Razlika med mehkim zaganjanjem in VFD (Spremenljivofrekvenčni pogon)

Frekvenčni nadzorniki (VFD) in mehki zaganjalniki so različni tipi motorjskih zaganjalnih naprav, čeprav njihova uporaba polprevodniških komponent pogosto povzroča zamenjavo. Čeprav oba omogočata varno zaganjanje in ustavljanje indukcijskih motorjev, se bistveno razlikujeta v operativnih principih, funkcionalnosti in prednostih uporabe.

Frekvenčni nadzorniki (VFD) regulirata napon in frekvenco za dinamično nadzorovanje hitrosti motorja, primerno za scenarije s spremenljivim optogom. Mehki zaganjalniki pa uporabljajo postopno povečevanje napona, da omejijo vklopni tok med zaganjanjem, brez nadzora hitrosti po aktivaciji. Ta osnovna razlika določa njihove vloge: VFD-ji so odlični za aplikacije, ki zahtevajo občutljivost na hitrost in energijsko učinkovitost, medtem ko mehki zaganjalniki ponujajo stroškovno učinkovito in poenostavljeno zaganjanje za motorje s fiksno hitrostjo.

Preden se podrobneje posvetimo razlikam med VFD-ji in mehkimi zaganjalniki, je ključno definirati motorjski zaganjalnik.

Motorjski zaganjalnik

Motorjski zaganjalnik je ključna naprava, zasnovana za varno zaganjanje in ustavljanje delovanja indukcijskega motorja. Med zaganjanjem indukcijski motor potrebuje velik vklopni tok—približno 8-krat več kot njegov nominalni tok— zaradi nizkega odpornosti navojev. Ta povišan tok lahko poškoduje notranje navoje, skrati življenjski čas motorja ali celo povzroči pregor.

Motorjski zaganjalniki zmanjšajo tveganje, zmanjšanjem vklopnega toka, zaščito motorja pred mehanskimi obremenitvami (npr. nenadnimi škrcmi) in električnimi poškodbe. Tudi omogočajo varno izklop, in pogosto vključujejo vgrajeno zaščito pred nizkim naponom in prevelikim tokom—kar jih naredi nezamenljive za zanesljivo delovanje motorja.

Mehki zaganjalnik

Mehki zaganjalnik je specializiran motorjski zaganjalnik, ki zmanjša vklopni tok z zmanjšanjem napona, ki ga zagotavlja motoru. Uporablja polprevodniške tiristorje za nadzor napona:

• Tiristorjeva konfiguracija: Para tiristorjev ena proti drugi upravlja tok v obeh smerih.

• Trofazni sistemi: Zahtevajo 6 tiristorjev za hkratno zmanjševanje napona na vseh treh fazah, kar zagotavlja uravnoteženo zaganjanje.

Tiristor ima tri terminala: anod, katod in vrata. Tok je blokiran, dokler ni na vrata priključen napon, ki tiristor aktivira in dovoli toku, da preteče. Količina toka ali napon, ki ga tiristor ureja, je nadzorovana z nastavitvijo ugla sprožitve signala na vratih—ta mehanizem zmanjša vklopni tok, ki ga zagotavlja motor med zaganjanjem.

Med zaganjanjem motorja je ugol sprožitve nastavljen na dostavljanje nizega napona, ki se postopno povečuje, ko se motor pospešuje. Ko doseže napon omrežni napon, doseže motor svojo nominalno hitrost. Običajno se uporablja obideki kontaktor, ki neposredno dostavlja omrežni napon med normalnim delovanjem.

Med ustavljanjem motorja se proces obrne: napon se postopno zmanjša, da motor uspori, preden je vhodni vir odstranjen. Ker mehki zaganjalnik spremeni napon le med zaganjanjem in ustavljanjem, ne more prilagajati hitrosti motorja med normalnim delovanjem, kar omejuje njegovo uporabo na aplikacije s stalno hitrostjo.

Ključne prednosti mehkih zaganjalnikov vključujejo:

• Brez generiranja harmonik: Odpravi potrebo po dodatnih harmonskih filtrih.

• Kompaktna zasnova: Manjša površina kot pri VFD-ju zaradi manj komponent, kar zmanjša skupne stroške.

VFD (Frekvenčni nadzornik)

Frekvenčni nadzornik (VFD) je motorjski zaganjalnik, temelječ na polprevodniških komponentah, ki omogoča varno zaganjanje in ustavljanje motorja, ter tudi popoln nadzor hitrosti med delovanjem. V nasprotju z mehkimi zaganjalniki, VFD-ji regulirata oba parametra, napon in frekvenco. Ker je hitrost indukcijskega motorja neposredno vezana na dobaviteljsko frekvenco, so VFD-ji idealni za aplikacije, ki zahtevajo dinamično prilagajanje hitrosti.

VFD sestavlja tri glavna krožnica: rektifikator, DC filter in inverter. Postopek se začne z rektifikatorjem, ki pretvori omrežni AC napon v DC, ki je nato izglajen z DC filtrom. Inverznemu krožnicu sledi pretvorba stabilnega DC napona nazaj v AC, z logičnim kontrolnim sistemom, ki omogoča natančno prilagajanje izhodnega napona in frekvence. To omogoča gladko zmanjševanje hitrosti motorja od 0 RPM do njegove nominalne hitrosti—in celo preko tega z povečevanjem frekvence—kar zagotavlja popoln nadzor nad lastnostmi torza-hitrosti motorja.

Z variacijo dobaviteljske frekvence omogoča VFD dinamično prilagajanje hitrosti med delovanjem, kar ga naredi idealnega za aplikacije, ki zahtevajo realnočasno modulacijo hitrosti. Primeri vključujejo ventilatorje, ki prilagajajo hitrost glede na temperaturo, in vodne pumpe, ki se odzivajo na vhodni tlak vode. Ker je torz motorja neposredno sorazmeren z dobaviteljskim tokom in naponom, VFD-jeva sposobnost reguliranja obeh parametrov omogoča natančen nadzor torza.

V nasprotju z tradicionalnimi zaganjalniki, kot so DOL (direktno na omrežje) in mehki zaganjalniki, ki lahko motor zagonijo le na polno hitrost ali ga ustavijo, optimizirajo VFD-ji porabo energije, tako da motor deluje na programiranih hitrostih. Vendar pa ta prilagodljivost prinaša kompromise: VFD-ji generirajo harmonike, kar zahteva dodatne filtre, in njihova kompleksna krožnica (sestavljena iz rektifikatorjev, filtrov in inverterjev) vodi v večjo obliko in višje stroške—običajno trikrat več kot pri mehkem zaganjalniku.