Een frequentieomvormer (VFD) is een type motorcontroller dat een elektromotor aandrijft door de frequentie en spanning die aan de motor wordt geleverd te variëren. Andere benamingen voor een VFD zijn onder andere snelheidsregelaar, acceleratieregelaar, frequentieregelaar, AC-aandrijving, microdrive en inverter.
De frequentie (of hertz) is direct gekoppeld aan het toerental van de motor (RPM). Met andere woorden, hoe hoger de frequentie, hoe hoger het toerental. Als een creditcardtoepassing niet vereist dat de elektromotor op volle snelheid draait, kan de frequentieomvormer (VFD) worden gebruikt om de frequentie en spanning te verlagen om aan bepaalde eisen van de belasting van de elektromotor te voldoen. Naarmate de vereisten voor het motortoerental van de toepassing veranderen, kan de VFD eenvoudigweg het motortoerental verhogen of verlagen om aan de snelheidseis te voldoen.
De eerste trap van een frequentieomvormer (VFD) is de converter. De converter bestaat meestal uit zes diodes, die werken als terugslagkleppen in waterleidingsystemen. Ze laten stroom slechts in één richting circuleren; de richting die wordt aangegeven door de pijl in het diodesymbool. Als de spanning in fase A (spanning is vergelijkbaar met druk in waterleidingsystemen) bijvoorbeeld hoger is dan de spanning in fase B of C, dan opent de diode en laat stroom door. Wanneer fase B hoger wordt dan fase A, opent de diode in fase B en sluit de diode in fase A. Hetzelfde geldt voor de drie diodes aan de negatieve kant van de bus. Zo ontstaan er zes stroompulsen, doordat elke diode opent en sluit. Dit wordt een "zespuls VFD" genoemd, de standaardconfiguratie voor frequentieomvormers.
Laten we ervan uitgaan dat de aandrijving werkt op een voedingsspanning van 480V. De 480V-waarde is de effectieve waarde, oftewel wortelgemiddelde kwadraatwaarde.
De piekspanning bij een 480V-programma bedraagt 679V. Zoals duidelijk te zien is, heeft de DC-bus van de frequentieomvormer een gelijkspanning met een wisselspanningsrimpel. De spanning schommelt tussen ongeveer 580V en 680V.
We kunnen de wisselstroomrimpel op de gelijkstroombus elimineren door een condensator toe te voegen. Een condensator werkt op een vergelijkbare manier als een reservoir of accumulator in een leidingsysteem. Deze condensator absorbeert de wisselstroomrimpel en levert een zuivere gelijkspanning. De wisselstroomrimpel op de gelijkstroombus is normaal gesproken aanzienlijk minder dan 3 volt. Daardoor wordt de spanning op de gelijkstroombus "ongeveer" 650 VDC. De werkelijke spanning is afhankelijk van de spanning van de wisselstroomserie die de aandrijving voedt, de mate van spanningsonbalans in het elektriciteitsnet, de motorbelasting, de impedantie van het energiesysteem en eventuele smoorspoelen of harmonische filters op de aandrijving.
De diodenbrugomvormer die wisselstroom (AC) omzet in gelijkstroom (DC), wordt soms simpelweg een omvormer genoemd. De omvormer die gelijkstroom weer omzet in wisselstroom kan ook een omvormer zijn, maar om hem te onderscheiden van de diodenbrugomvormer wordt hij over het algemeen een "inverter" genoemd. Het is in de markt gangbaar geworden om elke DC-naar-AC-omvormer een inverter te noemen.
Wanneer we een van de bovenste schakelaars in de omvormer sluiten, wordt die fase van de motor verbonden met de positieve gelijkstroombus en wordt de spanning op die fase positief. Wanneer we een van de onderste schakelaars in de omvormer sluiten, wordt die fase verbonden met de negatieve gelijkstroombus en wordt de spanning negatief. Op deze manier kunnen we elke fase van de motor naar believen positief of negatief maken en zo elke gewenste frequentie genereren. We kunnen dus elke fase positief, negatief of nul maken.
Als u een apparaat gebruikt dat niet op volle capaciteit hoeft te werken, kunt u de energiekosten verlagen door de motor aan te sturen met een frequentieomvormer. Dit is een van de voordelen van frequentieomvormers. Met een frequentieomvormer kunt u de snelheid van de motor afstemmen op de belasting. Er is geen andere manier om een wisselstroommotor aan te sturen die dit mogelijk maakt.
Door uw motoren met de meest efficiënte acceleratie voor uw toepassing te laten werken, zullen er minder fouten optreden, waardoor de productie toeneemt en uw bedrijf hogere inkomsten genereert. Bij transportbanden en riemaandrijvingen elimineert u schokken bij het opstarten, wat een hoge doorvoer mogelijk maakt.
Elektrische aandrijfsystemen zijn verantwoordelijk voor veel meer dan 651 ton aan energieverbruik in de industrie. Door motorbesturingssystemen te optimaliseren met behulp van frequentieomvormers (VFD's) of bestaande VFD's te upgraden, kan het energieverbruik in uw fabriek met maar liefst 701 ton worden verlaagd. Bovendien verbetert het gebruik van VFD's de productkwaliteit en verlaagt het de productiekosten. Dankzij fiscale voordelen voor energieprestaties en kortingen van energieleveranciers is de investering in VFD's vaak al binnen zes maanden terugverdiend.
U hebt ongetwijfeld al vaker het internet geraadpleegd voor meer informatie over Variabele snelheidsaandrijving omdat bibliotheken niet meer zoveel informatie over dit onderwerp bieden als vroeger.