Kaj je VFD in zakaj ga uporabljamo ?

Kaj je VFD in zakaj ga uporabljamo?

Če upravljaš proizvodnjo, delavnico ali stroj, te običajno ne skrbi samo motor. Skrbi te vse, kar pride zraven: previsoka poraba elektrike, sunkoviti zagoni, obraba ležajev, nepotrebni izpadi, premočno delovanje ventilatorjev ali črpalk in občutek, da stroj dela na polno tudi takrat, ko to sploh ni potrebno. Prav tu nastopi VFD - variable frequency drive, torej frekvenčni pretvornik. Gre za napravo, ki krmili hitrost AC elektromotorja tako, da prilagaja frekvenco in napetost napajanja motorja. Namesto da motor vedno dela samo na eni hitrosti, mu VFD omogoči, da dela točno toliko, kot proces v resnici potrebuje.

Zakaj je to za uporabnika tako pomembno?

Največji psihološki pain point pri industriji ni samo strošek. Je izguba nadzora. Ko motor vedno zalaufa na polno, ima uporabnik občutek, da plačuje več, kot bi bilo treba, hkrati pa mehanski deli dobivajo nepotrebne obremenitve. VFD ta občutek kaosa spremeni v občutek nadzora. Omogoča mehkejši zagon, nadzorovano ustavljanje, prilagoditev hitrosti procesa in bolj natančno delovanje celotnega sistema. Danfoss in ABB oba poudarjata, da je bistvena prednost ravno v tem, da se hitrost in navor prilagodita dejanski potrebi procesa, ne pa da motor vedno deluje z isto silo ne glede na obremenitev.

Za kaj se uporablja VFD?

• za ventilatorje, kjer ni vedno potrebna polna hitrost
• za črpalke, kjer je treba uravnavati pretok ali tlak
• za transporterje, kjer je pomembna enakomerna hitrost
• za mešala, dozirne sisteme in proizvodne linije
• za stroje, kjer je pomemben mehak zagon in manj mehanskega stresa
• za aplikacije, kjer želiš manjšo porabo energije in boljšo kontrolo procesa

To ni nišna rešitev za laboratorij ali veliko korporacijo. To je zelo praktična tehnologija za vsakogar, ki želi, da motor neha delati na slepo. ABB opisuje pogone kot element med električnim napajanjem in procesom, ki regulira energijo, ki jo motor dejansko dobi. To je bil velik preboj za industrijo, ker je proizvodnja iz preprostega pristopa vklopi in upaj prešla v natančno regulacijo hitrosti, navora in porabe.

Kakšen breakthrough je VFD prinesel industriji?

Pred širšo uporabo frekvenčnih pretvornikov je bilo ogromno sistemov projektiranih tako, da motor teče s stalno hitrostjo, regulacija pa se rešuje mehansko. To pomeni dušenje pretoka, lopute, ventile, obvode in druge izgube. VFD je omogočil, da se regulacija prestavi na sam motor. To je bil preobrat. Namesto da energijo porabljaš in jo potem dušiš, hitrost motorja že v osnovi prilagodiš potrebi procesa. ABB navaja, da so variable speed drives omogočili izjemne izboljšave zmogljivosti elektromotorjev in velike prihranke energije, ker uskladijo hitrost in navor z dejanskimi zahtevami bremena.

Največje koristi, ki jih uporabnik dejansko občuti

• Nižja poraba elektrike - pri ventilatorjih in črpalkah so prihranki lahko zelo visoki. Danfoss navaja primer, da znižanje povprečne hitrosti ventilatorja s 100 odstotkov na 80 odstotkov lahko prinese okoli 50 odstotkov prihranka energije, pri 50 odstotkih hitrosti pa navajajo do 80 odstotkov prihranka.
• Manj sunkov pri zagonu - to pomeni manjši mehanski stres za jermene, ležaje, sklopke in reduktorje.
• Boljša kakovost procesa - hitrost lahko nastaviš natančneje, zato je proces bolj stabilen.
• Manj hrupa in resonance - Danfoss izrecno omenja funkcije za izogibanje frekvencam, ki povzročajo hrup in poškodbe.
• Večji občutek varnosti in predvidljivosti - stroj se ne obnaša več grobo, ampak kontrolirano. To zmanjšuje stres pri upravljanju in servisiranju. To je sklep, ki neposredno sledi navedenim funkcijam mehkega zagona, regulacije hitrosti in nadzorovanega ustavljanja.

Primer iz prakse

Predstavljaj si ventilator v industrijski hali. Brez VFD motor dela stalno na polni hitrosti, tudi ko je potreba po pretoku zraka precej manjša. Rezultat je višji račun za elektriko, več hrupa in hitrejša obraba. Z VFD pa ventilator deluje samo s takšno hitrostjo, kot jo hala v tistem trenutku res potrebuje. Uporabnik ne dobi samo nižjega stroška. Dobi tudi občutek, da sistem končno dela smiselno. Pri črpalki je logika enaka: brez frekvenčnega pretvornika se pretok pogosto rešuje z dušenjem, z VFD pa hitrost motorja prilagodiš že v izvoru.

Zakaj ljudje sploh iščejo odgovor na to vprašanje?

Ker jih običajno nekaj boli. Morda je poraba previsoka. Morda motor zaganja pretrdo. Morda se linija preveč trese. Morda je stroj preglasen. Morda želijo avtomatizacijo, a ne želijo kupiti popolnoma novega sistema. VFD je pogosto eden najbolj dostopnih korakov do bolj pametnega stroja, saj lahko brez menjave celotne linije dodaš regulacijo, boljši nadzor in energetsko učinkovitost. To je razlog, da je VFD postal tako pomemben del sodobne industrije.

FAQ odgovor na kratko

VFD je frekvenčni pretvornik, ki omogoča nadzor hitrosti in delovanja elektromotorja s prilagajanjem frekvence in napetosti. Uporabljamo ga zato, ker zmanjša porabo energije, omogoči mehkejši zagon in ustavljanje, izboljša nadzor procesa, zmanjša mehanske obremenitve in podaljša življenjsko dobo opreme. Prav zato velja za enega večjih tehnoloških prebojev v industriji.