Sprite icons

Mükemmel motor kontrolü için frekans inverterleri

09.06.2025 Hyulia Nazam Iboolu
 
 
 
Enerji verimli taze hava temini için frekans inverterleri
'Frekans invertörü', 'Değişken Frekans Sürücüsü ya da VFD' olarak da bilinen, bir elektrikli AC motorun hızını ve torkunu, güç kaynağının voltajını ve frekansını değiştirerek kontrol eden bir elektronik cihazdır. Motor hızının hassas ayarını sağlar, bu da havalandırma kontrolü gibi hava akışının verimli bir şekilde düzenlenmesi gereken uygulamalar için idealdir. Frekans invertörü kullanmak yalnızca performansı artırmakla kalmaz, aynı zamanda enerji tüketimini ve mekanik bileşenlerin aşınmasını da azaltır. Özellikle, bir frekans kontrolörü ile HVAC sensörlerinin birleşimi, talebe dayalı havalandırma uygulayarak bir havalandırma sisteminin enerji verimliliğini artırmak için birçok olanak sunar.Talep kontrollü havalandırma ile fan hızı sürekli olarak, daima yeterli miktarda taze hava sağlamak için optimize edilir. HVAC sensörleri hava kalitesinin düştüğünü belirlediği anda, daha fazla taze hava sağlamak için fan hızı artırılacaktır. Hava kalitesi yeterince iyi olduğunda, fan hızı tekrar düşürülecektir. Bu şekilde, havalandırma sistemi enerji tasarrufu yaparken sürekli olarak yeterli taze hava sağlama yeteneğine sahip olabilir.
 
ac motorElektrik motorları elektrik enerjisini hareket haline dönüştürür.
Değişken frekans sürücüsünü ayrıntılı olarak tartışmadan önce, öncelikle bir elektrik motoru hakkında bazı bilgilere ihtiyaç vardır. Elektrik motoru, elektrik enerjisini harekete (aynı zamanda kinetik enerji olarak da adlandırılır) dönüştüren bir makinedir. Motor esas olarak elektrik enerjisini motor şaftının döner hareketine dönüştürür. Motor şaftı, motor çalıştığında dönen elektrik motorunun parçasıdır. Bunu bir tekerleğin aksı gibi düşünebilirsiniz - motorun döndürme gücünü, bir fan pervanesi veya bir pompa gibi sürmekte olduğu şeye ileten parçadır.
Motor hızı, bir hız kontrol cihazı kullanılarak düzenlenebilir. Farklı motor türlerinin sayısı sayısızdır, ancak kabaca AC motorlar ve EC motorlar arasında ayrım yapabiliriz. EC motorların her zaman entegre bir hız kontrol cihazı vardır, ancak AC motorlar için harici bir hız kontrol cihazı sağlanabilir. Hız kontrol cihazlarının birkaç türü vardır: transformatör kontrol cihazları, TRIAC kontrol cihazları ve frekans dönüştürücüler. Her tür, motor hızını kontrol etmek için farklı teknoloji kullanır. Her türün kendi avantajları ve dezavantajları vardır. Bir frekans kontrol cihazı, bir AC motoru kontrol etmek için kullanıldığından, öncelikle bununla ilgili bazı ek bilgilere yer verelim.
 
AC motor: elektrik akımları ve manyetizma
Elektrik motorları, manyetizma ve elektrik akımları arasındaki etkileşim üzerine çalışır. Elektrik enerjisine ek olarak, manyetizma da gereklidir. Senkron AC motorları kalıcı mıknatıslar kullanırken, asenkron AC motorları indüksiyon kullanarak kendi manyetik alanlarını üretir (bu da manyetizma ve elektrik arasındaki bir etkileşimdir).
Stator – hareketsiz olan motorun kısmı – içinde bir bobin yerleştirilmiştir. Bu bobinden alternatif akım geçtiğinde, bir manyetik alan üretir. Akım alternatif olduğu için, manyetik alanın polaritesi sürekli değişir. Bu manyetik alanın sürekli daireler içinde döndüğü izlenimi verir. Bu durum, alternatif voltajın frekansı ile aynı hızda gerçekleşir. Rotor – motorun dönen parçası – bu değişen manyetik alanı takip eder. Senkron motorların rotorları kalıcı mıknatıslar içerir. Asenkron motorların rotorları ise sincabın kafesi tasarımına sahiptir – uzunluğu boyunca kalın çubuklar bulunan, iki ucunda halkalarla bağlantılı bir metal tekerleğe benzer — metalden yapılmış bir hamster tekerleği gibidir. Bu sincabın kafesindeki rotor, hareket eden bir manyetik alana yerleştirildiğinde, bir elektrik akımı indüklenir ki bu da bir manyetik alan oluşturur.
Tüm bu manyetik alanlar ve elektrik akımları ısı üretir (ısının kaybedildiği enerji). Bu nedenle ısı, dayanıklı AC motorun en büyük düşmanıdır. Aşırı ısınma durumunda, iç kısa devre nedeniyle hasar riski vardır. Bu nedenle, AC motorun aşırı ısınmasını zamanında tespit etmek çok önemlidir. Bazı versiyonlar motorun içinde sıcaklık sensörleriyle donatılmıştır (TK veya PTC). Bu sensörler, aşırı ısınma durumunda motoru zamanında durdurmak ve motor hasarını önlemek için bazı hız kontrol cihazları tarafından okunabilir.
 
AC motorunun teknik detayları
Belirli bir motor için doğru tipte frekans dönüştürücüsünü seçmek için aşağıdaki verilerin bilinmesi gerekmektedir: motorun teknik etiketi
 
  • Besleme voltajı - Bir AC motorun çalışması için gerekli olan elektrik, besleme voltajı olarak adlandırılır. [VAC] cinsinden ifade edilir. Tek fazlı veya üç fazlı olarak sağlanabilir. Kamu elektrik şebakası üzerinden aşağıdaki seçenekler mevcuttur: 1-faz 230 VAC / 3-faz 230 VAC / 3-faz 400 VAC.
  • Akım tüketimi - Motorun tükettiği enerji miktarıdır. Motorun kullandığı elektrik akımı, Amper veya [A] olarak ifade edilir. Çizilen akım miktarı, motor hızı arttıkça veya yük arttıkça (örneğin, daha büyük fan kanatları) artar. Maksimum çekilen akım genellikle motorun teknik etiketinde listelenir.
  • Motor gücü - Sağlanan voltaj, (maksimum) çekilen akım ve motorun verimliliğinin kombinasyonu motor gücü olarak adlandırılır. Bu, Watt veya kilowatt cinsinden ifade edilir. Bu genellikle motorun teknik etiketinde de listelenmektedir.
 
Bu temel bilgilerin yanı sıra, motorun teknik etiketinde genellikle daha fazla bilgi bulunmaktadır. Motor şaftının dönüş hızı, dakika başına devir [rpm] cinsinden ifade edilir. Tork, yani motor şaftının sağladığı kuvvet, newton-metre [Nm] cinsinden ifade edilir. Pratik bir örnek: Bir traktör düşük hızda ama yüksek torkta bir motorla donatılmıştır. Bu nedenle, bir traktör yavaş hareket eder ama bir tarladan devasa yükleri çekebilir.
Bir Formula 1 aracı, çok yüksek hızda (birçok rpm) ancak bir traktörden daha düşük torkta bir motorla çalışır. Bu idealdir, çünkü yarış aracı çok hafiftir ve bu nedenle göreceli olarak az kuvvet gerektirir.
 
Farklı türde hız kontrol cihazları
Daha önce de belirtildiği gibi, çeşitli hız kontrol cihazı türleri bulunmaktadır. Her bir tür, buna bağlı olarak avantajları ve dezavantajları olan farklı teknolojiler kullanır. Ancak, frekans inverteri daha gelişmiş olduğu için öne çıkmaktadır. Basit hız kontrol cihazları yalnızca motor voltajını azaltır. Bununla birlikte, bir frekans inverteri çok daha fazlasını yapar... Transformatör kontrol cihazları ve TRIAC kontrol cihazları, motora gönderilen voltajı düşürerek motor hızını azaltır. Daha düşük motor voltajı, daha düşük hız anlamına gelir. Transformatör kontrol cihazları voltajı adım adım azaltır (genellikle 5 adım). Elektronik hız kontrol cihazları değişken hız kontrolü sunar. Her iki tür hız kontrol cihazının büyük avantajı, kablolama ve devreye alma konusundaki basitliğidir. Motor bağlandığında, kontrol cihazı hemen kullanılabilir. Hiçbir yapılandırma gerekmez.
Frekans inverteri, motor hızını sürekli olarak düzenler (TRIAC kontrol cihazı gibi). Ancak, düzenlemesi TRIAC kontrol cihazınınki kadar basit değildir (bunu birazdan daha detaylı ele alacağız). Bu daha ileri düzeydeki düzenleme ek yapılandırma gerektirir. Bağlandıktan sonra, kullanıma başlamadan önce frekans inverterinde genellikle bazı ayarların yapılması gerekir. Cihazdaki ek girişler ve çıkışlar sayesinde birçok ekstra mantık işlevi ve özellik eklenebilir.
 
Frekans invertörü vs TRIAC kontrolörü
Bir frekans invertörü ile bir TRIAC kontrolcüsü arasındaki fark nedir? Frekans inverteri yalnızca motor voltajını değiştirmekle kalmaz, aynı zamanda frekansı da değiştirir! TRIAC kontrolörü, sağlanan voltajdan parçalar keser, ancak frekansı değiştirmez - 50 Hz'de kalır. Bu, daha düşük tork (daha az kuvvet) ile sonuçlanır. Motor yine de maksimum hızda çalışmaya çalışır, çünkü frekans hala maksimumdadır. Frekans, motor hızından sorumlu dönen manyetik alanı oluşturur. Motor voltajını frekansı değiştirmeden düşürmek, motorun durma riski oluşturur. Frekansı değiştirmeden bir motorun voltajını düşürdüğünüzde, motor daha az tork ürettiği için zayıflar - tork, motorun dönmesini sağlayan kuvvettir. Tork çok fazla düştüğünde, motor yükten gelen direnci aşamayabilir, örneğin bir fanın kanatları gibi, ve durabilir veya dönmeyi bırakabilir. Bu yüzden sadece voltajı düşürmek (TRIAC kontrolörlerinin yaptığı gibi) tehlikeli olabilir, özellikle düşük hızlarda; çünkü frekans invertörleri her ikisini de birlikte ayarlayarak motorun düzgün çalışmasını sağlar.
 
Bir frekans invertörü, voltaj ve frekans arasındaki oranı sabit tutar (U/f = sabit). Bu, motorun her zaman optimize edilmiş bir voltaj almasını sağlar (daha az enerji tüketimi!). Bu mükemmel oran sayesinde, motor her zaman optimum bir şekilde kontrol edilir. Bu aynı zamanda frekans invertörünü, TRIAC kontrolörü veya transformatör fan hızı kontrolörüne göre, özellikle düşük hızlarda, önemli ölçüde daha enerji verimli hale getirir.
 
Motor gerilimi düşürüldüğünde, frekans da düşer. Bu, motorun tam torkunu neredeyse korurken daha yavaş dönmesine neden olur. Motor hızı bir frekans invertörü ile kontrol edildiğinde, motor daha düşük hızlarda bile güçlü kalır. Düşük hızlarda durma riski burada önemli ölçüde daha düşüktür.
 
TRIAC kontrolörleri tarafından motoru besleyen tam olarak sinüzoidal olmayan motor voltajı nedeniyle, motor özellikle düşük hızlarda gürültülü olabilir. Frekans invertörü, PWM teknolojisi sayesinde neredeyse mükemmel bir sinüzoidal voltaj oluşturur ve bu da hem invertörün hem de motorun tamamen sessiz çalışmasına olanak tanır. Standart ayarlarla ses seviyeleri hala çok yüksekse, frekans invertörü parametre ayarlarında maksimum anahtarlama frekansını artırarak (parametre 17) daha da azaltılabilir. Ancak, artan anahtarlama frekansı motor yataklarının daha hızlı aşınmasına ve ek EMC'ye neden olabilir.
 
Frekans invertörü nasıl çalışır?
Teknik açıdan, frekans inverterleri üç fonksiyonel bloğa ayrılabilir: frekans invertörü şeması
 
  1. Düzeltici – Burada sağlanan alternatif voltaj (tek fazlı veya üç fazlı AC), doğru akıma (DC) dönüştürülür.
  2. DC Hat – Bu modül bir enerji rezervuarı olarak işlev görür. DC hattı, frekans invertörünün içinde büyük bir iç pil olarak görülebilir.
  3. İnverter Aşaması – Burada, DC voltajı tekrar alternatif voltaja (tek fazlı veya üç fazlı) dönüştürülür. Bu dönüşüm için kullanılan teknoloji PWM veya Darbe Genişliği Modülasyonu'dur. IGBT'ler (yalıtkan kapılı bipolar transistörler) akımın hızlı bir şekilde arka arkaya akmasına izin verir (onları çok hızlı açılıp kapanan ışık anahtarları gibi düşünebilirsiniz). Tüm bu kısa darbelerin birleşimi, neredeyse mükemmel bir sinüs dalga voltajı üretir. IGBT'ler, TRIAC'lerden çok daha hızlıdır ve çok daha yüksek akımları değiştirebilir. Ancak, TRIAC'lerden de daha pahalıdırlar.
Frekans inverteri ile transformatörlü kontrolör ve TRIAC kontrolör arasındaki büyük fark, frekans inverterinin öncelikle sağlanan enerjiyi doğru akıma (DC) dönüştürmesi ve ardından yeniden alternatif akıma (AC) dönüştürmesidir. TRIAC ve trafolu kontrolörler sadece sağlanan AC voltajını azaltmaktadır.
 
Elektromanyetik Uyumluluk ya da EMC
EMC, Elektromanyetik Uyumluluk anlamına gelir. Her frekans inverteri, motor hızını düzenlemek için IGBT'leri (yüksek hızlı elektronik anahtarlar) kullanır. Bu anahtarlar son derece verimli olmasına rağmen, elektrik gürültüsü de üretirler; bu da Elektromanyetik Girişim (EMI) olarak bilinir ve bina güç şebekesine geri dönebilir. TRIAC kontrol cihazları ve trafolu kontrol cihazları, frekans kontrol cihazlarına göre çok daha az EMI üretir çünkü çok daha yavaş bir hızda anahtar değiştirirler. İşte bu nedenle, frekans inverterleri binaya kurulduğunda, EMC filtresi, binanın elektriksel ortamını istikrarlı tutmada hayati bir rol oynar.
 
EMI (Elektromanyetik Girişim) herhangi bir fiziksel, duyulabilir gürültüye neden olmaz, ancak bina içindeki diğer hassas elektronik cihazların çalışmasını bozabilir. Yangın alarmları, aydınlatma kontrolleri, iletişim ağları ve ofis ekipmanları gibi sistemler, bu görünmez bozulmadan etkilenebilir. İşte burada EMC filtresi devreye girer. EMC filtresi, invertörden kaynaklanan elektriksel gürültüyü filtreleyerek güç kaynağı aracılığıyla yayılmasını önleyen bir koruyucu bariyer görevi görür. Özünde, EMC filtresi invertörün binadaki diğer ekipmanı rahatsız etmeden çalışmasını sağlar. EMC filtresi kurmak sadece iyi bir fikir değildir - genellikle bir gerekliliktir. Ticari, endüstriyel veya çok amaçlı binalarda, frekans invertörleri kurulduğunda genellikle yönetmelikler EMC filtrelerinin kullanılmasını zorunlu kılar. Bu, tesis içindeki tüm diğer elektronik sistemlerin güvenilirliğini sağlarken, elektrik güvenliği standartlarına uyumu da temin eder.
frekans inventörü ürün yelpazesi
Frekans invertörleri ürün yelpazesi
Sentera, HVAC uygulamaları için Invertek frekans kontrol cihazlarının distribütörüdür. Optidrive E3 serisi, kullanım kolaylığı, mükemmel kalite ve zaten HVAC uygulamaları için optimize edilmiş standart ayarları ile tanınır. Bu, devreye alma ve yapılandırmayı basitleştirir. Tüm cihazlar, EN61800-3:2004'e göre C1 kategori EMC filtresi ile donatılmıştır. Frekans invertörlerinden oluşan ürün yelpazemiz üç varyanttan oluşmaktadır:
    1.Frekans inverterleri - E2, harici kontrol sinyallerini bağlamak için klemens şeritleriyle elektrik panosuna kurulum içindir. Bu frekans invertörleri, standart işletim paneli (5frekans inventörü adet basma düğmesi ve 7 segmentli bir LED ekran) ile donatılmıştır. Harici başlatma-durdurma komutları ve 0-10 Volt hız referans sinyalleri, klemens bloğu aracılığıyla bağlanabilir. Frekans invertörü, motoru nasıl kontrol edeceğini bu harici kontrol sinyallerini kullanarak belirler.
 
-E2 cihazlarının dış kasası, nem ve toza karşı IP20 koruma derecesi sunar. Bu cihazların, iyi bir ısı dağılımı sağlamak için yeterli havalandırma ve soğutmaya sahip bir elektrik panosuna kurulmasını şiddetle tavsiye ederiz.
 
     2.Frekans inverterleri -E6-19, harici kontrol sinyallerini bağlamak için terminallerle dış mekan kurulumu için. Frekans inverteri IP66. Bu frekans inverterleri, standart çalışma paneli (5 buton ve 7 segment LED ekran) ile donatılmıştır. Harici başlatma-durdurma komutları ve 0-10 Volt hız referans sinyalleri, terminal bloğu aracılığıyla bağlanabilir. Frekans inverteri, motoru nasıl kontrol edeceğini bilmek için bu harici kontrol sinyallerini kullanır.frekans inventörü
   
    -E6-19 cihazlarının muhafazası, su ve kir girişine karşı IP66 koruma derecesi sunmaktadır. Bu sağlam muhafaza sayesinde, motorun yanına dış mekânda kolayca monte edilebilirler. Toz geçirmezler ve kapalı ABS muhafaza ile korozyona dayanıklı ısı dağıtıcı sayesinde yıkanma görevine hazırdırlar. Sert polikarbonat plastik muhafaza, ultraviyole (UV), yağlar, yağlar ve asitler tarafından bozulmaya dayanacak şekilde tasarlanmıştır. -20°C'de kırılgan olmamak için yeterince sağlamdır. Cihazın doğrudan yağmur ve güneş ışığından korunması önerilir.
 
 
     3.Frekans inverleri -E6-19, yerleşik kontrol butonlarıyla dış mekan kurulumları için tasarlanmıştır. Kontrol düğmeli frekans inverleri, hız ayarı için entegre bir potansiyometre, çalıştırma geri – KAPALI – çalıştırma ileri komutu için 3 pozisyonlu bir anahtar ve kilitlenebilir şebeke kesici anahtarı ile donatılmıştır.
 
    -E6-19 cihazlarının muhafazası, su ve kir girişine karşı IP66 koruma derecesi sunmaktadır. Bu sağlam muhafaza sayesinde, motorun yanına dış mekânda kolayca montefrekans inventörü edilebilirler. Toz geçirmezler ve kapalı ABS muhafaza ile korozyona dayanıklı ısı dağıtıcı sayesinde yıkama görevine hazırdırlar. Dayanıklı polikarbonat plastik muhafaza, ultraviyole (UV), yağlar, yağlar ve asitler tarafından bozulmaya dayanacak şekilde tasarlanmıştır. Ayrıca -20°C'de kırılgan olmamak için yeterince sağlamdır. Cihazın doğrudan yağmur ve güneş ışığından korunması tavsiye edilir.
 
Uygulamanız için doğru frekans invertörünü nasıl seçmelisiniz?
Yukarıdaki seçim yapıldıktan sonra, motor teknik tarafına dayalı olarak da bir seçim yapılması gerekmektedir. Uygulamanız için doğru cihazı seçmek için aşağıdaki bilgilere ihtiyacınız olacaktır:
 
  • Sahada mevcut olan besleme gerilimi nedir?
     Tipik mevcut besleme gerilimleri: 1 faz 230 Volt besleme, 3 faz 230 Volt besleme veya 3 faz 400 Volt beslemedir. Bu, frekans inverterine sağlanacak gerilimdir.
  • Motorun hangi voltaja ihtiyacı var? (Bu bilgi motorun teknik etiketinde bulunabilir.) 
    AC motorlar genellikle aşağıdaki voltajlarda mevcuttur: 1 faz 230 VAC, 3 faz 230 VAC veya 3 faz 400 VAC. Bu, frekans invertörünün AC motora sağlayacağı voltajdır (frekans invertörünün besleme voltajından bağımsız olarak).
  • Motor akımı nedir? Bu bilgi motorun teknik etiketinde de belirtilmiştir ve [A] cinsinden ifade edilir. Frekans invertörünün sağlayabileceği akım, motor akımından daha yüksek olmalıdır. Birden fazla motor bir frekans invertörü ile kontrol ediliyorsa, tüm motor akımlarının toplamı (artı biraz marj) frekans invertörünün maksimum akımından düşük olmalıdır. Genellikle motor ve frekans invertöründeki akım [A] ve güç [kW] göstergeleri birbirine uyum sağlar. Şüphe durumunda, maksimum motor akımından daha fazla akım sağlayabilen bir frekans invertörü tipi seçmek tavsiye edilir.
Hata bildir
Web sitemizde bulunan tüm bilgileri görmek ister misiniz? Lütfen giriş yapın ya da kaydolun....
Oturum aç
Zorunlu(*)