en variabel frekvensomriktare (VFD) styr hastigheten på en motor, specifikt en trefasmotor. För att bättre förstå en VFD, låt oss undersöka motorerna de kontrollerar.

de flesta kommersiella HVAC-system kräver kraftfulla motorer och arbetar ofta med en trefaseffekt (standardmetoden för elkraftdistributionssystem på grund av dess effektivitet). En trefasmotor är billigare att använda än enfasmotorer eftersom den använder mindre ström (mindre ström resulterar ofta i minskad trådstorlek och kostnad), särskilt där stora motorkrav är nödvändiga.

de flesta trefasmotorer är anslutna till HVAC-fläktar och arbetar med fast hastighet. Motorn är antingen kopplad direkt till fläkten eller kommer att använda fläkten med ett bälte & remskivor (kombinationen av remskivor styr fläktens fasta hastighet).

låt oss anta att du har en applikation som kräver en HVAC-fläkt med två hastigheter. Verkar enkelt att installera en tvåhastighetsmotor. Men du kunde inte tro att enkelhet skulle vara det rätta svaret.

kan jag kortfattat avvika; jag har nyligen avslutat en video som förklarar hur man läser och använder en Luftkanalkalkylator. I videon förklarar jag luftflödesproblemen som en HVAC-enhet kommer att stöta på med kanalarbete och andra luftdistributionsdelar som innefattar ett HVAC-system. Plenum; kanalvinklar & reducerare; curb Adaptrar; koncentriska; spjällsektioner och liknande, alla införa motstånd (statiskt tryck), och påverka mängden luft, eller utsignalen från luft från en HVAC-enhet.

som sagt, låt oss anta att du perfekt balanserade HVAC-fläktflödet i hela byggnaden med låg hastighet på din tvåhastighetsmotor. Snabbt efter initiering av den andra fasta motorvarvtalet kommer du att upptäcka att resultaten inte är som förutsagda. Varför? Eftersom luftens utgång från fläkten är direkt relaterad till det statiska trycket (motståndet) i HVAC-distributionssystemet. Systemets statiska tryck kommer att ändras till den ökade lufthastigheten som påverkar fläktens luftvolymutgång. Om du får för mycket luft kan du tvingas införa statiskt tryck i ditt system på hastighet två. Om luftflödet är för lågt måste du antingen ändra fläktstorlek eller införa inline kanalfläktar eller liknande. Hur som helst ökar det projektkostnaderna och förvärrar byggnadsägaren.

lösningen är en variabel frekvensomriktare (VFD). En VFD styr hastigheten på en trefas växelströmsmotor, samtidigt som det resulterar i energibesparingar! Det sparar energi eftersom motorn inte kräver så mycket ström vid lägre hastigheter. Även om det liknar funktionaliteten hos en flerhastighetsmotor, är den väldigt annorlunda.

en frekvensomriktare (VFD) kan ställas in på specifika hastigheter. Detta gör det möjligt för en motor att få flera hastigheter, som kan justeras eller justeras för precision. Dessutom kan de manövreras via kontroller för att ständigt variera fläktens hastighet. Ett exempel är MicroMetl modulerande Kraftutsläpp. Som nämnts i en tidigare artikel; när den är ansluten till en tryckgivare, när byggnadstrycket varierar, kommer tryckkontrollen att fluktuera och variera VFD: s hastighet så att kraftuttaget snabbt kan anpassas till varierande tryck. En helt annan applikation är MicroMetl Energy Recovery Units (ERV). Den använder integrationen av VFD: er för att erbjuda en konstant luftvolym till en HVAC-takenhet medan man övervakar förändringar i systemets statiska tryck från föremål som smutsiga luftfilter, ett smutsigt ERV-hjul, systemspjällpositioner och liknande. Därför när det statiska trycket i systemet ändras, kommer kontrollerna att ändra hastigheten på ERV-fläktarna för att upprätthålla en jämn luftvolymutgång.

andra fördelar …

• en VFD eliminerar hög strömström-när en standardmotor slås på drar den en mycket hög mängd ström under en mycket kort tid (fungerar som en kortslutning under en kort tid). Denna spik av strömdragning kan orsaka att vissa kretsar överbelastas. Dessutom görs valet av överströmsskyddsanordningar som säkringar och brytare mer komplicerat när höga inkopplingsströmmar uppstår. En frekvensomriktare är utformad för att långsamt starta, vilket förhindrar inrushström; minska belastningen på komponenterna i motorn; vilket förlänger motorns livslängd.
• VFD kan också integreras i ett 120 volt eller 220 volt enfassystem genom att ansluta enfaslinjer till VFD och ansluta utgången till en trefasmotor.
• många tillverkare integrerar enheterna direkt i fläktarna, vilket ses oftare med bakåtlutade fläktar.

nackdelar

• frekvensomriktare med variabel frekvens kräver specifika säkringstyper och kan orsaka harmonisk distorsion. Harmonisk distorsion påverkar annan utrustning i en byggnad genom att i princip överföra buller tillbaka genom strömkablarna som levererar utrustningen. Detta härdas lätt med Linjereaktorer eller Isoleringstransformatorer. Linjereaktorn är den vanligaste och mest ekonomiska komponenten som används för att isolera harmonisk distorsion.
• dessutom passar ingen storlek alla! Du måste skaffa en VFD för att specifikt matcha motorns storlek och spänning (med hästkraft), liksom den inkommande spänningen till VFD. Du kan underdimensionera motorn till en VFD (matcha en 5 HK VFD till en 3 hk motor), men aldrig överdimensionera. För ekonomins skull, alltid korrekt storlek VFD till motorens hästkraft. Dessutom rekommenderas att du bara matchar en motor till en VFD. Du kan använda två motorer från en enda VFD om den är korrekt dimensionerad (exempel; en 5HP VFD för att driva två 2HP-motorer). Men om en av motorerna termiskt stängs av av någon anledning, när den återställs och startas om, kommer den att misslyckas med VFD och kan skada den.

inte alla motorer är lika

utan att bli för komplicerade; en VFD påverkar hastigheten på en motor genom att ändra frekvensen för kraften som skickas till en motor. En standardmotor är inte lämpligt utformad för att övervinna de negativa effekterna, inklusive ytterligare värme, hörbart ljud, vibrationer, lagerproblem och isoleringsbrott. En motor som arbetar med mycket låg hastighet med en VFD kommer att orsaka att motorn genererar värme. Om du ständigt kontrollerar motorn vid mycket låga hastigheter bör du överväga att använda en liten motor.

Linda upp det!

andra vanliga namn för en frekvensomriktare med variabel frekvens är; justerbar hastighetsdrift, Justerbar frekvensomriktare, AC-enhet, Microdrive och Inverter. En VFD är en bra lösning när en flexibel fläkthastighetslösning krävs. Integrationen av frekvensomriktare i HVAC-enheter blir nödvändig med kod. Programmeringen av vissa VFD är komplexa och kan vara överväldigande. Jag föreslår att du förstår dess grundläggande funktionalitet, men lämna programmeringen till en skicklig elektrisk arbetare.