Erinevus vahelduvkäivituse ja sageduskontrolli (Variable Frequency Drive) vahel

Tundlike sagedusega juhtimissüsteemid (VFD) ja pehmed käivitajad on erinevad tüübid moottori käivitamise seadmetest, kuid nende poolikkujuhendite kasutamine tihti tekitab segadust. Kuigi mõlemad võimaldavad induktsioonimoottorite turvalist käivitamist ja peatamist, on nende tööpõhimõtted funktsionaalsus ja rakenduselupaigad oluliselt erinevad.

VFD-d reguleerivad nii pinge kui ka sagedus, et dünaamiliselt kontrollida moottori kiirust, mis sobib muutuva laengu stsenaariumidele. Pehmed käivitajad aga kasutavad pinget kasvatamiseks, et piirata käivitamisel sissemõjutavat voolu, ilma et nad ei muudaks kiirust käivitamise järel. See põhiline erinevus määrab nende rolli: VFD-d on suurepärased kiiruslikkusest sõltuvate, energiatõhusate rakenduste jaoks, samas kui pehmed käivitajad pakuvad odavamat, lihtsustatud käivitamist fikseeritud kiirusega moottoritele.

Enne VFD-de ja pehmete käivitajate erinevuste uurimist on oluline määratleda moottori käivitaja.

Moottori käivitaja

Moottori käivitaja on kriitiline seade, mille eesmärk on turvaliselt käivitada ja peatada induktsioonimootori töö. Käivitamisel võtab induktsioonimootor tugeva sissemõjutava voolu – umbes 8 korda suurema kui tema nõutav vool – kõrge tingimuse tõttu. See lülitus võib kahjustada sisemisi vikkideid, lühendada moottori eluajad või isegi põhjustada läbipõletumist.

Moottori käivitajad vähendavad seda risikut, vähendades käivitamisel sissemõjutavat voolu, kaitstes moottorit mehaanilistest pingetest (nt ootamatud jõupingete) ja elektrilistest kahjustustest. Nad aitavad ka turvaliselt peatada ning sageli sisaldavad sisemist kaitset madala voltagi ja ülevoolu eest – mis muudab need seadmed usaldusväärseks moottori tööks.

Pehme käivitaja

Pehme käivitaja on spetsialiseerunud moottori käivitaja, mis vähendab sissemõjutavat voolu, vähendades moottorile antavat pinget. See kasutab pooljuhendite sidurite kiristamiseks:

• Siduri konfiguratsioon: Tagurpidi paigutatud sidurite paarid haldavad voolu mõlemas suunas.

• Kolmekordne süsteem: Nõuab 6 sidurit, et korraga vähendada pinget kõigis kolmes faasis, tagades tasakaalustatud käivitamise.

Siduril on kolm terminali: anood, katood ja port. Voolu liikumine on blokeeritud, kuni porti rakendatakse pulssiga, mis käivitab siduri ja lubab voolu läbipaistuda. Siduri poolt reguleeritav vool või pinge kontrollitakse portsignaali käivitamise nurga kaudu – see mehhanism vähendab käivitamisel moottorile antavat sissemõjutavat voolu.

Käivitamisel määratakse käivitamise nurk, et anda madal pinge, mis järgmiseks kasvab, kui moottor kiirendab. Kui pinge jõuab võrgupingeni, saavutab moottor oma nõutavat kiirust. Tavalises režiimis kasutatakse tavaliselt ümberjuhendit, et otse pakkuda võrgupinget.

Moottori peatamisel keertub protsess vastupidi: pinge väheneb järk-järgult, et moottor aeglustaks enne sissemõjutava voolu lõpetamist. Kuna pehme käivitaja muudab ainult käivitamisel ja peatamisel pinge, ei saa ta reguleerida moottori kiirust tavalises režiimis, piirides selle kasutamist fikseeritud kiirusega rakendustele.

Pehmete käivitajate peamised eelised hõlmavad:

• Harmonikute puudumine: Vähendab lisandliku harmonikafilteri vajadust.

• Kompaktne disain: Vähem komponente, mis vähendab kokkuhoiulist mahu ja kuluaega.

VFD (tundlik sagedusega juhtimissüsteem)

Tundlik sagedusega juhtimissüsteem (VFD) on pooljuhendite põhine moottori käivitaja, mis võimaldab turvalist moottori käivitamist ja peatamist, samas pakkudes täielikku kiiruse kontrolli töötamisel. Erapooletuks pehmetest käivitajatest, VFD-d reguleerivad nii pinge kui ka sagedus. Kuna induktsioonimootori kiirus on otseselt seotud tarnitu sagedusega, on VFD-d ideaalsed rakendustele, mis nõuavad dünaamilist kiiruse reguleerimist.

VFD koosneb kolmest põhikirjast: rätijast, DC-filterist ja inverteerijast. Protsess algab rätija teisendamisega AC-võrgupinget DC-voltina, mida seejärel silmutatakse DC-filtreerijaga. Inverteerija tsirkuit siis teisendab stabiilset DC-pinget uuesti AC-ks, mille loogika kontrollisüsteem võimaldab täpset reguleerimist nii väljundpinge kui ka sageduse osas. See võimaldab moottori kiiruse sileda kasvamist 0 RPM-st tema nõutavani kiirusele – ja isegi sellest edasi, suurendades sagedust – pakkudes täielikku kontrolli moottori moment-kiiruse omadustele.

Varyveerides tarnitu sageduse, võimaldab VFD dünaamilist kiiruse reguleerimist töötamisel, mis teeb selle ideaalseks rakendustele, mis nõuavad realajas kiiruse modulatsiooni. Näiteid on ventilatoorid, mis reguleerivad kiirust temperatuuri järgi, ja vee pompid, mis reageerivad sissetulevale vee rõhu. Kuna moottori moment on otseselt proportsionaalne nii tarnitu voolu kui ka pingega, võimaldab VFD nende parameetrite reguleerimine täpselt kontrollida momenti.

Vastupidiselt traditsioonilistele käivitajatele nagu DOL (direktne võrgule) ja pehmed käivitajad, mis saavad käivitada moottori ainult täis kiirusega või peatada, optimeerivad VFD-d energiatarbimist, lubades moottoril töötada programmeeritud kiirustel. Siiski tuleb see mittekohustuslikkus koos harilikult lineaarharmonikatega, mis nõuavad lisafiltreid, ja nende keeruline tsirkuit (koos rätijate, filterite ja inverteerijatega) tulemuseks on suurem maht ja kõrgem hind – tavaliselt kolm korda pehme käivitaja hinnast.