Razlika između mekanog pokretanja i VFD (Varijabilnog frekventnog pogona)

Varijabilni frekvenčni pogoni (VFD) i mehanički pokretači su različiti tipovi uređaja za pokretanje motora, iako njihova upotreba poluprovodnih komponenti često dovodi do zabune. Dok oba omogućavaju sigurno pokretanje i zaustavljanje indukcioni motora, značajno se razlikuju u operativnim principima, funkcionalnosti i prednostima u primeni.

VFD-ovi regulišu napon i frekvenciju kako bi dinamički kontrolisali brzinu motora, što ih čini pogodnim za scenarije sa promenljivim opterećenjem. Mehanički pokretači, s druge strane, koriste postepeno povećanje napona kako bi ograničili početni strujni talas bez prilagođavanja brzine nakon aktivacije. Ova fundamentalna razlika definiše njihove uloge: VFD-ovi su izuzetno efikasni u aplikacijama osjetljivim na brzinu i energetski učinkovitim, dok mehanički pokretači nude jeftiniji i pojednostavljeni način pokretanja motora sa fiksiranim obrtajima.

Prije nego što se dublje upotrebimo u razlike između VFD-ova i mehaničkih pokretača, važno je definisati šta je pokretač motora.

Pokretač motora

Pokretač motora je ključan uređaj dizajniran da sigurno inicira i prekida rad indukcioni motora. Tijekom pokretanja, indukcioni motor potroši značajan početni strujni talas - otprilike 8 puta veći od nominalne struje - zbog niske otpornosti oplema. Ovaj talas može oštetiti unutrašnja oplemena, skratiti vijek trajanja motora ili čak uzrokovati njegov spaljivanje.

Pokretači motora smanjuju ovaj rizik smanjivanjem početne struje, štitivši motor od mehaničkog stresa (npr. naglih poskokova) i električnih oštećenja. Oni takođe omogućavaju sigurno isključivanje, a često uključuju ugrađene zaštite od niskog napona i prekomjerne struje - što ih čini neophodnim za pouzdan rad motora.

Mehanički pokretač

Mehanički pokretač je specijalizovan pokretač motora koji ograničava početni strujni talas smanjujući napon koji se isporučuje motoru. Koristi poluprovodne tiristorse za kontrolu napona:

• Konfiguracija tiristora: Parovi tiristora raspoređeni leđa-leđa upravljaju tokom struje u oba smera.

• Trofazni sistemi: Zahtevaju 6 tiristora kako bi istovremeno smanjili napon na sve tri faze, osiguravajući ravnotežu pri pokretanju.

Tiristor ima tri terminala: anodu, katodu i vrata. Tok struje blokirana je dok se na vrata ne primeni naponski puls, koji aktivira tiristor i dopušta prolažnost struje. Količina struje ili napon koja se reguliše tiristorom kontrolise se podešavanjem ugla paljenja signala na vratima - ova mehanizacija smanjuje početni strujni talas koji se isporučuje motoru tijekom pokretanja.

Kada se pokreće motor, ugao paljenja postavlja se da isporuči niski napon, koji postepeno raste dok se motor ubrzava. Kada napon dostigne linijaski napon, motor dostiže svoju nominalnu brzinu. Obično se koristi omotač za isprekidano isporučivanje linijaskog napona tijekom normalnog rada.

Tijekom isključivanja motora, proces se obrne: napon se postepeno smanjuje kako bi se motor usporio prije prekida unosa. Budući da mehanički pokretač mijenja isporučeni napon samo tijekom pokretanja i isključivanja, ne može prilagoditi brzinu motora tijekom normalnog rada, ograničavajući njegovu upotrebu na aplikacije sa konstantnom brzinom.

Ključne prednosti mehaničkih pokretača uključuju:

• Nema generisanja harmonika: Eliminira potrebu za dodatnim filterima harmonika.

• Kompaktni dizajn: Manji prostorni zahtev od VFD-ova zbog manjeg broja komponenti, što smanjuje ukupnu cenu.

VFD (Varijabilni frekvenčni pogon)

Varijabilni frekvenčni pogon (VFD) je poluprovodni pokretač motora koji omogućava sigurno pokretanje i zaustavljanje motora, ali takođe pruža punu kontrolu nad brzinom tijekom rada. U suprotnosti sa mehaničkim pokretačima, VFD-ovi regulišu napon i frekvenciju snabdjevanja. Budući da je brzina indukcioni motora direktno vezana za frekvenciju snabdjevanja, VFD-ovi su idealni za aplikacije koje zahtevaju dinamičko prilagođavanje brzine.

VFD sastoji se od tri osnovna kruga: rektifikatora, DC filtera i invertera. Proces počinje rektifikatorom koji pretvara AC linijaski napon u DC, koji se zatim izglađuje DC filterom. Inverter zatim transformiše stabilni DC napon natrag u AC, a njegov logički kontrolni sistem omogućava precizno podešavanje izlaznog napona i frekvencije. To omogućava motoru da se gladko ubrzava od 0 RPM do njegove nominalne brzine - i čak i dalje povećanjem frekvencije - pružajući kompleksnu kontrolu nad karakteristikama momenata i brzine motora.

Promjenom frekvencije snabdjevanja, VFD omogućava dinamičko prilagođavanje brzine tijekom rada, čime je idealan za aplikacije koje zahtevaju realno-vremensku modulaciju brzine. Primjeri uključuju ventilatore koji prilagođavaju brzinu na osnovu temperature i vodene pumpe koje reaguju na dolazni tlak vode. Budući da je moment motora direktno proporcionalan naponu i struji snabdjevanja, sposobnost VFD-a da reguliše oba parametra omogućava fino podešavanje momenata.

U suprotnosti sa tradicionalnim pokretačima poput DOL (direktno na liniju) i mehaničkih pokretača - koji mogu pokrenuti motor samo na maksimalnoj brzini ili ga zaustaviti - VFD-ovi optimiziraju potrošnju energije omogućavajući motoru da radi na programiranim brzinama. Međutim, ova fleksibilnost donosi i kompromise: VFD-ovi generišu harmonike na liniji, što zahteva dodatne filtre, a njihova složena shema (koja uključuje rektifikatore, filtere i invertere) rezultira većim oblikom i višom cijenom - obično tri puta većom od cijene mehaničkog pokretača.