Ein Frequenzumrichter (VFD) steuert die Drehzahl eines Motors, insbesondere eines Drehstrommotors. Um einen VFD besser zu verstehen, untersuchen wir die Motoren, die sie steuern.Die meisten kommerziellen HLK-Systeme erfordern leistungsstarke Motoren und arbeiten oft mit einer dreiphasigen Stromversorgung (die Standardmethode für elektrische Energieverteilungssysteme wegen ihrer Effizienz). Ein Dreiphasenmotor ist billiger zu betreiben als Einphasenmotoren, da er weniger Strom verbraucht (weniger Strom führt häufig zu einer Verringerung der Drahtgröße und der Kosten), insbesondere wenn große Motoranforderungen erforderlich sind.

Die meisten Drehstrommotoren sind an HLK-Ventilatoren angeschlossen und arbeiten mit einer festen Drehzahl. Der Motor ist entweder direkt mit dem Lüfter gekoppelt oder betätigt den Lüfter mit einem Riemen & Riemenscheiben (die Kombination von Riemenscheiben steuert die feste Drehzahl des Lüfters).

Nehmen wir an, Sie haben eine Anwendung, die einen HLK-Lüfter mit zwei Geschwindigkeiten benötigt. Scheint einfach genug zu installieren eine zwei geschwindigkeit motor. Sie könnten jedoch unmöglich denken, dass Einfachheit die richtige Antwort wäre.

Darf ich kurz abschweifen; Ich habe kürzlich ein Video fertiggestellt, das erklärt, wie man einen Luftkanalrechner liest und benutzt. Im Video erkläre ich die Luftstromprobleme, auf die eine HLK-Einheit bei Kanalarbeiten stoßen wird, und andere Luftverteilungsteile, die ein HLK-System umfassen. Plenums; Kanalwinkel & Reduzierstücke; Bordsteinadapter; Konzentriken; Klappenabschnitte und dergleichen führen alle zu einem Widerstand (statischer Druck) und beeinflussen die Luftmenge oder den Luftausstoß aus einer HLK-Einheit.

Nehmen wir also an, Sie haben den HLK-Lüfterluftstrom im gesamten Gebäude bei der niedrigen Drehzahl Ihres Zweigangmotors perfekt ausbalanciert. Schnell nach dem Starten der zweiten festen Motordrehzahl werden Sie feststellen, dass die Ergebnisse nicht wie vorhergesagt sind. Warum? Weil die Luftleistung des Lüfters direkt mit dem statischen Druck (Widerstand) des HLK-Verteilungssystems zusammenhängt. Der statische Druck des Systems ändert sich zu der erhöhten Luftgeschwindigkeit, die die Luftvolumenleistung des Lüfters beeinflusst. Wenn Sie zu viel Luft bekommen, müssen Sie möglicherweise bei Geschwindigkeit zwei statischen Druck in Ihr System einführen. Sollte der Luftstrom zu niedrig sein, müssen Sie entweder die Lüftergröße ändern oder Inline-Kanalventilatoren oder ähnliches einführen. In jedem Fall erhöht es die Projektkosten und verschlimmert den Bauherrn.

Die Lösung ist ein Frequenzumrichter (VFD). Ein VFD steuert die Geschwindigkeit eines dreiphasigen Wechselstrommotors und führt gleichzeitig zu Energieeinsparungen! Es spart Energie, da der Motor bei niedrigeren Drehzahlen nicht so viel Strom benötigt. Obwohl es der Funktionalität eines Mehrgangmotors ähnelt, ist es sehr unterschiedlich.

Ein Frequenzumrichter (VFD) kann auf bestimmte Drehzahlen eingestellt werden. Dies ermöglicht es einem Motor, mehrere Geschwindigkeiten zu erhalten, die für Präzision eingestellt oder optimiert werden können. Darüber hinaus können sie über Steuerungen bedient werden, um die Drehzahl eines Lüfters ständig zu variieren. Ein Beispiel ist der MicroMetl Modulating Power Exhaust. Wie in einem früheren Artikel erwähnt; wenn an einen Druckwandler angeschlossen, wie Gebäudedruck variiert, die Druckregelung schwankt und variiert die Geschwindigkeit des VFD so dass die Leistungsabgas schnell auf unterschiedliche Drücke einzustellen. Eine ganz andere Anwendung sind die MicroMetl Energy Recovery Units (ERV). Es nutzt die Integration von VFDs, um einer HLK-Dacheinheit ein konstantes Luftvolumen zu bieten und gleichzeitig Änderungen des statischen Systemdrucks von Gegenständen wie verschmutzten Luftfiltern, einem verschmutzten ERV-Rad, Systemklappenpositionen und dergleichen zu überwachen. Wenn sich der statische Druck innerhalb des Systems ändert, ändert die Steuerung daher die Geschwindigkeit der ERV-Lüfter, um eine konstante Luftvolumenausgabe aufrechtzuerhalten.

Weitere Vorteile…

• Ein VFD eliminiert hohen Einschaltstrom – Wenn ein Standardmotor eingeschaltet wird, zieht er für eine sehr kurze Zeit eine sehr hohe Strommenge (wirkt für eine kurze Zeit als Kurzschluss). Diese Spitze der Stromaufnahme kann dazu führen, dass einige Stromkreise überlasten. Zusätzlich wird die Auswahl von Überstromschutzeinrichtungen wie Sicherungen und Leistungsschaltern erschwert, wenn hohe Einschaltströme auftreten. Ein Frequenzumrichter ist so ausgelegt, dass er langsam startet und somit den Einschaltstrom verhindert; reduzierung der Belastung der Komponenten des Motors; verlängert so die Lebensdauer des Motors.
• Der VFD kann auch in ein 120-Volt- oder 220-Volt-Einphasensystem integriert werden, indem einphasige Leitungen in den VFD und der Ausgang an einen Dreiphasenmotor angeschlossen werden.
• Viele Hersteller integrieren die Antriebe direkt in die Lüfter, wie es bei rückwärts geneigten Lüftern häufiger der Fall ist.

Nachteile

• Frequenzumrichter erfordern bestimmte Sicherungstypen und können harmonische Verzerrungen verursachen. Harmonische Verzerrungen wirken sich auf andere Geräte in einem Gebäude aus, indem sie Geräusche grundsätzlich über die Stromkabel zurücksenden, die das Gerät versorgen. Dies wird leicht mit Leitungsdrosseln oder Trenntransformatoren geheilt. Der Leitungsreaktor ist die gebräuchlichste und wirtschaftlichste Komponente zur Isolierung von harmonischen Verzerrungen.
• Außerdem passt keine Einheitsgröße für alle! Sie müssen einen VFD erwerben, der speziell der Größe und Spannung des Motors (durch Pferdestärke) sowie der ankommenden Spannung am VFD entspricht. Sie können den Motor auf einen VFD unterdimensionieren (passen Sie einen 5-PS-VFD an einen 3-PS-Motor an), aber niemals überdimensionieren. Passen Sie den VFD aus wirtschaftlichen Gründen immer richtig an die Pferdestärke des Motors an. Zusätzlich, es wird empfohlen, sie spiel nur ein motor zu einem VFD. Sie können zwei Motoren von einem einzigen VFD aus betreiben, wenn Sie die richtige Größe haben (Beispiel: Ein 5-PS-VFD zum Betreiben von zwei 2-PS-Motoren). Wenn jedoch einer der Motoren aus irgendeinem Grund thermisch herunterfährt, sobald er zurückgesetzt und neu gestartet wird, wird der VFD fehlerhaft und kann beschädigt werden.

Nicht alle Motoren sind gleich

Ohne zu kompliziert zu werden; Ein VFD beeinflusst die Drehzahl eines Motors, indem er die Frequenz der an einen Motor gesendeten Leistung ändert. Ein Standardmotor ist nicht geeignet, um die negativen Auswirkungen wie zusätzliche Wärme, hörbare Geräusche, Vibrationen, Lagerprobleme und Isolationsschäden zu überwinden. Ein Motor, der mit sehr niedriger Drehzahl mit einem VFD arbeitet, führt dazu, dass der Motor Wärme erzeugt. Wenn Sie den Motor ständig mit sehr niedrigen Drehzahlen steuern, sollten Sie einen kleinen Motor verwenden.

Einpacken!

Andere gebräuchliche Namen für einen Frequenzumrichter sind: Frequenzumrichter mit einstellbarer Drehzahl, Frequenzumrichter mit einstellbarer Frequenz, Wechselstromantrieb, Mikroantrieb und Wechselrichter. Ein VFD ist eine großartige Lösung, wenn eine flexible Lüftergeschwindigkeitslösung erforderlich ist. Die Integration von Frequenzumrichtern in HLK-Anlagen wird immer mehr gefordert. Die Programmierung einiger VFDs ist komplex und kann überwältigend sein. Ich schlage vor, Sie verstehen die grundlegende Funktionalität, überlassen die Programmierung jedoch einem Elektrofachmann.