Een motorcontroller die bekend staat als variabele frequentieaandrijving (VFD), vaak ook wel als aanpasbare-frequentieaandrijving (AFD), aanpasbare-snelheidsaandrijving (ASD) of AC-aandrijving, regelt de frequentie en spanning van de energiebron van een elektromotor. De VFD kan ook de opstart- en afsluitfase van de motor regelen.
VFD's worden vaak geïnstalleerd in elektrische systemen tussen de energiebron en de motor. Het ingaande wisselstroom wordt door de VFD omgezet in gelijkstroom, die vervolgens weer wordt omgezet in wisselstroom met de gewenste frequentie en spanning. De motor draait dan op de gewenste snelheid door de gewijzigde wisselstroom die de VFD levert.
Door de flexibiliteit en kracht van VFD's kunnen een breed scala aan elektrische systemen efficiënter en betrouwbaarder werken.
Een variabele frequentieaandrijving (VFD) is een type motorcontroller dat de frequentie en spanning naar een elektromotor regelt. Het functioneren van de variabele-frequentieaandrijving wordt voornamelijk bepaald door de veranderende snelheden en zachte start- of stopfuncties.
De belangrijkste componenten van een VFD-circuit zijn:
Rectifier: Een apparaat dat de ingaande wisselspanning omzet in gelijkspanning.
DC bus: Een condensatorbank die de directe stroomspanning van de rectifier opslaat.
Inverter: Een apparaat dat de gelijkspanning omzet in wisselspanning.
PWM-controller: Dit apparaat regelt de frequentie en duty cycle van de uitgangsspanning.
Filter: Verwijdert hoogfrequente ruis uit de uitgangsspanning.
VFD's bieden tal van voordelen in motoraansturingstoepassingen, zoals:
Energie-efficiëntie
Verbeterd procesbeheer
Vermindering van motorverslijtage
Langere motorduur
Gereduceerde trilling en lawaai (trilling)
Verbeterde veiligheid
VFD's zijn een veelzijdig en krachtig instrument dat kan worden gebruikt om de prestaties, efficiëntie en betrouwbaarheid van een breed scala aan elektrische systemen te verbeteren.
VFD Vector Besturing | VFD V/f Besturing |
VFD-vectorbesturing is een nog geavanceerdere motorbesturingstechniek dan V/f-besturing. Het gebruikt invoer van de motor om de snelheid en koppel nauwkeuriger te beheren. Vectorbesturing wordt vaak gebruikt in toepassingen met hoge prestaties en hoge precisie, zoals machinegereedschap, robotica, voedsel- en drankverwerking. | VFD V/f-besturing is een minder complexe en goedkopere manier van motorbesturing. Het behoudt een constante verhouding tussen spanning en frequentie, waardoor de magnetische flux in de elektromotor constant blijft. V/f-besturing wordt vaak gebruikt in toepassingen met lage prestaties, zoals ventilatoren en pompen. |
Bij het overwegen van een VFD voor een specifieke toepassing moeten de volgende criteria worden meegenomen:
Het type motor dat wordt bestuurd, moet compatibel zijn met de VFD.
Motorvermogensrating: De vermogensrating van de VFD moet gelijk zijn (of groter dan) de vermogensrating van de motor.
Snelheidsbereik: De VFD moet in staat zijn om de motor het juiste snelheidsbereik te geven.
Koppelvereisten: De VFD moet in staat zijn om de motor het benodigde koppel te leveren.
Werkcyclus: De VFD moet in staat zijn om de werkcyclus van de motor te beheren.
Omgevingsomstandigheden: De VFD moet in staat zijn om te functioneren in de omgeving waarin deze zal worden geïnstalleerd.
VFD's dragen bij aan energiebesparingen en motorkapitalisatie door:
Aanpassen van de motorsnelheid aan de belastingsbehoeften: Dit kan tot 70% van het energieverbruik verminderen, vooral in toepassingen waarbij de belasting vaak varieert, zoals ventilatoren en pompen.
Verlaagde startstroom: VFD's kunnen de startstroom tot 80% verminderen, wat de levensduur van de motor kan verlengen en de slijtage van het elektrische systeem kan verminderen.
Overbelastingbescherming, spanningspiekenbescherming, en andere elektrische problemen: Dit kan de motor voorkomen dat hij oververhit raakt, waardoor tijd en geld bespaard wordt op reparaties en vervangingen.
Motorderating is het proces van het verlagen van de nominale vermogensoutput van een elektrische motor. Bij het gebruik van een VFD is het cruciaal om de motor te deraten, omdat de VFD de motor kan laten werken op hogere temperaturen vergeleken met wanneer deze rechtstreeks van het net werd gevoed.
Verschillende factoren kunnen de hoeveelheid derating beïnvloeden, zoals:
Het type motor
Het type VFD
De buitentemperatuur
De werkcyclus van de motor
Enkele factoren die uitleggen waarom motorderating essentieel is bij het gebruik van een VFD zijn:
Om het oververhitten van de motor te voorkomen
Om de levensduur van de motor te verlengen
Om de betrouwbaarheid van de motor te vergroten
Om de kans op motoraanval te verminderen
Hieronder staan enkele voorbeelden van veelvoorkomende problemen of zorgen die kunnen optreden met VFD's:
Oververhitting: Als een VFD niet adequaat is geventileerd of wordt gebruikt bij een te hoge belasting, kan het oververhit raken.
Aardingfouten: Aardingfouten kunnen optreden als de VFD niet correct is aangesloten (of) als er een probleem is met de bedrading.
Geluid en trilling: Als een VFD niet correct is geplaatst of als er een probleem is met de motor of de VFD zelf, kan het geluid en trilling veroorzaken.
Uitschakelen