Mitä eroa on VFD:llä ja pehmokäynnistimellä?

Teollisuusautomaation ja moottorin ohjauksen maailmassa taajuusmuuttajat (VFD) ja pehmokäynnistimet ovat molemmat kriittisiä komponentteja, jotka on suunniteltu hallitsemaan vaihtovirtasähkömoottorien toimintaa. Vaikka niillä on yhteinen tavoite suojella moottoreita ja käyttämiään järjestelmiä, niiden toiminnot, monimutkaisuus ja ihanteelliset sovellukset eroavat toisistaan ​​huomattavasti. Näiden erojen ymmärtäminen on avainasemassa oikean laitteen valitsemisessa erityistarpeisiisi.

Pehmeät käynnistimet: Hellävarainen alku

A pehmeä käynnistin , joka tunnetaan myös nimellä RVSS (Reduced Voltage Pehmeä käynnistin), on ensisijaisesti suunniteltu tarjoamaan tasainen ja kontrolloitu AC-moottorin käynnistys. Sen päätehtävä on rajoittaa käynnistysvirtaa ja vääntömomenttia, joka syntyy, kun moottori käynnistetään suoraan linjan poikki (eli syöttämällä välittömästi täyttä jännitettä).

Miten ne toimivat

Pehmokäynnistimet saavuttavat tämän "hellävaraisen" käynnistyksen lisäämällä asteittain moottoriin syötettyä jännitettä. Yleensä käyttävät Silicon Controlled Rectifiers (SCR) tai tyristorit kussakin vaiheessa pilkkomaan AC-aaltomuotoa, mikä vähentää tehollista jännitettä. Tämän asteittaisen jännitteen nousun ansiosta moottori voi kiihtyä tasaisesti, mikä vähentää moottorin ja siihen liitettyjen laitteiden (kuten hihnat, vaihteet ja putket) mekaanista rasitusta ja vähentää sähköverkon sähköhäiriöitä.

Tärkeimmät ominaisuudet:

• Vain jännitteensäätö: Pehmokäynnistimet ohjaavat ensisijaisesti moottoriin syötettyä jännitettä. Moottoriin syötettävän tehon taajuus pysyy vakiona (esim. 50 Hz tai 60 Hz).

• Käynnistyksen ja sammutuksen painopiste: Niiden päätarkoituksena on hallita moottorin kiihtyvyyttä ja joissakin tapauksissa hidastuvuutta (pehmeä pysäytys). Ne eivät tarjoa jatkuvaa nopeudensäätöä normaalin käytön aikana.

• Yksinkertaisempi muotoilu: Yleensä pehmokäynnistimet ovat vähemmän monimutkaisia ja kompakteja kuin VFD:t, mikä tekee niistä helpompia asentaa ja usein kustannustehokkaampia erityistoimintoihinsa nähden.

• Kustannustehokas kiinteälle nopeudelle: Ne ovat taloudellinen valinta sovelluksiin, joissa moottori toimii tasaisella nopeudella saavuttaessaan täyden kierrosluvun.

Tyypilliset sovellukset:

Pehmeät käynnistimet ovat ihanteellisia sovelluksiin, joissa tasainen käynnistys on ratkaisevan tärkeää, mutta jatkuvaa nopeuden vaihtelua ei tarvita. Yleisiä sovelluksia ovat:

• Pumput: Estää "vesivasaran" (äkilliset painepiikit) putkistoissa.

• Tuulettimet ja puhaltimet: Vähentää mekaanista iskua ja melua käynnistyksen aikana.

• Kuljettimet: Välttääksesi nykivät käynnistykset, jotka voivat roiskua materiaaleja tai vahingoittaa hihnaa.

• Kompressorit: Säätää käynnistysmomenttia ja vähentää kulumista.

• Sahat ja murskaimet: Hallittu käynnistys estää liiallisen mekaanisen rasituksen.

Variable Frequency Drives (VFD): Kattava ohjaus

A Variable Frequency Drive (VFD) , joka tunnetaan myös nimellä Adjustable Speed Drive (ASD) tai taajuusmuuttaja, on paljon kehittyneempi laite, joka tarjoaa tarkan ja jatkuvan vaihtovirtamoottorin nopeuden ja vääntömomentin hallinnan. Toisin kuin pehmokäynnistimet, VFD:t voivat vaihdella sekä moottoriin syötettyä jännitettä että taajuutta.

Miten ne toimivat

VFD:t toimivat kolmessa päävaiheessa:

1. Tasasuuntaaja: Tuleva vaihtovirta (kiinteä jännite ja taajuus) muunnetaan tasavirraksi.

2. DC-bussi: Tasavirta suodatetaan ja tasoitetaan sitten kondensaattoreilla.

3. Invertteri: Tämä tasavirta muunnetaan sitten takaisin vaihtovirtalähteeksi, mutta säädettävällä jännitteellä ja taajuudella. Tämä tehdään yleensä käyttämällä Eristetyt kaksinapaiset transistorit (IGBT) jotka kytkeytyvät nopeasti päälle ja pois päältä luoden pulssinleveysmoduloidun (PWM) aaltomuodon, joka approksimoi siniaaltoa. Säätämällä sekä jännitettä että taajuutta VFD voi ylläpitää optimaalista volttia hertsiä kohti (V/Hz), mikä on ratkaisevan tärkeää moottorin vääntömomentin ylläpitämiseksi eri nopeuksilla.

Tärkeimmät ominaisuudet:

• Jännitteen ja taajuuden ohjaus: VFD:t voivat säätää tarkasti sekä moottoriin syötetyn jännitteen että taajuuden, mikä mahdollistaa moottorin nopeuden, vääntömomentin ja suunnan dynaamisen ohjauksen.

• Jatkuva nopeudensäätö: Tämä on VFD:n ensisijainen etu. Se voi vaihdella moottorin nopeutta nollasta nimellisnopeuteen ja jopa yli sen.

• Parannettu energiatehokkuus: Antamalla moottorin toimia vain kuorman edellyttämällä nopeudella, VFD:t voivat vähentää merkittävästi energiankulutusta, erityisesti vaihtelevan vääntömomentin sovelluksissa (kuten puhaltimet ja pumput).

• Lisäsuojaus ja diagnostiikka: VFD:t sisältävät usein kehittyneitä moottorinsuojaominaisuuksia (esim. ylivirta, ylijännite, alijännite, ylikuormitus, vaihehäviö, ylilämpötila) ja tarjoavat laajaa diagnostiikkatietoa.

• Korkeammat kustannukset ja monimutkaisuus: Kehittyneiden toimintojensa ansiosta VFD:t ovat yleensä kalliimpia ja suurempia kuin pehmokäynnistimet.

Tyypilliset sovellukset:

VFD:t ovat välttämättömiä sovelluksissa, jotka vaativat tarkkaa nopeudensäätöä, energiansäästöä ja optimaalista prosessin ohjausta. Yleisiä sovelluksia ovat:

• LVI-järjestelmät: Puhaltimien ja pumppujen ohjaaminen vastaamaan ilmavirran ja veden virtausta kysyntään, mikä johtaa merkittäviin energiansäästöihin.

• Valmistusprosessit: Kuljettimien, sekoittimien, ekstruuderien ja työstökoneiden nopeuden hallinta tuotannon ja tuotteiden laadun optimoimiseksi.

• Veden ja jäteveden käsittely: Pumpun nopeuksien hallinta haluttujen virtausnopeuksien ja paineiden ylläpitämiseksi ja samalla energiankulutuksen minimoiminen.

• Nosturit, nostimet ja hissit: Tarjoaa tasaisen kiihtyvyyden ja hidastuksen tarkan kuormankäsittelyn ja turvallisuuden parantamiseksi.

• Kaikki sovellukset, joissa kuormitusvaatimukset vaihtelevat: Missä moottorin nopeuden säätäminen voi johtaa prosessin optimointiin ja energiansäästöön.

Yhteenveto eroista: