A motorok a gépeink szívei. Működtetik őket és gondoskodnak arról, hogy a feladat elvégzéséhez szükséges teljesítmény a rendelkezésünkre álljon. Az elektromos motorok fordulatszám-változtatására és forgásirány-változtatására való igény az ipari automatizáció kezdete óta jelen van. Így született meg a frekvenciaváltó (vagy inverter), ami pontosan ezt a feladatot hivatott elvégezni.
Ebben a cikkben megtalálod a választ azokra a kérdésekre, amik a leggyakrabban felmerülnek a frekvenciaváltóval kapcsolatban. Mi az? Mire jó? Hogy működik? Olvass tovább, és mindenre fényt derítünk.
A frekvenciaváltó bemutatása
A legelterjedtebb indukciós motorok váltakozó feszültségű hálózatról működnek. Mivel ezen a hálózaton a frekvencia fix (Magyarországon: 50 Hz), a fordulatszám limitált.
Az iparban gyakoriak azok a folyamatok, ahol nagyon sokat számít a sebesség. Az extra sebesség eléréséhez pedig a feszültség változtatására van szükség. Ehhez gyakran speciális villamos eszközöket, úgynevezett frekvenciaváltókat alkalmaznak, és ezekkel szabályozzák a motor fordulatszámát és forgásirányát is.
Tehát a frekvenciaváltó egy olyan készülék, ami a villanymotor fordulatszám-változtatásáért és forgásirány-változtatásáért felel.
Gyakorlati haszna
A frekvenciaváltó használatának legnagyobb előnye, hogy a segítségével fokozatmentesen tudjuk változtatni a fordulatszámot, ráadásul a nyomaték csökkenése nélkül. Emellett képes a forgásirány megváltoztatására is, ami leggyakrabban a liftek használatakor előnyös funkció.
Mivel a működési elve szerint nem direkt indítás, hanem úgynevezett “frekvenciafelfutás” történik, a frekvenciaváltó használatával a hálózat áramlökésekkel való terhelésétől is megszabadulhatunk.
A mindennapokban is gyakran használjuk – legtöbbször a tudtunk nélkül. Legyen szó egy lift mozgatásáról, egy szivattyú meghajtásáról vagy a napelem-rendszerünk megfelelő áramtermelő képességéről, a frekvenciaváltó szinte minden elektromos motor által működtetett eszköznél jelen van.
A frekvenciaváltó működési elve
Ahhoz, hogy megértsük a frekvenciaváltó működési elvét, először az indukciós motoréval kell tisztában lennünk.
Az indukciós motor 2 részből áll: álló- és forgórészből.
Amikor beindítjuk, az állórész mágneses mezőt indukál, ennek hatására a forgórészben lévő tekercsben feszültség keletkezik. Az így kialakuló áram és a feszültség kölcsönhatásba lép, és a motor forogni kezd. Frekvenciaváltó nélkül a fordulatszám fix, Magyarországon a fent már említett 50 Hz.
Az inverter – amit leggyakrabban a fordulatszám változtatására és a forgási irány megváltoztatására használnak – 6 részből tevődik össze: betáplálás, diódák, kondenzátorok, szűrőtekercsek, kimeneti tranzisztorok és vezérlő elektronika.
Ezek mentén a működése az alábbi 5 lépésben foglalható össze:
- Az (nagyobb teljesítmény esetén 3 fázisú) áram betáplálása.
- A diódák a váltakozó áramot egyenirányítják és a közbensőköri kondenzátorokat táplálják.
- A kondenzátorok hálózati feszültségingadozás esetén segítenek a feszültségszint megtartásában.
- A szűrőtekercsek által létrehozott egyenfeszültség visszaalakul váltakozó feszültséggé ún. impulzusszélesség-moduláció segítségével.
- A kimeneti tranzisztorok adott frekvencián történő be- és kikapcsolása alakítja ki a kimeneti hullámformákat.
Összegzés
A frekvenciaváltók ma már szerves részei az életünknek és az elektromos motorok hajtotta gépeinknek. Nélkülük nem lenne lift vagy szivattyú – de még a napelem-rendszerünk sem működne.
Gyakoriak azok az elektromos motorok, amelyek tartalmaznak beépített frekvenciaváltót, az esetek döntő többségében azonban szükséged lesz egy külső inverterre.
Javasoljuk, hogy vásárlás előtt győződj meg róla, hogy a kiválasztott eszköz megbízható, európai márkájú termék (pl. Lenze), kompakt, jó hatásfokú és sok csatlakozási lehetőséggel rendelkezik. Ezeket figyelembe véve szinte biztos, hogy nem nyúlhatsz mellé.
