Een variabele frequentieaandrijving (VFD) is een motoraansturing voor elektromechanische aandrijfsystemen die de snelheid en het koppel van een AC-motor regelt door de ingangsfrequentie van de motor te variëren en de de overeenkomstige spanning of stroom verandert afhankelijk van de topologie. Het speelt een belangrijke rol bij de snelheidsregeling met variabele frequentie, energiebesparing en beveiligingsfuncties. Maar hoe moeten we de juiste VFD selecteren? Dit artikel is een basisgids voor het selecteren van een VFD.

Over het algemeen is het raadzaam om de selectie van de VFD te overwegen in overeenstemming met het type bestuurde objecten, snelheidsregelbereik, statische snelheidsnauwkeurigheid en vereisten voor startkoppel, enz. zodat het zowel nuttig als economisch is en tegelijkertijd voldoet aan de proces- en productievereisten.

Hoe meer u weet over de VFD's die u nodig heeft voor uw toepassing, hoe gemakkelijker het zal zijn om de juiste VFD te selecteren.

Voordat u zich gaat verdiepen in het selecteren van een VFD, is het een goed idee om basisinformatie over het motortypeplaatje te verzamelen om u te helpen bij het kiezen van de juiste VFD. Deze is als volgt.

  • Paardenkracht
  • Vollastversterkers (FLA)
  • Spanning
  • RPM
  • Servicefactor
  • Geschatte omvormerbelasting (niet op typeplaatje)

Aanvullende informatie wordt bepaald op basis van de vereisten van uw systeem en applicatie.

  • Belastingstype (constant koppel of variabel koppel)
  • Snelheidsbereik en besturingsmethode (PLC-communicatieprotocol vereist, 4-20 mA-signaal, enz.)
  • Speciale behuizingsbehoeften (waar de VFD wordt gemonteerd, binnen/buiten/enz.)

Nadat u de informatie op het motortypeplaatje heeft en hoe u de VFD wilt installeren en bedienen, het is tijd om enkele belangrijke specificaties voor elke VFD te kennen, die u zullen helpen beslissen wat het beste voor u is.

Schijfspecificaties

Vollastampère (FLA)

Vollastversterkers worden gebruikt om de grootte van de omvormer te bepalen. De FLA van uw motor moet overeenkomen met de huidige classificatie van de VFD die u overweegt. Bovendien kunt u uit veiligheidsoverwegingen een VFD aanschaffen met een hogere stroomsterkte dan uw motor nodig heeft. die een klein kussen biedt voor uw toepassing. Dit is vooral belangrijk als u een belasting met een hoge traagheid heeft, of een belasting die moeilijk te starten is. Een te grote stroomsterkte van de VFD zorgt ervoor dat deze op de lange termijn beter kan werken en betrouwbaarder is. omdat u niet op de maximale capaciteit van de VFD draait.

Horsepower (HP)

Het kennen van de belasting of het motorvermogen is een goede manier om uw keuzes te verfijnen, zodat deze bij uw toepassing passen. maar het mag niet worden gebruikt als directe referentie voor het bepalen van de VFD. Vanwege de variabelen van de belastingvereisten, zoals RPM (een motor van 900 RPM heeft heel andere stroomvereisten dan een motor van 3600 RPM), Het dimensioneren van een VFD uitsluitend op basis van HP zal waarschijnlijk problemen veroorzaken.

Spanning en fase

Voor een driefasige ingang is het van cruciaal belang om de spanning van de VFD en de motor af te stemmen op de beschikbare spanning in het veld. Dit is doorgaans 208, 230 of 460VAC voor laagspanningstoepassingen in de VS. Bij een enkelfasige ingang zijn er nog een aantal zaken waar je rekening mee moet houden. In het geval dat u een driefasige motor heeft, maar alleen eenfasige voeding, de VFD kan fungeren als faseomzetter. Als uw belasting 3 PK bedraagt ​​(ongeveer een 230VAC-motor met een FLA van minder dan 13,3 ampère) of minder, er zijn verschillende enkelfasige ingangsaandrijvingen waarmee u rekening moet houden. Als uw motor meer dan 3 pk heeft, kunt u een aandrijving gebruiken die is gemaakt voor een driefasige ingang. zolang het maar op de juiste manier is afgewaardeerd. Als algemene regel geldt dat u de FLA van de motor met 2 moet vermenigvuldigen en vervolgens een VFD moet selecteren met een nominaal vermogen van tweemaal de FLA van de motor. Als u bijvoorbeeld een motor van 10 pk heeft met een FLA van 28 ampère, heeft u voor ongeveer 20 pk een VFD met een vermogen van meer dan 56 ampère nodig.

Het is ook voordelig om een ​​lijnreactor te gebruiken bij het toepassen van eenfasig ingangsvermogen op de aandrijving. Dit komt omdat VFD's de stroom kunnen vervuilen. Wanneer ze worden gebruikt als faseomzetters, zijn ze zelfs nog vervuilender voor de stroomkwaliteit.

Load type (constant torque or variable torque)

Afhankelijk van de toepassing moet u een aandrijving met variabel koppel of constant koppel selecteren. Als het aangedreven apparaat een eenvoudig centrifugaalapparaat is, zoals een ventilator of pomp, dan is een aandrijving met variabel koppel geschikter. Centrifugaaltoepassingen overschrijden zelden de nominale stroom, dus een aandrijving met variabel koppel vereist slechts 120% van de overbelastingsstroomcapaciteit gedurende één minuut. Bovendien kunnen aandrijvingen met variabel koppel maximale energiebesparingen opleveren. Er is bijvoorbeeld minder koppel nodig om de ventilator op 50% te laten draaien dan op volle snelheid. Dankzij de variabele koppelwerking kan de motor alleen het vereiste koppel toepassen, waardoor het energieverbruik wordt verminderd, wat een van de vele voordelen van VFD's is.

Voor zwaardere toepassingen die een constant koppel bij alle snelheden vereisen, zijn VFD's met constant koppel nodig, zoals transportbanden, verdringerpompen, ponsmachines en extruders. Een transportband draait bijvoorbeeld constant, maar naarmate er gewicht aan de band wordt toegevoegd, heeft deze meer kracht nodig, dus uw aandrijving moet in staat zijn om met dit verschil om te gaan. En dat is de reden waarom VFD's met constant koppel minimaal 150% van de overbelastingsstroomcapaciteit van één minuut nodig hebben om belastingspieken te voorkomen.

Snelheidsbereik

De VFD zorgt ervoor dat de motor onder en boven de snelheid kan draaien. Over het algemeen mag een motor niet draaien op minder dan 20% van het gespecificeerde maximaal toegestane toerental. Wanneer een motor zonder voorzorgsmaatregelen op minder dan dit toerental draait, zal de motor oververhit raken. Als u van plan bent uw motor op lage snelheden te laten draaien, moeten passende voorzorgsmaatregelen worden genomen om uw motor te beschermen, zoals het gebruik van een afzonderlijke extra koelventilator.

Een VFD kan een motor ook sneller laten draaien dan de snelheidswaarde op het typeplaatje. Als algemene regel geldt dat motoren niet sneller mogen draaien dan 20% van hun nominale snelheid. Houd er rekening mee dat wanneer u de ontwerpsnelheid overschrijdt, u koppel verliest. Bovendien moet u ervoor zorgen dat uw motor niet constant boven de FLA-waarde draait.

Control methods

Wanneer u een VFD koopt, moet u duidelijk zijn over uw controlemethode. Veel gebruikers hebben Ethernet-communicatie nodig om de juiste informatie van hun aandrijvingen naar PLC's en productieautomatiseringssystemen te krijgen. Steeds meer bedrijven maken gebruik van deze geavanceerde communicatiesystemen, maar sommige goedkope schijven bevatten deze opties niet.

Hieronder vindt u informatie over enkele controlemethoden:

  • 2-draads bediening of 3-draads bediening (2-draads bediening is meestal een houdschakelaar waarbij de uit-positie de rit stopt en de aan-positie de rit start. 3-draads bediening maakt het gebruik van een start- en een stopknop mogelijk.)
  • Snelheidspotentiometer – Hiermee kan de operator de motorsnelheid instellen met een potentiometer.
  • Digitale programmeer-/display-eenheid – Hiermee kan de operator de aandrijving programmeren en problemen oplossen door waarden in te voeren via een toetsenbord via een LED- of LCD-display. De weergave-eenheid kan ook worden gebruikt om de werking van de aandrijving te controleren.
  • Analoge signaalvolger – 4-20mA of 0-10VDC; er moet een geïsoleerde ingang zijn voor de VFD; Er moeten getwiste/afgeschermde paren worden gebruikt en de draden moeten uit de buurt van driefasige AC, vooral PWM, worden gehouden.
  • Selectieschakelaar snelheidsselectie – Hiermee kan de bestuurder kiezen uit verschillende vooraf ingestelde snelheden. Als de snelheid via de PLC wordt ingesteld en er geen analoge uitgang is, kan deze ook worden gebruikt.
  • Seriële communicatie – Zorgt ervoor dat frequentieregelaars kunnen communiceren op een netwerk, zoals MODBUS RTU, waardoor de werking van de schijf kan worden gecoördineerd en bewaakt vanaf een pc.
  • Ethernetcommunicatie – Zorgt ervoor dat frequentieregelaars kunnen communiceren op een netwerk, zoals MODBUS TCP/IP, RTMoE (Real Time Motion over Ethernet), Ethernet/IP, enz.
  • Er zijn systeemintegratiemoduleslots beschikbaar voor het installeren van extra veldbus-, ethernet-, positiefeedback-, machinebesturing- en uitgebreide I/O-opties.

Aangepaste VFD-producten

Net als de andere apparaten is er een voldoende aantal VFD-aandrijfaccessoires beschikbaar, namelijk:

  • Ontkoppel of stroomonderbreker
  • HOA (hand-/uit-/autoschakelaar)
  • Controlelichten
  • Omzeilen
  • Lijnreactor
  • Harmonische mitigatie
  • TVSS
  • dV/dt-filter

Het kan moeilijk zijn om de perfecte combinatie van schijven en accessoires te bepalen, omdat deze sterk afhankelijk is van omgevings-, toepassings- en regelgevingsoverwegingen.

Eindelijke aanbevelingen

Deze handleiding is bedoeld voor algemene toepassingsgrootten en heeft niet de bedoeling een alomvattende gids te zijn. Voor sommige toepassingen en belastingen kunnen speciale afmetingen en overwegingen vereist zijn. Bij het dimensioneren of specificeren van een VFD voor welke toepassing dan ook, moet u conservatief zijn en rekening houden met enige buffering in de FLA en overbelastingsclassificaties. Dit geldt vooral als u een last heeft die moeilijk te starten is of die tijdens het gebruik zwaar wordt belast. Als u vragen heeft over het selecteren van een VFD of als u specifieke wensen heeft, Neem vóór aankoop contact op met de technische ondersteuning van STEPPERONLINE.