เครื่องควบคุมมอเตอร์ที่เรียกว่าไดรฟ์ความถี่แปรผัน (VFD) หรือที่เรียกว่าไดรฟ์ความถี่ปรับได้ (AFD) ไดรฟ์ความเร็วปรับได้ (ASD) หรือไดรฟ์ AC ควบคุมความถี่และแรงดันของแหล่งพลังงานของมอเตอร์ไฟฟ้า VFD ยังสามารถควบคุมการเริ่มและหยุดการทำงานของมอเตอร์ได้อีกด้วย
VFD มักจะติดตั้งอยู่ในระบบไฟฟ้าระหว่างแหล่งพลังงานและมอเตอร์ VFD แปลงกระแสไฟฟ้า AC เข้ามาเป็น DC แล้วแปลงกลับเป็น AC ที่ความถี่และแรงดันที่ต้องการ ทำให้มอเตอร์หมุนที่ความเร็วที่ต้องการโดย VFD ป้อนกระแสไฟฟ้า AC ที่ปรับแล้ว
VFD ช่วยให้ระบบไฟฟ้าหลากหลายสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้มากขึ้น
ไดรฟ์ความถี่แปรผัน (VFD) เป็นประเภทหนึ่งของเครื่องควบคุมมอเตอร์ที่ควบคุมความถี่และแรงดันที่จ่ายให้กับมอเตอร์ไฟฟ้า การทำงานของ VFD กำหนดโดยความเร็วที่เปลี่ยนแปลงและความสามารถในการเริ่มและหยุดอย่างนุ่มนวล
ส่วนประกอบหลักของวงจร VFD คือ:
Rectifier: อุปกรณ์ที่แปลงแรงดันไฟฟ้า AC เข้ามาเป็น DC
DC bus: แบงค์เก็บประจุที่เก็บแรงดันไฟฟ้าตรงจาก Rectifier
Inverter: อุปกรณ์ที่แปลงแรงดันไฟฟ้า DC เป็น AC
PWM controller: อุปกรณ์ที่ควบคุมความถี่และรอบการทำงานของแรงดันขาออก
Filter: กำจัดเสียงรบกวนความถี่สูงจากแรงดันขาออก
VFD มอบประโยชน์มากมายในแอปพลิเคชันควบคุมมอเตอร์ เช่น:
การประหยัดพลังงาน
การจัดการกระบวนการที่ดีขึ้น
ลดการเสื่อมสภาพของมอเตอร์
อายุการใช้งานมอเตอร์ยาวนานขึ้น
ลดการสั่นสะเทือนและการส่งเสียงรบกวน (การสั่นสะเทือน)
เพิ่มความปลอดภัย
VFD เป็นเครื่องมือที่มีความยืดหยุ่นและทรงพลังที่สามารถใช้เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและประสิทธิผลของระบบไฟฟ้าหลากหลาย
การควบคุมเวกเตอร์ VFD | การควบคุม V/f VFD |
การควบคุมเวกเตอร์ VFD เป็นวิธีการควบคุมมอเตอร์ที่ทันสมัยและแม่นยำมากกว่าวิธีการควบคุม V/f ใช้ข้อมูลจากมอเตอร์เพื่อควบคุมความเร็วและแรงบิดอย่างแม่นยำ วิธีการควบคุมเวกเตอร์มักใช้ในแอปพลิเคชันที่ต้องการประสิทธิภาพสูงและความแม่นยำสูง เช่น เครื่องมือเครื่องจักร หุ่นยนต์ และการแปรรูปอาหารและเครื่องดื่ม | การควบคุม V/f VFD เป็นวิธีการควบคุมมอเตอร์ที่ไม่ซับซ้อนและราคาถูกกว่า รักษาอัตราส่วนแรงดันต่อความถี่ให้คงที่ ซึ่งทำให้ฟลักซ์แม่เหล็กในมอเตอร์ไฟฟ้าคงที่ การควบคุม V/f มักใช้ในแอปพลิเคชันที่มีประสิทธิภาพต่ำ เช่น พัดลมและปั๊ม |
ควรมีการพิจารณาตัวแปรต่อไปนี้เมื่อเลือก VFD สำหรับแอปพลิเคชันเฉพาะ:
ชนิดของมอเตอร์ที่ควบคุมต้องเหมาะสมกับ VFD
กำลังมอเตอร์: กำลังของ VFD ต้องเท่ากับหรือมากกว่ากำลังของมอเตอร์
ช่วงความเร็ว: VFD ต้องสามารถให้ความเร็วที่เหมาะสมกับมอเตอร์
ความต้องการแรงบิด: VFD ต้องสามารถให้แรงบิดที่จำเป็นกับมอเตอร์
วงจรการทำงาน: VFD ต้องสามารถจัดการวงจรการทำงานของมอเตอร์
สภาพแวดล้อม: VFD ต้องสามารถทำงานในสภาพแวดล้อมที่จะติดตั้ง
VFD ช่วยในการประหยัดพลังงานและปกป้องมอเตอร์โดย:
การปรับความเร็วมอเตอร์ให้ตรงกับความต้องการของโหลด: สามารถลดการใช้พลังงานได้ถึง 70% โดยเฉพาะในแอปพลิเคชันที่โหลดเปลี่ยนแปลงบ่อย เช่น พัดลมและปั๊ม
การลดกระแสเริ่มต้น: VFD สามารถลดกระแสเริ่มต้นได้ถึง 80% ซึ่งสามารถยืดอายุการใช้งานมอเตอร์และลดการสึกหรอของระบบไฟฟ้า
การป้องกันการโหลดเกิน แรงดันไฟฟ้าสูงเกิน และปัญหาไฟฟ้าอื่นๆ: สามารถป้องกันมอเตอร์จากการไหม้ ช่วยประหยัดเวลาและค่าใช้จ่ายในการซ่อมแซมและเปลี่ยนใหม่
การลดกำลังมอเตอร์คือกระบวนการลดกำลังเอาต์พุตที่กำหนดของมอเตอร์ไฟฟ้า เมื่อใช้ VFD แล้ว จำเป็นต้องลดกำลังมอเตอร์เนื่องจาก VFD อาจทำให้มอเตอร์ทำงานที่อุณหภูมิสูงกว่าเมื่อมันถูกจ่ายไฟโดยตรงจากสายไฟ
ปัจจัยหลายอย่างสามารถส่งผลต่อระดับการลดกำลังที่จำเป็น เช่น:
ชนิดของมอเตอร์
ชนิดของ VFD
อุณหภูมิภายนอก
วงจรการทำงานของมอเตอร์
เหตุผลบางประการที่ทำให้การลดกำลังมอเตอร์สำคัญเมื่อใช้ VFD คือ:
เพื่อป้องกันมอเตอร์จากการทำความร้อนสูงเกินไป
เพื่อยืดอายุการใช้งานของมอเตอร์
เพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือของมอเตอร์
เพื่อลดโอกาสที่มอเตอร์จะเสียหาย
ต่อไปนี้เป็นตัวอย่างของปัญหาหรือประเด็นที่อาจเกิดขึ้นกับ VFDs:
ความร้อนสูงเกินไป: หาก VFD ไม่ได้ระบายความร้อนอย่างเพียงพอหรือทำงานที่โหลดสูงเกินไป มันอาจเกิดความร้อนสูงเกินไป