Mis on muutuva sagedusega ajam (VFD)? Kuidas see töötab, tüübid ja kuidas valida õige

Muutuva sagedusega ajam (VFD) on mootorikontroller, mis muudab vahelduvvoolu asünkroonmootori sagedust ja pinget, nii et mootor töötab ühe fikseeritud kiiruse asemel teie protsessi jaoks vajaliku kiiruse ja pöördemomendiga. Seda nimetatakse ka vahelduvvooluajamiks, inverteriks, sagedusmuunduriks, muutuva kiirusega ajamiks või reguleeritava sagedusega ajamiks.

Enamik juhendeid peatub teoorial. See jätkab sellega, mida ostjad tegelikult eksivad: suuruse määramine, piirkondlik pinge ja sageduse ühilduvus ning mudelinumbrite dekodeerimine kuue meie laos oleva kaubamärgi vahel. Kui tunnete juba oma draiviperet ja vajate Siemensi üksikasju, lugege meieSINAMICS G120 täielik juhendselle asemel.

Mida muutuva sagedusega ajam tegelikult teeb

Mootori kiirus määratakse toitesageduse, mitte pinge järgi:

n = 120 × f / p, kus n on sünkroonne kiirus pöörete arvudes, f on sagedus hertsides ja p on pooluste arv.

Tegelik täiskoormuse kiirus on libisemise tõttu 2–5% madalam. Tabelis on ka selgitatud, miks 50 Hz nimesildiga mootor pöörleb 60 Hz võrgus ligikaudu 20% kiiremini.

Lisaks kiirusele annab VFD teile kuus juhtnuppu:

1. Kiiruse seadepunkt,nii et klapi või siibri drossel asemel vastab väljund nõudlusele.
2. Kaldteed,nii jäävad pudelid konveierile püsti ja rihmad lõpetavad libisemise.
3. Pöördemomendi juhtimine,pöördemomendi hoidmine koormuse kõikumise kaudu, mitte komistamise kaudu.
4. Pehme start,sissevoolu katkestamine umbkaudu nimivooluni, mis pikendab kontaktori ja käigukasti eluiga.
5. Pidurdamine ja tagurdamine,kontrollitud peatumine ilma mehaanilise pidurita.
6. Mootori kaitse:ülevool, ülepinge, alapinge, ületemperatuur, faasikadu ja maandusrike ühes seadmes.

VFD ei ole pehme starter, mis haldab ainult käivitusrampi, mitte servoajam, mis juhib asendit, ja mitte faasimuundur, mis muudab faaside arvu, kuid mitte kiirust. Kui teie ainus kaebus on kõrge käivitusvool, ei pruugi te VFD-d üldse vajada.

Kuidas VFD töötab? Kolm etappi igal sõidul

1. etapp: alaldi.Kuue impulssdioodi sild muudab sissetuleva vahelduvvoolu pulseerivaks alalisvooluks.Valiku mõju:kuus impulssi esiotsa genereerivad 5. ja 7. harmoonilist, nii et kui ajamite võimsus moodustab suure osa trafo võimsusest, tuleb kavandada liinireaktor, 12-impulssseade või aktiivne esiosa.

2. etapp: alalisvoolu siin.Kondensaatorid ja drossel siluvad ja salvestavad seda energiat ning 400 V sisend annab ligikaudu 565 V alalisvoolu.Valiku mõju:see fikseeritud suhe on põhjus, miks ajamid müüakse pingeklassides ja miks 400 V seadet ei tohi kunagi toita 480 V pingest. Siin jääb pärast toite väljalülitamist laetuks, nii et keegi ei ava katet 5–10 minuti jooksul.

3. etapp: inverter.IGBT-d vahetavad alalisvoolu siini tuhandeid kordi sekundis ja impulsi laiuse modulatsioon kujundab need impulsid vooluks, mis käitub siinuslainena mis tahes kästud sagedusel. Pinge tõuseb sagedusega, et hoida V/Hz suhet konstantsena, mistõttu ajam langetab pöördemomendi kaitsmiseks madalal kiirusel pinget.Valiku mõju:kandesageduse tõstmine vähendab mootori müra, kuid suurendab ajami kadusid (sageli sunnib alandamist) ja halvendab kaablite ja laagrite dV/dt pinget.

Mis muutus aastaks 2026:Ränikarbiidist seadmed kompaktsetes raamides, sisseehitatud EMC-filtrid, standardvarustuses tööstuslik Ethernet (PROFINET, EtherCAT ja EtherNet/IP) ning enamiku uute seeriate puhul STO funktsionaalne ohutus.

VFD tüübid ja juhtimismeetodid

Topoloogia järgi on pingeallika inverterid (VSI) need, mida ostate 95% juhtudest. Vooluallika inverterid (CSI) ilmuvad konkreetsetes suure võimsusega paigaldistes ja on varuosade turul haruldased. Otsene pöördemomendi juhtimine (DTC) on müüjaspetsiifiline rakendus, millel on väga kiire pöördemomendi reaktsioon. Ostjana valite harva topoloogiat; valite kontrollimeetodi.

Kohtuotsuse reegel: kui teie koormat ei tõsteta, ei kerida ega positsioneeri, katab anduriteta vektor umbes 90% juhtudest. Üks draiv toetab tavaliselt mitut režiimi, nii et see tabel otsustab, millise seeria ostate. Kõik alljärgnev puudutab madalpingeajameid (alla 1000 V), kus peaaegu kõik varuosade ostmine toimub.

Kas teil on tegelikult vaja VFD-d?

Neli küsimust enne ostmist: kas protsess vajab töötamise ajal erinevat kiirust (kui ei, siis on VFD vale tööriist), kas see vajab täpset positsioneerimist (kui jah, vaadake servoajameid), kas ainus probleem on kõrge käivitusvool (pehme starter on odavam) ja kas koormus on muutuv või konstantne pöördemoment (see määrab reitingu).

Kui VFD on vale vastus:aastaringselt täiskoormusel ja püsival kiirusel töötav mootor (tasuvus võib ületada seadme kasutusiga), väga sagedased käivitus- ja seiskamistsüklid, pikad kaablid ilma filtreerimisruumita, ohtlikud alad, kus lisasertifikaat kaalub üles kasu, ja isejahutusega mootorid, mis töötavad alla poole kiiruse. Kui satute mõnele neist juhtudest, öelge meile kohustus enne tellimist, sest võime öelda, et ärge draivi ostke.

Pinge, sagedus ja piirkondlik ühilduvus

50 Hz vs 60 Hz: mis muutub ja mis mitte

Eraldage ajam mootorist.

Sisend pool:enamik draive aktsepteerib 50 või 60 Hz, seega on see probleem harva.Väljund pool:draiv sünteesib oma väljundsageduse, nii et teie võrk seda ei piira.Mootori pool:siin on asjad katki. 60 Hz sagedusel töötav 50 Hz mootor pöörleb 20% kiiremini ja kui pinge sellega koos ei tõuse, siis voog nõrgeneb ja pöördemoment langeb. 60 Hz mootor, millel on 60 Hz pinge 50 Hz juures, küllastub ja kuumeneb üle. Sel põhjusel on olemas kahe nimesildiga mootorid (400 V/50 Hz ja 460 V/60 Hz). Tsentrifugaalpumpade ja ventilaatorite puhul tähendab 20% suurem kiirus ka ligikaudu 1,7 korda suuremat võlli võimsust, millest piisab terve mootori ülekoormamiseks.

Globaalsed pingeklassid

Järgneb kolm reeglit. 380 kuni 480 V klass hõlmab kõige enam eksporditurge. Ärge kunagi toidake 400 V seadet 480 V võrgust, sest numbrid näivad lähedalt. Kui võrgupinge langeb või kõigub, mis on levinud Lõuna-Aasia, Aafrika ja Lähis-Ida osades, kinnitage enne tellimist alapinge väljalülituslävi.

Ühefaasilise-toiteallikaga on teil kolm teed: spetsiaalne ühefaasiline sisendmudel (tavaliselt 2,2 kW ja alla selle), kolmefaasiline mudel, mis on varustatud ühefaasilise toitega, millel on oluline vähenemine (vaadake selle mudeli juhendit, mitte üldist protsenti) või faasimuundur, kui te ei vaja kiiruse reguleerimist.

Turu sertifikaat

EL-i ökodisaini määrus 2019/1781 suunab ka mootori poole IE3 ja uuema poole, mis mõjutab seda, mida te draivi kõrval impordite. Dokumendid on olulisemad kui nõuded, seega küsige neid igalt tarnijalt, sealhulgas meilt. Vaadake meiemeie kohta lehekülg.

VFD suuruse määramine ja valimine: seitsmeastmeline tööleht

1. samm: määrake koormuse tüüp.Muudetav pöördemoment hõlmab tsentrifugaalpumpasid, ventilaatoreid ja puhureid, mille puhul kehtivad afiinsusseadused: 50% kiirus annab 50% voolu, 25% tõstekõrgus ja ligikaudu 12,5% võlli võimsust. Konstantne pöördemoment hõlmab konveiereid, ekstruudereid, mahtpumpasid ja kompressoreid; püsivõimsus hõlmab kerimisseadmeid ja spindleid. Muutuva pöördemomendiga ajam rakendub ülevoolul, alustades pidevat pöördemomendi koormust.

2. samm: suurus mootori täiskoormuse voolu järgi, mitte kW või HP järgi.Kahe identse nimivõimsusega mootori täiskoormuse voolutugevus võib erineda 10% kuni 20% sõltuvalt poolustest, efektiivsusklassist ja pingest. Kopeerige kuus andmesildi välja: nimipinge, nimisagedus, täiskoormuse vool, nimivõimsus, poolused või nimipöörded minutis ja ühendus. Ajami -nimiväljundvool peab olema võrdne mootori FLA-ga või sellest suurem.

3. samm: kontrollige ülekoormuse reitingut ja kestust.Tüüpilised näitajad on 110%/60 s (muutuv pöördemoment) ja 150%/60 s (konstantne pöördemoment). Ekstruuderid, laaditud konveieri käivitused ja mahuga pumbad vajavad sageli ühe kaadri võrra suuremaid. Küsige alati, millisele reitingule noteeritud vool viitab, sest sama mudel kuvatakse erinevates dokumentides kahe voolunumbriga.

4. samm: rakendage vähendamist.Kui ümbritseva õhu temperatuur on üle 40 kraadi, on oodata ligikaudu 1% kuni 2% voolu vähenemist kraadi kohta ja üle 1000 m kõrgusel ligikaudu 1% 100 meetri kohta. Kõrgem kandesagedus väheneb veelgi ja täpsed kalded tulenevad selle mudeli vähenemiskõverast. Väljamärkus: paneeli temperatuur on tavaliselt 10–15 kraadi töökoja temperatuurist kõrgem.

5. samm: valige korpuse reiting.IP20 või IP21 kapis sees (ligikaudu NEMA 1) ja IP54 või IP66 välipaigalduse puhul (ligikaudu NEMA 12 ja 4X), pidades meeles, et suletud korpused hajutavad soojust halvasti ja vajavad sageli täiendavat vähendamist.

6. samm: kontrollige mootori ja kaabli ühilduvust.Olemasolevad lühikeste kaablitega 400 V klassi mootorid töötavad tavaliselt hästi. 480 V klassi või pikkade kaablite korral suureneb isolatsioonipinge järsult ja NEMA MG1 osa 31 invertermootorid on ohutumad. Ligikaudu 30 m (100 jalga) kaablit on väljundi filtreerimise hindamise lävi.

7. samm: sobitage suhtlus ja ohutus.Siemens osutab PROFINETile, Rockwell EtherNet/IP-le, Beckhoff ja Omron EtherCATile ning vanemad süsteemid Modbus RTU-le. Ühe seeria tellimuste numbrid erinevad siin, seega kontrollige ja kinnitage STO-d, kas turvaahel on olemas. MeiePLC, HMIjaPLC moodullehed katavad juhtpoolt.

Töötatud näide: 15 kW tsentrifugaalpump 400 V / 50 Hz juures

Eeldused: 15 kW, 4-pooluseline, 400 V / 50 Hz, andmesilt FLA 29,5 A, kapp paigaldatud 45 kraadi, kõrgus 800 m, vajalik Modbus RTU.

Koormus on muutuva pöördemomendiga, nii et 110%/60 s ülekoormus on piisav ja nõutav vool algab 29,5 A-st. 5 kraadi üle 40 kraadi töötamine lisab ligikaudu 5% kuni 10% alandamist, viies nõude ligikaudu 32 kuni 33 A-ni; 800 m kõrgust ei vaja korrigeerida. 400 V klass ja lühike kaabel muudavad olemasoleva mootori vastuvõetavaks.

Spetsifikatsioon: 380 kuni 480 V klass, 33 A või rohkem nimivõimsust, muutuva pöördemomendiga, IP20, Modbus RTU. Kandidaatide hulka kuuluvad Siemens SINAMICS G120 PM240-2 18.5 kW, ABB ACS580-01 18.5 kW ja Mitsubishi FR-A800 18.5 kW. Kõik kolm suurendavad ühe võimsuse suurust, mis on normaalne, kui vähendatakse.

Saatke meile need kuus andmesildi välja ja ümbritseva õhu temperatuur ning me tagastame mudeli numbri ja laoseisu ühe tööpäeva jooksul.

Küsi hinnapakkumist

Kuidas lugeda VFD mudelinumbrit

Sarjanimed ei ole tellitavad. Üks Siemens G120 perekond sisaldab sadu tellimusnumbreid erinevate pingete, nimiväärtuste, filtrite ja liidestega, nii et üksi seeria nimi ei ütle teie tarnijale peaaegu midagi.

• Siemens 6SL3210-1PE23-8UL0:6SL3 on SINAMICS, 210 toitemooduli tüüp, PE raami ja filtri variant, 23-8 reiting. Trap: jõuallikas ja juhtseade tellitakse eraldi, seega pole tegemist täieliku ajamiga.
• ABB ACS580-01-033A-4:seeria, konstruktsioonitüüp (01=seinakinnitus), 33 A väljund, pingekood 4=380 kuni 480 V. Trap: vool, mitte võimsus, määrab mudeli.
• Mitsubishi FR-A840-00126-2-60:perekond, pingeklass 840=400 V, seejärel voolukood. Trap: vanem FR-seeria kasutas kW jaoks K, seega FR-E740-7,5K on 7,5 kW, erinev loogika samalt tegijalt.
• Omron 3G3MX2-A4022-V1:seeria, A4=kolmefaasiline 400 V, 022=2.2 kW, V1 versioon. Trap: versiooni järelliide määrab saadaolevad funktsioonid.
• Schneider ATV630D18N4:ATV630 seeria, D18=18.5 kW, N4=380 kuni 480 V. Lõks: toite- ja pingekoodid asetsevad kõrvuti ja teisaldatakse.
• Allen-Bradley 25B-D030N104:25B=PowerFlex 525, D=480 V, 030=30 A. Lõks: raami ja korpuse numbrid otsustavad, kas see sobib teie väljalõikega.

Kaks välja, mis põhjustavad kõige sagedamini tarnitud seadme mittesobimist, on pingeklass ja raami või korpuse kood, seega kontrollige neid kaks korda. Meiemudeliteekloetleb meie laos olevad numbrid.

Tõelised puudused ja kuidas neid lahendada

Harmoonikud.Kuus impulssalaldit moonutavad toitevoolu. Kui ajami koguvõimsus ületab ligikaudu 20% trafo võimsusest, kontrollige IEEE 519 piiranguid ja lisage liinireaktorid, alalisvoolu drosselid või aktiivne esiosa.

dV/dt ja peegeldunud laine.Üle umbes 30 m mootorikaablit kahjustab mootori klemmide pinge kahekordistumine mähise isolatsiooni ja 480 V süsteemid on tundlikumad kui 400 V. Paigaldage dU/dt filter, väljundreaktor või siinuslaine filter.

Laagrite voolud.Suuremad raamid, pikad kaablid ja kõrge kandesagedus tõstavad võlli pinget ja põhjustavad flitingut. Võlli maandusrõngas on odav lahendus; isoleeritud laagrid maksavad rohkem.

Mootori jahutamine madalal kiirusel.Isejahutusega mootor, mis töötab pidevalt alla 50% kiirusega, kaotab õhuvoolu, kuid kannab endiselt voolu. Paigaldage sundventilatsioon, kasutage invertermootorit või määrake minimaalne sagedus.

Paneeli soojus ja kondensaatorite vananemine.Ajami kaod on umbes 2–3% nimivõimsusest, nii et 30 kW ajam lisab kapile 600–900 W. Elektrolüütkondensaatorid on kuluvad osad ja üle aasta hoitud varuosi tuleks nende uuendamiseks perioodiliselt sisse lülitada.

Tasumine.Aastane sääst võrdub säästetud kWh korrutamisega energiahinnaga, mis on arvestatud ajami, paigalduse ja filtri maksumusega. Muutuva pöördemomendiga pump osalisel koormusel tasub suurema osa aastast tagasi tavaliselt ühe kuni kolme aastaga. Täiskoormusel ja püsival kiirusel töötav mootor ei pruugi oma eluea jooksul kunagi tagasi maksta.

Kus VFD-sid kasutatakse

VFD ostmine: ehtne, renoveeritud ja vananenud seeria

Kuus tšekki enne maksmist: nimesildi andmed vastavad karbile ja pakendiloendile; seerianumbrit saab tootja käest kontrollida; püsivara ja kuupäevakood vastavad taotletud partiile; garantii omanik ja kestus on kirjalikud; pakend ja tarvikud on komplektsed; ja sisselülitamistesti aruanne või video esitatakse.

Riskide jaotamine on olulisem kui sildid. Uue originaalvaru puhul kannavad tootja ja turustaja garantiid ja partiiriski. Renoveeritud seadmete puhul kannab seda edasimüüja ja seisakukulud on teiega kaasas. Halli turu kaubaga ei kanna seda keegi. See kontrollnimekiri kehtib kõigi tarnijate, sealhulgas CHENTUO kohta.

Vananenud asendused:MICROMASTER 440 kaardistab mudeliga SINAMICS G120 või G120C, ACS550 kuni ACS580, FR-E700 kuni FR-E800, ATV31 kuni ATV320, PowerFlex 40 kuni PowerFlex 525. Need on seeriataseme mudelite ja seadmete täpsete vastavuste kontrollimine, voolutugevuse kontrollimine. parameetrite migreerimine ja sidekaardid. Mõned müügilt kõrvaldatud mudelid on endiselt saadaval originaalvaruna, seega pole asendamine ainus viis.

Tehase tootmisaeg kestab sageli 8–16 nädalat, samal ajal kui laos olevad üksused tarnitakse kohe, mis on projekti risk, mitte logistikadetail. Hoidke 1:1 tagavara ühe punktiga kriitiliste seadmete jaoks; mitme sama pinge- ja võimsusvahemiku mootori jaoks piisab ühest jagatud varuosast. Saadame uhiuued originaaltooted laost 48 tunni jooksul uksest ukseni, üheaastase müügijärgse toe ja 30-päevase tagastusaknaga.

KKK

 

 

Kas VFD on sama mis inverter või sagedusmuundur?

Igapäevases tööstuslikus kasutuses jah. Üks tõeline erinevus: sagedusmuundur tähendab mõnikord fikseeritud väljundseadet, mis muundab 50 Hz võimsust 60 Hz seadmete toiteks, mis ei muuda mootori kiirust. Kinnitage, millist tähendust teie tarnija kasutab.

Kas VFD saab töötada 50 Hz mootoriga 60 Hz võimsusel või vastupidi?

Jah, kuna ajam genereerib oma väljundsageduse ja aktsepteerib kumbagi sisendit. Piiriks on mootor, mitte ajam: üle andmesildi sageduse pöördemoment langeb ning pumpade ja ventilaatorite koormus võimsus tõuseb järsult.

Kas VFD saab teisendada ühefaasilise toite kolmefaasiliseks?

Jah, see võib juhtida kolmefaasilist mootorit ühefaasilisest sisendist, tavaliselt alandamisega, välja arvatud juhul, kui ostate spetsiaalset ühefaasilist mudelit. Selle väljund ei ole üldotstarbeline kolmefaasiline toide.

Kui kaugel võib mootor VFD-st olla?

Ligikaudu 30 m (100 jalga) varjestatud mootorikaablit on tavaline künnis. Peale selle mõjutavad peegeldunud lained mootori isolatsiooni, seega määrake väljundreaktor või dU/dt filter. 480 V süsteemid jõuavad selle piiri varem kui 400 V süsteemid.

Millist VFD pingeklassi ma vajan 380 V, 415 V või 440 V võimsuse jaoks?

Kõik kolm istuvad 380–480 V kolmefaasilises klassis, mis on kõige enam varutud ekspordiklass. Kui teie võrk kõigub, kinnitage mudeli sisendtolerants ja alapinge väljalülituslävi.

Mis asendab lõpetatud MICROMASTER 440 või ACS550?

SINAMICS G120 või G120C ja ACS580 vastavalt. Mõlemad on seeriataseme vasted, seega kinnitage praegune reiting, kaadri suurus ja suhtlusvõimalused. Kontrolligemudeliteekoriginaalmudeli enda laos.

Hankige oma rakenduse jaoks õige VFD

Kui teil on nimesilt olemas, saatke meile kuus välja ja me tagastame mudeli ja laoseisu. Kui teate kaubamärki, kuid mitte seeriat, kasutage ülaltoodud juhtimismeetodite tabelit. Kui asendate lõpetatud üksust, otsige esmalt mudeliteeki.

Küsi hinnapakkumist · Sirvige laos olevaid VFD-sid

Täiesti uued originaaltooted. Laos olemas, tarnitud 48 tunni jooksul. Üks aasta pärast müügitugi.

Tasuta konsultatsioon