Frequentieregelaars worden gebruikt om
draaistroommotoren te besturen: de meest gebruikte motortechnologie
in de industrie. De motoren zijn robuust, vragen weinig onderhoud
en kunnen gemakkelijk op een milieuvriendelijke manier worden
vervaardigd.
Als een draaistroommotor direct wordt
aangesloten op de netvoeding, zal de motor snel accelereren en
vervolgens met een vast toerental draaien dat afhankelijk is van de
elektrische voedingsfrequentie en het motorontwerp.
Voor bepaalde toepassingen is het vaste
toerental acceptabel en kan er, door de overbrengingsverhoudingen
zorgvuldig te kiezen, een gewenst uitgangstoerental worden behaald.
Voor de meeste toepassingen vertegenwoordigen een snelle
acceleratie, ongeremde deceleratie en het onvermogen om het
toerental en koppel aan te passen, evenwel een groot probleem.
Frequentieregelaars bieden een oplossing door de spanning en
frequentie van de voeding naar de motor aan te passen. Besturing
wordt bereikt door ofwel het motortoerental te schatten (ook wel
bekend als open loop regeling), ofwel door het
toerental te meten (ook wel bekend als closed loop
regeling). Beide technieken hebben voor- en
nadelen:
Open loop regeling
Open loop regeling biedt de eenvoudigste manier om
draaistroommotoren te besturen, aangezien het toerental van de
motor afhankelijk is van de frequentie van de voeding; een
standaard manier is door eenvoudigweg de spanning en frequentie te
variëren om het gewenste motortoerental te behalen. Deze
methode is ook wel bekend als V/Hz-regeling. De grootste
nadelen van deze regelmethode zijn de gebrekkige precisie en het
slechte koppel bij een laag toerental.
Er is veel onderzoek verricht naar de verbetering van de open
loop prestaties van frequentieregelaars. Met de technologieën Open
Loop Vector en Direct Torque Control wordt getracht de motor in
realtime te modelleren en op die manier te compenseren voor een
verscheidenheid aan factoren die van invloed zijn op het toerental
en koppel die bij de uitvoersas worden geleverd. Het resultaat van
deze methoden is een grote verbetering van de prestaties en
nauwkeurigheid - maar de prestaties bij een laag toerental kunnen
een probleem blijven.
Rotor Flux Control (RFC) is een nieuwe methode voor het besturen
van open loop aandrijvingen en levert een betere stabiliteit en
dynamische prestaties. Klik hier voor meer informatie.
Open loop aandrijvingen worden gebruikt als de motor de
belasting nooit op nul of lage toeren hoeft te houden en als de
nauwkeurigheid van het koppel en toerental niet belangrijk is.
Veelgebruikte toepassingen zijn:
- Pompen
- Ventilatoren
- Transportbanden
- Mengmachines
- Centrifuges
Closed loop regeling
Closed loop regeling wordt bereikt door een toerental- en
positiesensor te gebruiken die op de motoras is aangesloten. Zo’n
terugkoppelling is bijvoorbeeld een incrementeel-encoder.
Het resultaat is een stabiele, nauwkeurige, dynamische regeling
van het toerental en het koppel, vanaf stilstand tot
maximumsnelheid. Veelgebruikte toepassingen zijn:
- Hijskranen en hefwerktuigen
- Liften
- Wikkelen
- Materiaalverwerking
- Autotests
- Extrusie
Intelligente regelaars
Control Techniques is marktleider op het gebied van intelligente
aandrijvingen. Dit zijn regelaars die standaard of optioneel zijn
uitgerust met programmeerbare automatiseringscontrollers of Motion
Controllers. Intelligente regelaars bieden aanmerkelijke voordelen.
Doordat de controller zich in de regelaar zelf bevindt, is er geen
sprake meer van communicatievertragingen. Hierdoor worden de
prestaties in automatiserings- en bewegingstoepassingen verbeterd
en wordt de noodzaak van externe controllers weggenomen, wat op
zijn beurt weer tot ruimtebesparing in de schakelkast leidt. De
Unidrive SP, Commander SK, Digitax ST en Mentor II zijn allemaal
intelligente aandrijvingen.
Energiebesparing
Geschat wordt dat een energiebesparing van maar liefst 20% kan
worden gerealiseerd door een efficiëntere manier van het
installeren en bedienen van motoren. In bepaalde toepassingen zoals
ventilatoren en pompen, kan de installatie van frequentieregelaars
het energieverbruik drastisch omlaag brengen. Aangezien motoren
naar schatting verantwoordelijk zijn voor tweederde van het
verbruik van elektrische energie in de industrie, zouden
frequentieregelaars een kernonderdeel van elk programma moeten
zijn, om op die manier de koolstofuitstoot terug te dringen.