Hvað er drif með breytilegum tíðni?
Drif með breytilegum tíðni (VFD) er rafeindastýribúnaður sem notaður er til að veita stillanlega hraðastýringu fyrir AC og DC mótora. Algengustu tegundir AC mótora eru AC innleiðslumótorar eða ósamstilltir mótorar. Ávinningurinn af því að nota VFD er orkusparnaður fyrir loftræstiviftu og dælunotkun, bætt mótortog og hraðastýringu í iðnaði og bætt mótorvörn.
Mótorstærðir fyrir VFD notkun:
Drif með breytitíðni geta stjórnað mótorum á bilinu ¼ hestöfl við 120 volt einfasa til 20,000 kílóvött við 11,000 volt þrífasa. Iðnaðarmótorar eru venjulega þrífasa og algengasta spennan í Bandaríkjunum er 480 V. Aðrar algengar spennur eru 230, 2300 og 4160 V. Mótorinn er hannaður til að starfa á ýmsum spennum eftir skautum mótorsins .
Mótorar eru hannaðir til að ganga á jöfnum hraða eftir fjölda skauta í mótornum. Tíðni spennunnar sem færð er til mótorsins ákvarðar hraða mótorsins. Þessi hraði er fall af beittri tíðni margfaldað með 120 deilt með fjölda póla í fasa.
Hvernig VFD breytir hraða mótor:
VFDs stjórna mótorum með því að breyta tíðninni á milli 0 og 60 lotur eða Hertz á sekúndu. Þeir geta líka breytt tíðnum utan venjulegs 0-60 Hz bandsins allt að 600 Hz. Þegar komið er yfir 600 Hz er forritið venjulega háhraða snældamótor. Þegar komið er yfir 600 Hz er forritið venjulega háhraða snældamótor. VFD breytir inntakstíðni með því að stilla úttakstíðni AC sinusbylgjunnar að mótornum. Til að ná þessu hefur VFD fjóra meginþætti:
- Díóða afriðlarinn eða breytirhlutinn breytir 60 Hz AC línuspennunni í DC spennu með díóða afriðli.
- DC rútuhlutinn geymir umbreytta AC spennuna í þétti. Fyrir 480 V AC inntak getur toppspennan á þriggja fasa DC strætó verið 648 V DC (= 480 V x Sq. Rt. √1.82).
- Inverter hlutinn eða IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) breytir geymdri DC spennu í hliðstæða AC sinusbylgjuform sem kallast púlsbreiddarmótun til að líkja eftir AC bylgjulögun. Púlsbreiddarmótað bylgjuformið hefur amplitude (hæð), sem er hámarksinntaksspenna, venjulega 480 volt, og vinnulotu (breidd). Fjöldi vinnulota á sekúndu er tíðnin í Hertz og hraðinn sem IGBT kveikir á og slekkur á er burðartíðni. Flutningstíðni er á bilinu 2,000 Hz til 15,000 Hz. Hærri burðartíðni framleiðir betri bylgjuform. Ímyndaðu þér ljósrofa á veggnum sem gerir spennu og straumi kleift að knýja ljósaperu. Spenna og straumur flæða til perunnar á hraðanum 60 lotur á sekúndu. Ljósflökt er of hratt til að hægt sé að greina það með berum augum.
- VFD stjórnhlutinn ákvarðar spennu og tíðni eða vinnulotunúmer sem er sent til mótorsins. Mótorinn notar púlsbreiddarmótað bylgjulögun til að stjórna hraða mótorsins.
Þróun breytilegra tíðnidrifa
VFDs hafa þróast með tímanum, en grunnvirkni er enn. Þau eru notuð í mörgum forritum og hjálpa atvinnugreinum að þróast. Með núverandi aukningu í IIoT og snjallri framleiðslu munu VFDs verða óaðskiljanlegur í endurbótum og veita þýðingarmikil gögn til að hjálpa framleiðendum að verða leiðandi í sínum atvinnugreinum.