Što je pogon promjenjive frekvencije?
Pogon varijabilne frekvencije (VFD) elektronički je upravljački uređaj koji se koristi za pružanje podesive kontrole brzine za AC i DC motore. Najčešći tipovi AC motora su AC indukcijski motori ili asinkroni motori. Prednosti korištenja VFD-a su ušteda energije za HVAC ventilatore i pumpe, poboljšani okretni moment motora i kontrola brzine u industrijskim primjenama te poboljšana zaštita motora.
Veličine motora za VFD rad:
Pogoni s promjenjivom frekvencijom mogu pokretati motore u rasponu od ¼ konjskih snaga pri jednofaznom naponu od 120 volti do 20,000 kilovata pri trofaznom naponu od 11,000 volta. Industrijski motori obično su trofazni, a najčešći napon u SAD-u je 480 V. Ostali uobičajeni naponi su 230, 2300 i 4160 V. Motor je dizajniran za rad na različitim naponima ovisno o polovima motora .
Motori su dizajnirani da rade konstantnom brzinom ovisno o broju polova u motoru. Frekvencija napona koji se dovodi u motor određuje brzinu motora. Ova brzina je funkcija primijenjene frekvencije pomnožene sa 120 podijeljene s brojem polova po fazi.
Kako VFD mijenja brzinu motora:
VFD-ovi upravljaju motorima variranjem frekvencije između 0 i 60 ciklusa ili Hertza u sekundi. Također mogu mijenjati frekvencije izvan standardnog 0-60 Hz pojasa do 600 Hz. Nakon što je iznad 600 Hz, primjena je obično vretenasti motor velike brzine. Nakon što je iznad 600 Hz, primjena je obično vretenasti motor velike brzine. VFD mijenja ulaznu frekvenciju podešavanjem izlazne frekvencije AC sinusnog vala na motor. Da bi se to postiglo, VFD ima četiri glavne komponente:
- Diodni ispravljač ili dio pretvarača pretvara izmjenični mrežni napon od 60 Hz u istosmjerni napon preko diodnog ispravljača.
- Sekcija istosmjerne sabirnice sprema pretvoreni izmjenični napon u kondenzator. Za ulaz od 480 V AC, vršni napon na trofaznoj istosmjernoj sabirnici može biti 648 V DC (= 480 V x Sq. Rt. √1,82).
- Pretvarač ili IGBT (bipolarni tranzistor s izoliranim vratima) pretvara pohranjeni istosmjerni napon u analogni izmjenični sinusni valni oblik koji se naziva modulacija širine impulsa za simulaciju izmjeničnog valnog oblika. Valni oblik moduliran širinom pulsa ima amplitudu (visinu), što je maksimalni ulazni napon, obično 480 volti, i radni ciklus (širinu). Broj radnih ciklusa u sekundi je frekvencija u Hercima, a brzina kojom se IGBT uključuje i isključuje je frekvencija nosača. Frekvencije nosača kreću se od 2,000 Hz do 15,000 Hz. Više nosive frekvencije proizvode bolje valne oblike. Zamislite prekidač za svjetlo na zidu koji omogućuje napon i struju za napajanje žarulje. Napon i struja teku do žarulje brzinom od 60 ciklusa u sekundi. Svaki titraj svjetla je prebrz da bi se otkrio golim okom.
- VFD upravljačka sekcija određuje napon i frekvenciju ili broj radnog ciklusa koji se šalje motoru. Motor koristi valni oblik moduliran širinom pulsa za kontrolu brzine motora.
Evolucija pogona promjenjive frekvencije
VFD-ovi su evoluirali tijekom vremena, ali osnovna funkcionalnost je ostala. Koriste se u mnogim primjenama i pomažu u razvoju industrije. Uz trenutni porast IIoT-a i pametne proizvodnje, VFD-ovi će postati sastavni dio poboljšanja procesa i pružati značajne podatke koji će pomoći proizvođačima da postanu vodeći u svojim industrijama.