Muuttuvaan taajuuteen (VFD) säätelemään moottoriin, jota kutsutaan myös muuttuvaan taajuuteen (AFD), muuttuvaan nopeuteen (ASD) tai AC-sähkömoottoriin, säädetään sähkömoottorin voimavirta. VFD voi myös säädellä moottorin käynnistys- ja pysäytysrampuja.
VFD:tä käytetään usein sähköjärjestelmissä yhdistämään voimavirta ja moottori. VFD muuttaa saapuvan vaihtovirran suoraksi virraksi, joka sitten muutetaan uudelleen haluttuun taajuuteen ja jännitteeseen. Moottori pyörii halutulla nopeudella, kun VFD syöttää siihen muunnettuja vaihtovirtaa.
VFD:n joustavuuden ja tehokkuuden avulla erilaiset sähköjärjestelmät toimivat tehokkaammin ja luotettavammin.
Muuttuvaan taajuuteen (VFD) säätelemään moottoriin, jota kutsutaan myös muuttuvaan taajuuteen (AFD), muuttuvaan nopeuteen (ASD) tai AC-sähkömoottoriin, säädetään sähkömoottorin voimavirta. VFD:n toiminta määräytyy pääasiassa sen muuttuvien nopeuksien ja pehmeiden käynnistyksen tai pysäytysominaisuuksien perusteella.
VFD-voimakentan pääkomponentit ovat:
Suoristin: Laitteisto, joka muuttaa vaihtovirran suoraksi virraksi.
Suora virta (DC) bussi: Kondensaattori, joka tallentaa suoristimen suoran virran.
Inversio: Laitteisto, joka muuttaa suoran virran vaihtovirraksi.
PWM-ohjain: Tämä laite säätelee ulostulon jännitteen taajuutta ja tyypirikasta.
Suodatin: Poistaa korkeataajuisten äänien ulostulon jännitteestä.
VFD:llä on monia etuja moottorien ohjaussovelluksissa, kuten:
Energiatehokkuus
Parannettu prosessin hallinta
Moottorin kuluminen vähenee
Pidempi moottorin elinkaari
Vaimennettu vibrato ja melu (vibrato)
Parannettu turvallisuus
VFD:t ovat joustavia ja tehokkaita välineitä, joita voidaan käyttää parantamaan laajan kirjon sähköjärjestelmien suorituskykyä, tehokkuutta ja luotettavuutta.
VFD Vektorisäädö | VFD V/f Säädö |
VFD:n vektorisäädö on edistyneämpi moottorin säätömenetelmä kuin V/f-säädö. Se käyttää moottorista tulevia tietoja nopeuden ja torquen tarkempaan hallintaan. Vektorisäädöä käytetään usein korkean suorituskyvyn, tarkkuuden vaativissa sovelluksissa, kuten konepaloissa, robotiikassa ja ruoan- ja juomaprosessoinnissa. | VFD:n V/f-säädö on yksinkertaisempi ja edullisempi moottorin säätömenetelmä. Se ylläpitää vakioitua jännite-taajuus-suhdetta, mikä pitää sähkömoottorin magneettisen fluxin vakiona. V/f-säädöä käytetään usein alhaisen suorituskyvyn sovelluksissa, kuten tuuletin- ja pumpu-sovelluksissa. |
Seuraavat kriteerit tulisi ottaa huomioon VFD:n valinnassa tietylle sovellukselle:
Valittava VFD:n täytyy olla yhteensopiva säädettävän moottorin kanssa.
Moottorin tehoklassaus: VFD:n tehoklassaus on oltava sama tai suurempi kuin säädettävän moottorin tehoklassaus.
Nopeuden raja-alue: VFD:n täytyy pystyä tarjoamaan moottorille sopiva nopeuden raja-alue.
Torque-vaatimukset: VFD:n täytyy pystyä tarjoamaan moottorille tarvittava torque.
Päivystyskierto: VFD:n täytyy pystyä hallitsemaan moottorin päivystyskiertoa.
Ympäristöolosuhteet: VFD:n täytyy pystyä toimimaan asennuksen paikan ympäristöolosuhteissa.
VFD:t auttavat energiansäästöissä ja moottorin suojaamisessa seuraavilla tavoin:
Moottorin nopeuden sovittaminen lasten vaatimuksiin: Tämä voi vähentää energiankulutusta jopa 70%, erityisesti sovelluksissa, joissa lasti vaihtelee usein, kuten tuuletin- ja pumpu-sovelluksissa.
Vähennetty käynnistysvirta: VFD:t voivat vähentää käynnistysvirran jopa 80%, mikä voi pidentää moottorin elinkaarta ja vähentää sähköjärjestelmän kulutusta.
Ylikuormituksen suojelu, jännitteen pikkupyrkäyksen suojelu ja muut sähköiset ongelmat: Tämä voi estää moottorin polttumisen, säästämällä aikaa ja rahaa korjauksiin ja vaihtoon.
Moottorin derating on prosessi, jossa sähkömoottorin merkitty tehoklassaus alennetaan. VFD:n käytössä on tärkeää derata moottori, koska VFD voi aiheuttaa moottorin toimivan korkeammalla lämpötilalla verrattuna tilanteeseen, jossa moottori on kytketty suoraan verkkoon.
Deratingin määrä riippuu useista tekijöistä, kuten:
Moottorityypit
VFD-tyyppi
Ulkolämpötila
Moottorin päivystyskierto
Jotkut tekijät, jotka selittävät, miksi moottorin derating on tärkeää VFD:n käytössä, ovat:
Välttääksä moottorin ylikuumenemisen
Pidentää moottorin elinkaarta
Parantaa moottorin luotettavuutta
Vähentää moottorin epäonnistumisen mahdollisuutta
Seuraavat ovat esimerkkejä yleisistä ongelmista tai haasteista, jotka voivat ilmetä VFD-ohjaustoiminnassa:
Ylikuumeneminen: Jos VFD:llä ei ole tarpeeksi hyvää puhallinta tai sitä käytetään liian suurella kuormituksella, se voi ylikuumeta.