Wat is een frequentieregelaar?

Met dank aan Vacon.

Dit is een bijna letterlijk overgenomen stuk tekst van de site van Vacon.
Ik hoop hiermee te bereiken, dat de inhoud zo meer vertrouwen geeft, dan wanneer ik op eigen titel een omschrijving geef.

Wat is een frequentieregelaar?

Een frequentieregelaar is een apparaat opgebouwd uit vermogenselektronica met een besturing welke wordt toegepast voor het traploos regelen van de snelheid ofwel toerental van een wisselstroom/draaistroom elektromotor.

Het regelen van de snelheid bespaart energie, beschermt machines en zorgt voor een gelijkmatigere belasting van het elektriciteitsnet.
Daarnaast verhoogt en verbetert het de productiviteit en kwaliteit.

Een frequentieregelaar regelt de snelheid van een inductiemotor of een synchroonmotor door het variëren van de frequentie van de voeding van de motor.

Een frequentieregelaar wordt ook wel aangeduidt met:

ASD: adjustable speed drives
AFD: adjustable frequency drives
VFD: variable frequency drives
VSD: variable speed drives
FC: frequency converters
FO: frequentieomvormers

De eerste wisselstrommotor werd ontworpen in 1899.
Wisselstroommotoren zetten elektrische energie om in mechanische energie d.m.v. elektromagnetische inductie.

Wisselstroommotoren hebben de volgende eigenschappen:

Vaste snelheid, bepaald door de frequentie van de voedende spanning
Vast koppel

Vanzelfsprekend is een vaste snelheid niet geschikt voor alle processen onder alle omstandigheden. Er is dus een behoefte aan het regelen van de snelheid/toerental afhankelijk van de vraag.
Industriële machines worden vaak aangedreven met behulp van een elektromotor welke een voorziening heeft voor het regelen van de snelheid.
Deze motoren zijn simpelweg een grotere uitvoering van de elektromotoren welke worden toegepast in bekende toepassingen als boormachines of mixers, die normaal gesproken op een vaste snelheid of toerental werken.

Een regeling welke een snelheids/toerenregeling mogelijk maakt wordt een frequentieregelaar genoemd. Frequentieregelaars worden toegepast over een breed gebied in de industrie zoals bijvoorbeeld voor het regelen van het toerental van ventilatoren en daarmee de luchtstroom in klimaatinstallaties of het regelen van de doorstroming van water of chemicaliën door het regelen van de snelheid/toerental van pompen.

Daarnaast worden frequentieregelaars ook veelal toegepast in complexere en moeilijkere aandrijvingen zoals bij papiermolens, tunnelboormachines, boorplatforms, voortstuwing op schepen en in auto’s, hijskranen, lieren, etc.

Procesregeling en energie besparing zijn de voornaamste redenen om een frequentieregelaar toe te passen. Frequentieregelaars werden primair ontwikkeld voor procesregeling maar door de toenemende behoefte aan energiebesparing worden ook hiervoor steeds meer frequentieregelaars toegepast.

Energie besparen met frequentieregelaars.

Een aandrijving met frequentieregelaar verbruikt veelal minder energie dan een aandrijving met een vaste snelheid/toerental en een andere manier van regelen. Pompen en ventilatoren zijn de bekendste applicaties waar energie bespaard kan worden. Wanneer een ventilator aangedreven wordt door een elektromotor met een vaste snelheid dan kan de benodigde luchtstroom groter zijn dan daadwerkelijk nodig is. De luchtstroom kan dan via een klepregeling geregeld worden echter is het veel efficiënter de luchtstroom te regelen door de snelheid/toerental van de motor te regelen.

Een aantal voordelen kunnen van belang zijn bij het regelen van een proces.

Gelijkmatiger proces
Acceleratie en deceleratie controle
Verschillende snelheden/toerentallen voor verschillende processen
Compensatie voor veranderende procesvariabelen
Lage toerentallen voor installatie- en inregel-doeleinden
Aanpassing van de productiesnelheid
Toepassen van nauwkeurige positionering
Regelen van koppel en trekkracht

Voorbeeld:

Een frequentie-geregelde aandrijving heeft veelal een gelijkmatigere belasting in vergelijking tot een aandrijving met een vaste snelheid. In bijvoorbeeld een rioolwaterzuivering wordt het rioolwater via een leidingsysteem naar het zuiveringsproces gepompt.
Nu is het zo, dat bij installaties met pompen die draaien op een vaste snelheid, dan worden deze pompen gestart als het waterniveau in het basin een bepaald maximaal respectievelijk minimaal niveau heeft bereikt. Het telkens starten van de pompen resulteert in regelmatig terug kerende piekstromen om de pompen te starten wat weer als gevolg heeft dat er (elektro)mechanische en thermische “stress” optreedt in de motoren en de overige elektrische componenten. De pompen en leidingen ondervinden mechanische en hydraulische “stress”. In het zuiveringsproces dient rekening te worden gehouden met piekbelastingen omdat er telkens een toename is van de doorstroming van rioolwater.
Bovendien worden grootverbruikers afgerekend op voorkomende piekbelastingen met overschrijdingen van maximale piekbelastingen. En dat gaat om echt grote bedragen.

Wanneer er frequentiegeregelde aandrijvingen worden toegepast draaien de pompen continu waarbij de snelheid/toerental zal toenemen naarmate het niveau in het basin hoger/lager wordt. Hierdoor wordt de doorstroming van rioolwater naar het zuiveringsproces geoptimaliseerd en kan er een gelijkmatiger en verbeterd reinigingsproces plaatsvinden

Copyright © Vacon Benelux,
Alle rechten voorbehouden.