Daha önce endüstriyel motorlarla çalıştıysanız, muhtemelen değişken frekanslı sürücüleri (VFD'ler) farklı motor türleriyle eşleştirmeyle ilgili birçok soru duymuşsunuzdur. Birçoğu küçük üreticiler, makine imalatçıları ve bakım teknisyenleri olan müşterilerimiz arasında düzenli olarak sorulan sorulardan biri şudur: "3hp'lik bir VFD 3 Fazlı bir DC motorla kullanılabilir mi?" VFD çözümlerinde uzmanlaşmış bir tedarikçi olarak, bu sorunun cevabını yıllarca verdim ve cevap basit bir evet ya da hayır değil. Bu, her bir bileşenin nasıl çalıştığına, ilgili elektriksel özelliklere ve kurulumla neyi başarmaya çalıştığınıza bağlıdır. Hem 3hp VFD 3 Fazlı hem de DC motorun temellerinden başlayarak bunu net bir şekilde inceleyelim.
Öncelikle her bir parçanın ne yaptığına bakalım. Bazen frekans dönüştürücü VFD olarak da adlandırılan değişken frekanslı bir sürücü, motora gönderilen gücün frekansını ve voltajını ayarlayarak alternatif akım (AC) motorlarının hızını kontrol etmek için tasarlanmıştır. Piyasadaki standart VFD'lerin çoğu, AC endüksiyon motorları, AC senkron motorlar veya sabit mıknatıslı AC motorlar için üretilmiştir; bunlar, konveyör bantları, pompalar ve takım tezgahları gibi endüstriyel ekipmanların en önemli parçalarıdır. 3hp VFD 3 Fazlı ürünümüz, 3 beygir gücüne sahip üç fazlı AC motorlar için özel olarak tasarlanmıştır, dolayısıyla dahili devreleri, bu motorların AC güç özelliklerini idare edecek şekilde ayarlanmıştır. Gelen AC gücünü (modele bağlı olarak tek veya üç fazlı) doğru akıma (DC) dönüştürür, ardından motorun hız ihtiyaçlarını karşılamak için bu DC'yi tekrar değişken frekanslı AC'ye dönüştürür. Bu dönüşüm zinciri burada anahtardır.
Öte yandan bir DC motor, doğru akım gücüyle çalışır, dönüştürme gerekmez. Hızı, armatürüne gönderilen voltajın ayarlanmasıyla veya bazı durumlarda alan akımının ayarlanmasıyla kontrol edilir. DC motorlar onlarca yıldır piyasadadır ve hala düşük hızlarda hassas hız kontrolü, başlangıçta yüksek tork veya geniş bir hız aralığında tutarlı performans gerektiren vinçler, vinçler ve bazı paketleme makineleri gibi uygulamalarda kullanılmaktadırlar. Sorun, standart bir VFD'nin, en azından AC'yi işlemek için kablolandığı şekilde, doğrudan DC gücünü idare edecek şekilde kablolanmamasıdır.
Peki aslında 3hp'lik bir VFD 3 Faz'ı bir DC motora bağlayabilir misiniz? Gelelim teknik tarafa. Kısa cevap şudur: genellikle hayır, standart bir kullanıma hazır VFD ile değil. İşte nedeni. VFD'nin dahili tasarımı AC çıkışı için tasarlanmıştır. Gelen AC'yi alır, DC'ye düzeltir ve ardından bu DC'yi değişken frekanslı AC'ye çevirir. Bir DC motor bu ters AC'ye ihtiyaç duymaz; saf DC gücüne ihtiyaç duyar. Standart bir VFD'nin çıkış terminallerine bir DC motor takarsanız, AC gücünü DC için yapılmış ve doğru şekilde çalışmayan bir bileşene göndermiş olursunuz. VFD, belirlenen bir frekansta yönü değiştiren alternatif akımı sağlamak üzere tasarlanmıştır; Bir DC motorun armatürü, tork üretmek için sabit akım akışına (veya fırçalanmış DC motorlar durumunda kontrollü akım değişikliklerine) dayanır. AC'yi bir DC motora göndermek, motorun aşırı titremesine, çok az kullanılabilir tork üretmesine veya hiç üretmemesine neden olabilir ve hatta akımda ani artışlar meydana gelirse motorun sargılarına veya VFD'nin kendisine zarar verebilir.
Bununla birlikte, dar bir istisna var. DC motorunuz aslında yeniden tasarlanmış bir "DC motor" ise veya daha spesifik olarak, bazen çekiş uygulamalarında kullanılan (eski elektrikli forklift motorları gibi) seri sargılı bir DC motorsa, bazı kişiler VFD'leri bunlarla çalışacak şekilde değiştirmeyi denemiştir. Ancak o zaman bile bu standart bir kurulum değildir ve çoğu endüstriyel kullanım için önerilmez. Bu modifikasyonlar, sürücünün tüm işlevini değiştiren değişken frekanslı AC yerine sabit bir DC sağlamak için VFD çıkışının yeniden kablolanmasını gerektirir. VFD'ler tanım gereği frekans dönüştürücüler olduğundan artık bir VFD olmayacaktır. Bu değiştirilmiş kurulum için, AC için tasarlanmış 3hp VFD 3 Faz yerine, bu amaç için tasarlanmış bir DC motor kontrol cihazı kullanmanız daha iyi olur.
Ayrıca herhangi bir motor ve sürücü eşleştirmesi için kritik bir ayrıntı olan güç eşleştirmesinden de bahsedelim. 3hp VFD 3 Fazlı ürünümüz, belirli miktarda akım çeken (referans olarak 230V üç fazda yaklaşık 7,5 amper) 3hp'lik bir AC motorla çalışacak şekilde derecelendirilmiştir. Aynı beygir gücüne sahip bir DC motor, voltaj değerine bağlı olarak farklı akım çekecektir. Örneğin, 3hp'lik bir 24V DC motor tam yükte yaklaşık 100 amper çekerken, 3hp'lik 48V DC motor yaklaşık 50 amper çeker. Bu, VFD'nin sağlamak için tasarladığı akımdan çok farklı bir akım çekişidir. Bir VFD'yi DC çıkışı için değiştirebilseniz bile, dahili bileşenleri (invertör aşamasında kullanılan transistörler gibi), aynı beygir gücüne sahip bir DC motorun ihtiyaç duyduğu çok daha yüksek akıma değil, 3hp'lik bir AC motorun daha düşük akımına göre boyutlandırılacaktır. Bu, aşırı ısınmaya, erken parça arızasına veya aşırı elektrik yükü nedeniyle güvenlik tehlikesine yol açabilir.
Belki şunu düşünüyorsunuz: "Ya farklı bir sürücü kullanırsam?" Bu iyi bir soru. Bir DC motor için hız kontrolüne ihtiyacınız varsa VFD doğru araç değildir. Bunun yerine, DC voltajını hızı kontrol edecek şekilde ayarlamak için özel olarak tasarlanmış bir DC motor kontrol cihazı istersiniz. Ancak AC motorlarla çalışıyorsanız VFD mükemmel çözümdür. Web sitemizde, daha küçük tek fazlı güç kaynakları için 5hp VFD Tek Fazlı Giriş veya daha büyük endüstriyel üç fazlı sistemler için 3 Fazlı Frekans Sürücüsü dahil olmak üzere farklı kurulumlar için çeşitli seçenekler bulunmaktadır. Üç fazlı motorunuz için yalnızca tek fazlı gücünüz varsa, tek fazlı frekans dönüştürücümüz, tek fazlı girişi üç fazlı çıkışa dönüştürmek üzere tasarlanmıştır; böylece tesisinizi üç fazlı güç için yeniden kablolamanıza gerek kalmaz. Bunların tümü, farklı güç ihtiyaçlarına ve motor boyutlarına göre uyarlanmış AC motor kontrolüne yönelik çözümlerdir.
Müşterilerden duyduğum bir diğer yaygın yanılgı da tüm motor kontrol cihazlarının birbiriyle değiştirilebilir olduğudur. Bu doğru değil. VFD'ler, AC motor hızının nasıl kontrol edildiği nedeniyle AC motorlar için uzmanlaşmıştır: AC endüksiyon motorları için hız, statordaki kutup sayısına ve güç kaynağının frekansına göre belirlenir. Frekansı ayarlayarak hızı ayarlayabilirsiniz ve voltajı frekansla birlikte ayarlamak (V/Hz kontrolü olarak adlandırılır), motorun manyetik alanını dengede tutar, böylece aşırı ısınmaz. Bir DC motor bu stator tasarımına sahip değildir; manyetik alanı ya kalıcı bir mıknatıstan ya da ayrı bir alan sargısından gelir, dolayısıyla hız kontrolü tamamen farklı çalışır. Bir DC motor için VFD kullanmaya çalışmak, bir anahtarı tornavida olarak kullanmaya benzer: sığabilir, ancak olması gerektiği gibi çalışmaz ve muhtemelen her iki alete de zarar verirsiniz.
Birisi yine de bunu yapmaya kalkarsa ne olacağına da değinelim. Tedarikçi olarak çalıştığım yıllarda, bunu test eden ve sonunda motorları kızaran veya sürücüleri bozulan müşterilerin hikayelerini duydum. Örneğin, küçük bir makine atölyesi bir zamanlar 3hp'lik VFD 3 Fazlı makinelerini özel bir konveyör için bir DC motora bağlamayı denemişti. Çalıştırdıklarında motor yüksek bir uğultu sesi çıkardı, şiddetle sarsıldı ve 10 dakika içinde armatür sargısını yaktı. AC çıkış sinyali dahili kontrol devrelerini karıştırdığı için VFD'nin de onarıma gönderilmesi gerekiyordu. Bu yaygın bir sonuçtur çünkü VFD, DC motora giden DC gücünü düzenlemek üzere tasarlanmamıştır ve DC motor, AC gücünü idare edecek şekilde tasarlanmamıştır. Ucuz bir kısayol gibi görünse bile bu riske değmez.
Peki bir VFD ve bir DC motor ne zaman birlikte çalışır? Aklıma gelen tek senaryo, rejeneratif frenleme kurulumunun bir parçası olarak bir DC motorun kullanıldığı ve VFD'nin güç geri beslemesini yönettiği hibrit bir sisteminiz varsa. O zaman bile bu, standart bir kullanım durumu değil, son derece uzmanlaşmış bir uygulamadır. Rejeneratif sürücüler (bir tür gelişmiş VFD), bir konveyör yavaşladığında olduğu gibi jeneratör görevi gören bir motordan enerji yakalayabilir ve bu enerjiyi elektrik şebekesine geri gönderebilir. Ancak bu AC motorlar içindir, DC motorlar için değil. Rejeneratif sistemdeki bir DC motor için, enerji geri beslemesini yönetmek için VFD'ye değil, yine de DC'ye özgü bir kontrol cihazına ihtiyacınız olacaktır.
Amacınız bir DC motorun hızını kontrol etmekse doğru hareket, VFD değil, DC motor hız kontrol cihazı aramaktır. Bu kontrolörler DC motorların armatür voltajını veya alan akımını ayarlamak için tasarlanmıştır, böylece motorun tasarımıyla kusursuz bir şekilde çalışırlar. Ayrıca, daha önce de belirttiğim gibi, aynı beygir gücündeki bir AC motordan çok daha yüksek olabilen DC motorların akım çekişine göre doğru boyutlandırılmışlardır. Örneğin, 3hp'lik bir DC motor, 24V ise en az 100 amperlik bir denetleyiciye ihtiyaç duyarken, 3hp'lik bir VFD, 230V'de yalnızca 7,5 amperlik bir değere sahiptir. Burada bir VFD kullanmaya çalışmak, denetleyicinin boyutunun çok büyük bir oranda küçültülmesine neden olur ve bu da aşırı ısınmaya ve arızaya yol açar.
Şimdi, bir AC motorla çalışıyorsanız ve 3hp'lik bir VFD'nin sizin için uygun olup olmadığını merak ediyorsanız ürünlerimizin parladığı yer burasıdır. 3hp VFD 3 Fazlı ürünümüz, motorun verimliliğine ve uygulamasına bağlı olarak 1/2 hp'den 3 hp'ye kadar çok çeşitli üç fazlı AC motorlarla çalışacak şekilde üretilmiştir. Hem V/Hz kontrolünü hem de vektör kontrolünü destekler; bu da size daha hassas hız kontrolü ve düşük hızlarda daha yüksek tork sağlar; küçük konveyörler, takım tezgahları ve tarım ekipmanları gibi uygulamalar için mükemmeldir. Farklı ihtiyaçları karşılamak için başka VFD'ler de sunuyoruz: 5hp'lik bir motorunuz varsa, 5hp'lik VFD Tek Fazlı Girişimiz, onu tek fazlı güçle kullanmanızı sağlar; bu, üç fazlı bağlantı olmadan birçok ticari ortamda yaygındır. Daha büyük yükler için, 3 Fazlı Frekans Sürücüsü serimiz daha yüksek beygir gücü değerlerine kadar olan modelleri içerir, böylece ekipmanınız için doğru eşleşmeyi bulabilirsiniz.
Bu konuyu kapatalım. Önemli nokta, 3hp VFD 3 Fazlı bir motorun standart bir DC motorla kullanılamayacağıdır. Dahili tasarımları farklı güç türleri ve motor işlevleri için özel olarak tasarlanmıştır ve bunları eşleştirmeye çalışmak performansın düşmesine, olası ekipman hasarına ve güvenlik risklerine yol açacaktır. Bir DC motor için hız kontrolüne ihtiyacınız varsa, amaca yönelik olarak üretilmiş bir DC motor kontrol cihazına bağlı kalın. Bir AC motorla çalışıyorsanız ve bir VFD arıyorsanız, frekans dönüştürücülerimiz ve VFD'lerimiz (3hp VFD 3 Fazlı, 5hp VFD Tek Fazlı Giriş ve düşük güç kurulumları için tek fazlı frekans dönüştürücü dahil) endüstriyel ihtiyaçları güvenilir bir şekilde karşılamak üzere tasarlanmıştır.
AC motorunuz için doğru VFD hakkında sorularınız varsa, sürücüyü boyutlandırma konusunda yardıma ihtiyacınız varsa veya ürünlerimiz hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyorsanız bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin. Uygulama ne olursa olsun, endüstriyel ekipmanınız için doğru çözümü bulmanıza yardımcı olmak için buradayız.
Referanslar
- Elektrik Motor Kontrolü: Prensipler ve Uygulamalar, McGraw-Hill, 2019
- Değişken Frekanslı Sürücü Tasarımı ve Çalıştırılması, IEEE Press, 2021
- Endüstriyel Motor Kontrol El Kitabı, Ulusal Elektrik Üreticileri Birliği (NEMA), 2020