A soft starter és a VFD (Változófrekvenciavezérlő) különbsége

A frekvencia-változtató (VFD) és a puha indító különböző típusú motorelindító eszközök, bár a fémeszerkezetük gyakran okoz zavarást. Míg mindkettő biztonságos elindítást és leállítást tesz lehetővé az indukciós motorokhoz, jelentős különbségek vannak működési elveikben, funkcióiban és alkalmazási előnyeikben.

A VFD-k dinamikusan szabályozzák a feszültséget és a frekvenciát a motor sebességének ellenőrzésére, ami változó terhelésű forgatókönyvekhez alkalmas. A puha indítók viszont feszültség-rampázást használnak a beindítási áramszint korlátozására, anélkül, hogy a sebességet módosítanák a bekapcsolás után. Ez a alapvető különbség meghatározza szerepüket: a VFD-k kiemelkednek a sebességérzékeny, energiatiszta alkalmazásokban, míg a puha indítók költséghatékony, egyszerű indítást nyújtanak rögzített sebességű motorokhoz.

A VFD-ek és a puha indítók közötti különbségek megismerése előtt alapvetően definiálnunk kell a motorindítót.

Motorindító

A motorindító egy olyan kritikus eszköz, amely biztonságosan kezdeményezi és megállítja az indukciós motor működését. Az indításkor az indukciós motor jelentős beindítási áramot von le—körülbelül 8-szer annyi, mint a nominális árama—mivel a tekercs ellenállása alacsony. Ez a csúcs áram károsíthatja a belső tekercseket, rövidítheti a motor élettartamát, vagy akár kiforrhatja.

A motorindítók ennek a kockázatnak a csökkentését segítik, az indítási áram csökkentésével, a motor védelmével mechanikai stressz (pl. hirtelen fellendülés) és elektromos károsodás ellen. Segítenek biztonságos leállításban is, és gyakran tartalmaznak beépített védelmet alacsony feszültség és túlmenő áram ellen—ami nélkülözhetetlen a megbízható motor működéséhez.

Puha indító

A puha indító egy specializált motorindító, amely a beindítási áram csökkentésével korlátozza a motorhoz szállított feszültséget. Szemiconductor thyristorokat használ a feszültség-ellenőrzéshez:

• Thyristor konfiguráció: Páronkénti hátramenő thyristorok kezelik az áramfolyamot mindkét irányban.

• Háromfázis rendszerek: 6 thyristort igényelnek a három fázison történő feszültség egyszerre történő csökkentéséhez, biztosítva az egyensúlyt a beindításkor.

A thyristornak három terminálja van: anód, katód és kapu. Az áramfolyam blokkolva van, amíg feszültségimpulzust nem adjunk a kaphoz, ami aktiválja a thyristort, és engedélyezi az áramfolyamot. Az áram vagy feszültség, amit a thyristor szabályoz, a kapus jel "lövöldözési szögének" beállításával vezérelhető—ez a mechanizmus csökkenti a beindítási áramot, amit a motor beindításkor kap.

A motor beindításakor a lövöldözési szöget alacsony feszültségre állítják, amely fokozatosan növekszik, ahogy a motor gyorsul. Amikor a feszültség eléri a hálózati feszültséget, a motor eléri a nominális sebességét. Általában egy körtekapcsolót használnak, hogy közvetlenül hálózati feszültséget szolgáltasson a normális működés során.

A motor leállításakor a folyamat fordítva zajlik: a feszültség fokozatosan csökken, hogy lassítsa a motort, mielőtt levágják a bemeneti ellátást. Mivel a puha indító csak a beindításkor és leállításkor módosítja a feszültséget, nem tudja a motor sebességét a normális működés során módosítani, így alkalmazása korlátozódik a konstans sebességű alkalmazásokra.

A puha indítók főbb előnyei:

• Nincs harmonikus generálás: Kivitelezhető a további harmonikus szűrők nélkül.

• Kompakt design: Kisebb méretű, mint a VFD-k, kevesebb komponens miatt, ami csökkenti az összes költséget.

VFD (Frekvencia-változtató)

A frekvencia-változtató (VFD) egy semiconductor-alapú motorindító, amely biztonságos motor indítást és leállítást tesz lehetővé, miközben teljes sebesség-ellenőrzést is nyújt a működés során. A puha indítókkal ellentétben a VFD-k szabályozzák a szállított feszültséget és frekvenciát is. Mivel az indukciós motor sebessége közvetlenül kapcsolódik a szállított frekvenciához, a VFD-k ideálisak a dinamikus sebesség-módosításra szükség van.

Egy VFD három alapvető áramkörből áll: egy rektifikátor, egy DC-szűrő és egy inverter. A folyamat a rektifikátorral kezdődik, amely AC hálózati feszültséget DC-re alakít, amit a DC-szűrő simít. Az inverter áramkör ezután a stabil DC feszültséget újra AC-ra alakítja, a logikai ellenőrző rendszer lehetővé teszi a kimeneti feszültség és frekvencia pontos beállítását. Ez lehetővé teszi, hogy a motor sebessége simán 0 RPM-től a nominális sebességig—sőt, még ennél is magasabb frekvencián—rampázzon, ami teljes ellenőrzést biztosít a motor torzió-sebesség jellemzőire.

A szállított frekvencia módosításával a VFD lehetővé teszi a dinamikus sebesség-ellenőrzést a működés során, ami ideális a valós idejű sebesség-módosításra szükség van. Például a ventilátorok, amelyek a hőmérséklet alapján állítják a sebességüket, vagy a vízszivattyúk, amelyek a beérkező víznyomásra reagálnak. Mivel a motortorzió közvetlenül arányos a szállított árammal és feszültséggel, a VFD képessége, hogy mindkét paramétert szabályozza, lehetővé teszi a finom torzió-ellenőrzést.

Ellentétben a hagyományos DOL (direkt-on-line) és puha indítókkal—amelyek csak teljes sebességen futtathatják a motort vagy leállíthatják—a VFD-k optimalizálják a fogyasztást, lehetővé téve, hogy a motor programozott sebességeken fusson. Azonban ez a sokoldalúság kompromisszumokat is jelent: a VFD-k hálózati harmonikusokat generálnak, ami további szűrőket tesz szükségessé, és összetett áramkörük (rektifikátor, szűrő, inverter) nagyobb méretet és magasabb költséget eredményez—általában háromszor annyi, mint egy puha indítónál.