Διαφορά Μεταξύ Μαλακού Ενεργοποιητή & VFD (Variable Frequency Drive)
Οι μεταβλητοί ρυθμοί (VFDs) και οι μαλακοί εκκινητές είναι διαφορετικοί τύποι εκκινητών μοτέρων, αν και η χρήση των συστατικών τεχνητών πολυμερών συχνά προκαλεί σύγχυση. Ενώ και οι δύο επιτρέπουν την ασφαλή εκκίνηση και τερματισμό των επαναφαινόμενων μοτέρων, διαφέρουν σημαντικά στις λειτουργικές αρχές, λειτουργίες και πλεονεκτήματα εφαρμογής.
Οι VFDs ρυθμίζουν και την τάση και τη συχνότητα για να ελέγξουν δυναμικά την ταχύτητα του μοτέρ, κατάλληλοι για σενάρια με μεταβαλλόμενη φορτία. Οι μαλακοί εκκινητές, ωστόσο, χρησιμοποιούν ανελιχτή τάση για να περιορίσουν την εισερχόμενη ροή ρεύματος κατά την εκκίνηση, χωρίς να προσαρμόζουν την ταχύτητα μετά την ενεργοποίηση. Αυτή η βασική διαφορά ορίζει τους ρόλους τους: οι VFDs ξεχωρίζουν σε ευαίσθητες στην ταχύτητα, ενεργειακά αποδοτικές εφαρμογές, ενώ οι μαλακοί εκκινητές προσφέρουν κατάλληλη, απλοποιημένη εκκίνηση για μοτέρ με σταθερή ταχύτητα.
Πριν εξετάσουμε τις διαφορές μεταξύ VFDs και μαλακών εκκινητών, είναι σημαντικό να ορίσουμε τον εκκινητή μοτέρ.
Εκκινητής Μοτέρ
Ο εκκινητής μοτέρ είναι ένα σημαντικό συστηματικό στοιχείο σχεδιασμένο για την ασφαλή εκκίνηση και τερματισμό της λειτουργίας ενός επαναφαινόμενου μοτέρ. Κατά την εκκίνηση, ένας επαναφαινόμενος μοτέρ προσελκύει μεγάλη εισερχόμενη ροή ρεύματος—περίπου 8 φορές την ροή ρεύματος του—λόγω χαμηλής αντίστασης των περιστροφών. Αυτή η άνθραξη μπορεί να προκαλέσει βλάβη στις εσωτερικές περιστροφές, να μειώσει την ζωή του μοτέρ ή ακόμη και να προκαλέσει καύση.
Οι εκκινητές μοτέρ μειώνουν αυτό τον κίνδυνο μειώνοντας την εισερχόμενη ροή ρεύματος, προστατεύοντας τον μοτέρ από μηχανικό άγχος (π.χ., ξαφνικές στροφές) και ηλεκτρική βλάβη. Επίσης, επιτρέπουν ασφαλείς τερματισμούς, και συχνά περιλαμβάνουν ενσωματωμένη προστασία από χαμηλή τάση και υπερβολική ροή ρεύματος—το καθιστούν αναπόσπαστα για αξιόπιστη λειτουργία του μοτέρ.
Μαλακός Εκκινητής
Ο μαλακός εκκινητής είναι ένα εξειδικευμένος εκκινητής μοτέρ που περιορίζει την εισερχόμενη ροή ρεύματος μειώνοντας την τάση που παρέχεται στο μοτέρ. Χρησιμοποιεί συστατικά θυρίστορ για τον έλεγχο της τάσης:
Ο θυρίστορ διαθέτει τρία καταλάβα: ανόδιο, κατόδιο και πύλη. Η ροή ρεύματος εμποδίζεται μέχρι να εφαρμοστεί μια τάση παλμού στην πύλη, η οποία ενεργοποιεί τον θυρίστορ και επιτρέπει την πάροδο του ρεύματος. Η ποσότητα ροής ρεύματος ή τάσης που ρυθμίζεται από τον θυρίστορ ελέγχεται προσαρμόζοντας την γωνία πυρώξεως του σήματος πύλης—αυτός ο μηχανισμός μειώνει την εισερχόμενη ροή ρεύματος που παρέχεται στο μοτέρ κατά την εκκίνηση.
Κατά την εκκίνηση του μοτέρ, η γωνία πυρώξεως ορίζεται για να παρέχει χαμηλή τάση, η οποία αυξάνεται σταδιακά καθώς το μοτέρ επιταχύνεται. Όταν η τάση φθάνει στην γραμμική τάση, το μοτέρ επιτείνει την ρυθμισμένη ταχύτητα. Συνήθως χρησιμοποιείται ένας εκκινητής παρακάμψης για να παρέχει άμεσα την γραμμική τάση κατά την κανονική λειτουργία.
Κατά την τερματισμό του μοτέρ, ο προσανατολισμός αντιστρέφεται: η τάση μειώνεται σταδιακά για να επιβραδύνει το μοτέρ πριν από την διακοπή της εισερχόμενης παροχής. Επειδή ο μαλακός εκκινητής μόνο τροποποιεί την παροχή τάσης κατά την εκκίνηση και τερματισμό, δεν μπορεί να προσαρμόζει την ταχύτητα του μοτέρ κατά την κανονική λειτουργία, περιορίζοντας την χρήση του σε εφαρμογές με σταθερή ταχύτητα.
Βασικά πλεονεκτήματα των μαλακών εκκινητών περιλαμβάνουν:
VFD (Variable Frequency Drive)
Ένας μεταβλητός ρυθμός (VFD) είναι ένας εκκινητής μοτέρ βασισμένος σε συστατικά τεχνητών πολυμερών που επιτρέπει ασφαλή εκκίνηση/τερματισμό του μοτέρ ενώ παρέχει επίσης πλήρη έλεγχο ταχύτητας κατά την λειτουργία. Σε αντίθεση με τους μαλακούς εκκινητές, οι VFDs ρυθμίζουν και την παροχή τάσης και συχνότητας. Επειδή η ταχύτητα ενός επαναφαινόμενου μοτέρ είναι άμεσα συνδεδεμένη με την παροχή συχνότητας, οι VFDs είναι ιδανικοί για εφαρμογές που απαιτούν δυναμική προσαρμογή ταχύτητας.
Ένας VFD αποτελείται από τρία βασικά κύκλωματα: έναν ορθογωνικό, έναν DC φίλτρο και έναν αντίστροφο. Η διαδικασία ξεκινά με τον ορθογωνικό να μετατρέπει την AC γραμμική τάση σε DC, η οποία στη συνέχεια εξομαλύνεται από τον DC φίλτρο. Το κύκλωμα αντίστροφο μετατρέπει την σταθερή DC τάση πίσω σε AC, με το σύστημα λογικής ελέγχου του να επιτρέπει την ακριβή προσαρμογή και της εξόδου τάσης και της συχνότητας. Αυτό επιτρέπει στην ταχύτητα του μοτέρ να αυξάνεται ομαλά από 0 RPM στην ρυθμισμένη ταχύτητα—και ακόμη πέρα αυξάνοντας την συχνότητα—παρέχοντας πλήρη έλεγχο των χαρακτηριστικών ταχύτητας-ταλάντωσης του μοτέρ.
Με την παραμετροποίηση της παροχής συχνότητας, ο VFD επιτρέπει δυναμική προσαρμογή ταχύτητας κατά την λειτουργία, καθιστώντας τον ιδανικό για εφαρμογές που απαιτούν πραγματικό χρόνο προσαρμογής ταχύτητας. Παραδείγματα περιλαμβάνουν ανεμιστήρες που προσαρμόζουν την ταχύτητα με βάση την θερμοκρασία και υδραυλικοί πομποί που ανταποκρίνονται στην εισερχόμενη πίεση νερού. Επειδή η ταλάντωση του μοτέρ είναι άμεσα ανάλογη και με την παροχή ροής ρεύματος και τάσης, η δυνατότητα του VFD να ρυθμίζει και τα δύο παράμετρα επιτρέπει την ακριβή προσαρμογή της ταλάντωσης.
Σε αντίθεση με παραδοσιακούς εκκινητές όπως DOL (direct-on-line) και μαλακούς εκκινητές—οι οποίοι μπορούν μόνο να τρέξουν το μοτέρ σε πλήρη ταχύτητα ή να το σταματήσουν—οι VFDs βελτιώνουν την κατανάλωση ενέργειας επιτρέποντας στο μοτέρ να λειτουργεί σε προγραμματισμένες ταχύτητες. Ωστόσο, αυτή η πολυλειτουργικότητα έρχεται με συναλλαγές: οι VFDs παράγουν γραμμικές αρμονικές, απαιτώντας επιπλέον φίλτρα, και η πολύπλοκη κατασκευή τους (που περιλαμβάνει ορθογωνικούς, φίλτρα και αντίστροφους) οδηγεί σε μεγαλύτερες διαστάσεις και υψηλότερο κόστος—συνήθως τρεις φορές το κόστος ενός μαλακού εκκινητή.
