aan een rectifier die deze omzet in gelijkstroom. De gelijkstroom-uitgang wordt gefilterd door een condensator die een gelijkstroom-schakeling vormt. De gelijkstroom-schakeling levert stroom aan een inverter die deze op hoge frequentie aanzet en uitzet om een wisselstroom-uitgang te produceren met variabele frequentie en voltage. De wisselstroom-uitgang is verbonden met een wisselstroommotor die roteert met een snelheid evenredig aan de frequentie.
De snelheid van een wisselstroommotor wordt gegeven door:
waarbij Ns de synchrone snelheid in omwentelingen per minuut is, f de frequentie in Hz, en P het aantal polen.
Door f te veranderen, kunnen we Ns veranderen en daarmee de snelheid van de motor beheersen.
Het koppel van een wisselstroommotor wordt gegeven door:
waarbij T het koppel in Nm is, φ de flux in Wb, en I de stroom in A.
Door V/f te veranderen, kunnen we φ veranderen en daarmee het koppel van de motor beheersen.
Voordelen van variabele frequentie-aandrijving
Energiebesparing
Verhoogde betrouwbaarheid
Snelheidsvariaties
Zachte start
Verlengde levensduur van de machine en minder onderhoud
Verlengde levensduur van de machine en minder onderhoud
Diverse toepassingen
Variabele frequentie-aandrijvingen worden breed toegepast in verschillende sectoren om apparatuur zoals roltrappen, HVAC-systemen en industriële machines te besturen, waardoor hun werking en energie-efficiëntie worden verbeterd.
Toepassing van frequentieconverter
Variabele frequentie-aandrijvingen worden breed gebruikt in verschillende industrieën en toepassingen die snelheidsregeling van wisselstroommotoren vereisen. Enkele van de veelvoorkomende toepassingen zijn:
Ventilatoren: Een VFD kan de snelheid en luchtstroom van ventilatoren regelen volgens de temperatuur-, druk- of vochtigheidsvereisten. Dit kan energie besparen, lawaai verminderen, comfort verbeteren en de levensduur van de ventilator verlengen.
Pompen: Een VFD kan de snelheid en stroomsnelheid van pompen regelen volgens de vraag of niveauvereisten. Dit kan energie besparen, slijtage verminderen, waterslag voorkomen en procescontrole verbeteren.
Compressoren: Een VFD kan de snelheid en druk van compressoren regelen volgens de belastings- en procesvereisten. Dit kan energie besparen, slijtage verminderen, surges voorkomen en procescontrole verbeteren. Een VFD kan ook zachte start en stop van de compressor bieden, wat de startstroom, spanningdaling, mechanische spanning en slijtage en versleten kan verminderen. Een VFD kan ook de toestand van de compressor en het systeem monitoren en diagnosticeren door gebruik te maken van netwerk- en diagnostische mogelijkheden.
Conclusie
Een variabele frequentie-aandrijving is een apparaat dat de snelheid en het koppel van een wisselstroommotor reguleert door de frequentie en het voltage van de voeding aan te passen. Een VFD bestaat uit drie hoofdcomponenten: een rectifier, een inverter en een besturingssysteem. Een VFD kan verschillende voordelen bieden boven andere methoden van snelheidsregeling, zoals:
Energiebesparing
Verhoogde betrouwbaarheid
Snelheidsvariaties
Zachte start
Verlengde levensduur van de machine en minder onderhoud
Hoog vermogensfactor
Een VFD wordt breed gebruikt in verschillende industrieën en toepassingen die snelheidsregeling van wisselstroommotoren vereisen, zoals ventilatoren, pompen, compressoren, etc. Een VFD kan de efficiëntie, prestaties, kwaliteit en veiligheid van het systeem verbeteren door soepele en nauwkeurige regeling van de snelheid en het koppel. Een VFD kan ook de energieverbruik, verliezen, kosten, lawaai, trillingen en milieu-impact van het systeem verminderen door de uitvoer aan te passen aan de vraag.
Een VFD is een waardevol apparaat dat de werking van wisselstroommotoren en systemen kan verbeteren. Echter, een VFD vereist ook juiste installatie, onderhoud en probleemoplossing om de betrouwbaarheid en levensduur te garanderen. Daarom is het belangrijk om de aanbevelingen en beste praktijken van de fabrikant voor het gebruik van een VFD te volgen.
