Een variabele frequentieaandrijving (VFD) regelt het toerental van een motor, in het bijzonder een driefasenmotor. Om een VFD beter te begrijpen, laten we de motoren onderzoeken die ze besturen.

De meeste commerciële HVAC-systemen hebben krachtige motoren nodig en werken vaak op een driefasig vermogen (de standaardmethode voor elektrische energiedistributiesystemen vanwege de efficiëntie). Een driefasige motor is goedkoper te bedienen dan eenfasige motoren omdat het minder stroom verbruikt (minder stroom resulteert vaak in een verminderde draadgrootte en kosten), vooral wanneer grote motorvereisten nodig zijn.

De meeste driefasenmotoren zijn aangesloten op HVAC-ventilatoren en werken met een vast toerental. De motor is ofwel rechtstreeks aan de ventilator gekoppeld, ofwel zal de ventilator bedienen met behulp van een band & katrollen (de combinatie van katrollen regelt het vaste toerental van de ventilator).

laten we aannemen dat u een applicatie hebt die een HVAC-ventilator met twee snelheden vereist. Lijkt eenvoudig genoeg om een motor met twee snelheden te installeren. Je kunt echter onmogelijk denken dat eenvoud het juiste antwoord zou zijn.

Mag ik even uitweiden; ik heb onlangs een video gemaakt waarin wordt uitgelegd hoe een Luchtkanaalcalculator moet worden gelezen en gebruikt. In de video leg ik de luchtstroomproblemen uit die een HVAC-eenheid zal tegenkomen met kanaalwerk en andere luchtverdeelonderdelen die een HVAC-systeem vormen. Plenums; kanaalhoeken & verloopstukken; stoeprandadapters; concentrische delen; kleppen en dergelijke, zorgen allemaal voor weerstand (statische druk) en beïnvloeden de hoeveelheid lucht of de output van lucht van een HVAC-eenheid.

Dat gezegd, Laten we aannemen dat u perfect evenwichtig de HVAC ventilator luchtstroom door het gebouw bij de lage snelheid van uw twee snelheid motor. Snel na het initiëren van het tweede vaste motortoerental, zult u ontdekken dat de resultaten niet zijn zoals voorspeld. Waarom? Omdat de luchtopbrengst van de ventilator direct gerelateerd is aan de statische druk (weerstand) van het HVAC distributiesysteem. De statische druk van het systeem zal veranderen in de verhoogde luchtsnelheid die het luchtvolume van de ventilator beïnvloedt. Als u te veel lucht krijgt, kunt u worden gedwongen om statische druk in te voeren in uw systeem op snelheid twee. Als de luchtstroom te laag is, moet u de ventilatorgrootte wijzigen of inline ventilatoren of dergelijke introduceren. Hoe dan ook, het verhoogt de projectkosten en verergert de eigenaar van het gebouw.

de oplossing is een Variable Frequency Drive (VFD). Een VFD regelt de snelheid van een driefasige wisselstroommotor, wat resulteert in energiebesparing! Het bespaart energie omdat de motor minder stroom nodig heeft bij lagere snelheden. Hoewel het lijkt op de functionaliteit van een multi-speed motor, het is heel anders.

een variabele frequentieaandrijving (VFD) kan worden ingesteld op specifieke snelheden. Hierdoor kan een motor meerdere snelheden bereiken, die kunnen worden aangepast of getweaked voor precisie. Bovendien kunnen ze via bedieningselementen worden bediend om de snelheid van een ventilator constant te variëren. Een voorbeeld is de MicroMetl modulerende vermogen uitlaat. Zoals opgemerkt in een vorig artikel; wanneer aangesloten op een drukopnemer, als de bouwdruk varieert, zal de drukregeling fluctueren en de snelheid van de VFD variëren, waardoor de uitlaat van het vermogen snel kan worden aangepast aan verschillende drukken. Een heel andere toepassing is de MicroMetl Energy Recovery Units (ERV). Het maakt gebruik van de integratie van VFD ‘ s om een constant luchtvolume te bieden aan een HVAC-dakunit, terwijl het toezicht op veranderingen in het systeem statische druk van items zoals vuile luchtfilters, een Vuil ERV wiel, systeem demper posities en dergelijke. Naarmate de statische druk binnen het systeem verandert, zullen de regelaars de snelheid van de ERV-ventilatoren wijzigen om een consistent luchtvolume te behouden.

andere voordelen …

• een VFD elimineert hoge In-rush stroom-wanneer een standaardmotor wordt ingeschakeld, trekt het een zeer hoge hoeveelheid stroom voor een zeer korte tijd (fungeert als een kortsluiting voor een korte tijd). Deze piek van stroom kan leiden tot overbelasting van sommige circuits. Bovendien wordt de selectie van overstroombeveiliging zoals zekeringen en stroomonderbrekers ingewikkelder gemaakt wanneer hoge inschakelstromen optreden. Een variabele frequentieaandrijving is ontworpen om langzaam te starten, waardoor inschakelstroom wordt voorkomen; het verminderen van de stress op de componenten van de motor, waardoor de levensduur van de motor wordt verlengd.
• de VFD kan ook worden geïntegreerd in een eenfasig systeem van 120 volt of 220 volt door eenfasige lijnen aan te sluiten op de VFD en de uitgang aan te sluiten op een driefasige motor.
• veel fabrikanten integreren de aandrijvingen direct in de ventilatoren, zoals vaker wordt gezien bij achterwaartse hellingsventilatoren.

nadelen

• variabele Frequentieaandrijvingen vereisen specifieke zekeringen en kunnen harmonische vervorming veroorzaken. Harmonische vervorming beà nvloedt andere apparatuur in een gebouw door in principe geluid terug te zenden via de stroomdraden die de apparatuur leveren. Dit kan gemakkelijk worden uitgehard met Lijnreactoren of Isolatietransformatoren. De Lijnreactor is de meest voorkomende en economische component die wordt gebruikt om harmonische vervorming te isoleren.
• bovendien past geen enkele maat op iedereen! U moet een VFD verwerven om specifiek overeen te komen met de grootte en de spanning van de motor (door paard macht), evenals de inkomende spanning aan de VFD. Je kunt de motor ondermaats maken tot een VFD (vergelijk een 5 PK VFD met een 3 PK motor), maar nooit overmaat. Omwille van de economie, altijd de juiste grootte van de VFD aan de paardenkracht van de motor. Daarnaast is het raadzaam dat u slechts één motor aan één VFD. U kunt twee motoren bedienen vanaf een enkele VFD als de juiste grootte (bijvoorbeeld; een 5HP VFD om twee 2HP motoren te bedienen). Echter, als een van de motoren thermisch wordt uitgeschakeld om welke reden dan ook, zodra het reset en herstart, zal het fout uit de VFD, en kan het beschadigen.

niet alle motoren zijn gelijk

zonder te ingewikkeld te worden; een VFD beïnvloedt het toerental van een motor door de frequentie van het naar een motor verzonden vermogen te veranderen. Een standaardmotor is niet op de juiste manier ontworpen om de negatieve effecten, waaronder extra warmte, hoorbaar geluid, trillingen, lagerproblemen en isolatieafbraak, te overwinnen. Een motor die op zeer laag toerental werkt met een VFD zal ervoor zorgen dat de motor warmte genereert. Als je constant de motor controleert op zeer lage snelheden, moet je overwegen om een kleine motor te gebruiken.

het wordt afgesloten!

andere veel voorkomende namen voor een variabele frequentieaandrijving zijn: instelbare Toerentalaandrijving, instelbare frequentieaandrijving, AC-aandrijving, Microdrive en omvormer. Een VFD is een geweldige oplossing wanneer een flexibele ventilatorsnelheid oplossing nodig is. De integratie van variabele Frequentieaandrijvingen in HVAC-units wordt vereist door code. De programmering van sommige VFD ‘ s is complex en kan overweldigend zijn. Ik stel voor dat je de basisfunctionaliteit begrijpt, maar laat de programmering over aan een ervaren elektrotechnicus.