VFD(可変周波数ドライブ)は、しばしばAFD(可変周波数ドライブ)、ASD(可変速度ドライブ)、またはACドライブとも呼ばれるモータ制御装置であり、電動機の電源の周波数と電圧を制御します。VFDはまた、それぞれの開始および停止時にモーターのランアップとランダウンを制御することができます。
VFDは頻繁に電力源とモーターを接続する電気システムに設置されます。VFDは入力される交流電力を直流電力に変換し、それを所望の周波数と電圧で再び交流電力に変換します。その結果、VFDが調整された交流電力を供給することで、モーターは所望の速度で回転します。
VFDは、多くの電気システムでより効率的かつ信頼性の高い動作を可能にする柔軟性と強さを提供します。
VFD(可変周波数ドライブ)は、電動機に供給される周波数と電圧を制御する種類のモータ制御装置です。VFDの動作は主に、その可変速度とソフトスタートまたはソフトストップ機能によって決定されます。
VFD回路の主要な構成要素は以下の通りです:
整流器:交流入力電圧を直流電圧に変換する装置。
DCバス:整流器の直流電圧を蓄えるコンデンサバンク。
インバータ:直流電圧を交流電圧に変換する装置。
PWMコントローラ:出力電圧の周波数とデューティサイクルを制御する装置。
フィルタ:出力電圧から高周波ノイズを取り除く。
モータ制御アプリケーションにおいて、VFDは以下のような多くの利点を提供します:
エネルギー効率
プロセス管理の向上
モーターの劣化が減少
モーターの寿命が延びる
振動と騒音(振動)が減少
安全性の向上
VFDは、幅広い電気システムの性能、効率、および信頼性を向上させるための多目的で強力なツールです。
| VFDベクトル制御 | VFD V/f制御 |
| VFDベクトル制御は、V/f制御よりもさらに高度なモータ制御方法です。モータからの入力を利用して、速度とトルクをより正確に制御します。ベクトル制御は、工作機械、ロボット、食品・飲料加工など、高性能で高精度が必要なアプリケーションによく使用されます。 | VFD V/f制御は、モータ制御のより単純でコストが低い方法です。一定の電圧対周波数比を維持し、電気モータ内の磁束を一定に保ちます。V/f制御はファンやポンプなどの低性能アプリケーションによく使用されます。 |
特定のアプリケーションにVFDを選択する際に考慮すべき基準は以下の通りです:
制御されるモーターの形式がVFDと適切である必要があります。
モーターの定格出力:VFDの定格出力はモーターの定格出力と同じかそれ以上である必要があります。
速度範囲:VFDはモーターに適切な速度範囲を提供できる必要があります。
トルク要件:VFDはモーターに必要なトルクを提供できる必要があります。
負荷周期:VFDはモーターの負荷周期を管理できる必要があります。
環境条件:VFDは設置される環境で動作できる必要があります。
VFDは以下のようにエネルギー節約とモータ保護に貢献します:
負荷要件に応じてモータ速度を合わせること:特にファンやポンプなど負荷が頻繁に変化するアプリケーションでは、最大で70%のエネルギー消費を削減できます。
起動電流の減少:VFDは起動電流を最大で80%まで削減でき、これによりモータの寿命が延び、電気システムの摩耗も減少します。
過負荷保護、電圧スパイク保護、その他の電気問題:これらはモータの焼き付きを防ぐことができ、修理や交換にかかる時間と費用を節約できます。
モータのダーレーティングとは、電気モータの定格出力を下げることです。VFDを使用する際には、VFDがラインから直接供給される場合よりもモータをより高温で動作させてしまう可能性があるため、モータのダーレーティングを行うことが重要です。
必要なダーレーティング量に影響を与える要因には以下のものがあります:
モータの種類
VFDの種類
外気温
モータの負荷周期
VFDを使用する際のモータのダーレーティングが必要な理由には以下のものがあります:
モータの過熱を防ぐこと
モータの寿命を延ばすこと
モータの信頼性を高めること
モータの故障の可能性を減らすこと
VFDに関連する一般的な問題や懸念事項には以下のものがあります:
過熱:VFDが十分に換気されていないか、過負荷状態で動作している場合、過熱する可能性があります。
接地障害:VFDが正しく接地されていないか、配線に問題がある場合、接地障害が発生することがあります。
ノイズと振動:VFDが適切に配置されていないか、モータまたはVFD自体に問題がある場合、ノイズと振動が発生することがあります。
トリッピング:VFDが接地障害、過負荷、または同様の問題を検出した場合、トリッピングします。
起動不能:電源、配線、またはVFD自体に問題がある場合、VFDは起動できません。