Frekvensomformeren

Bildet av frekvensomformeren over er hentet fra produktkatalogen til Elfadisteloec

Frekvensoformeren eller VFD – «Variable Frequency Drive» på engelsk brukes når vi ønsker å omforme en drivspenning for eksempel 230V eller 400 V 50 Hz AC til en frekvens som vi kan variere fritt. Ved å omforme og variere framvensen til vekselspenningen så kan vi for eskempel få en elektrisk asynkronmotor til å gå med det turtallet som vi måtte ønske. Filmen under gir en kort introduksjon:

Figuren under gir en blokkskjematisk oversikt over de funksjonene som finnes inne i en frekvensomformer.

Her har vi en oversikt over «den innvendige oppbyggingen» eller «hovedstrukturen» til en frekvensomformer, se figuren over.

Frekvensomformeren kan drives av 1 eller 2 fase 230V AC spenning eller en 3 fase spenning på 230 eller 400 V. (IT eller TN distribusjonsnett.) Dette vil kunne variere fra modell til modellog det vil være mulig å kjøpe inn frekvensomformere til ulike spenningssystemer og drivspenninger.

Frekvensomformeren består hovedsaklig av 4 «innvendige hoveddeler»:

  1. Inngangskretsen som har til oppgave å likerette den vekselspenningen som driver frekvensomformeren.
  2. Mellomkretsen som har til oppgave å stabilisere den likespenningen som blir levert fra inngangskretsen.
  3. Utgangskretsen, som har til oppgave å omforme likespenningen fra mellomkretsen til en 3-fase vekselspenning med riktig frekvens og andre ønskede egenskaper.
  4. Kontrollkretsen som kontrollerer en riktig virkemåte for de ulike tekniske delene som frekvensomforeren er bygd opp av.

Frekvensomformeren ivaretar hovedsaklig 2-3 oppgaver.

  1. Et riktig 3-fase pådrag til motoren i form av en 3-fase pådrag med riktig spenning og riktig frekvens, slik motorens turtall og pådrag eller dreiemoment blir det slik som ønsket.
  2. Det er også ofte mulig å konfigurere hvor hurtig den elektriske motoren skal akselerere eller «bremse opp» (retardere).
  3. Frekvensomformeren skal også beskytte den elektriske motoren mot overbelastning på noenlunde samme måte som et motorvern.

Frekvensomformeren kan primært sett styres på to alternative måter:

  1. Frekvensomformeren kan styres og konfigureres «manuelt» via et lokalt betjeningspanel.
  2. Frekvensomformeren kan også «fjernstyres» ved hjelp av elektriske signaler.

Hvis frekvensomformeren styres ved hjelp av elektriske styresignaler så kan dette typisk være:

  1. Et digitalt «enable» eller «kjøresignal» som får motoren til å starte eller til å stanse.
  2. Ett eller to digitale signaler som gir dreieretning med eller mot klokken.
  3. Et analogt signal som styrer frekvensen og pådraget ut i fra frekvensomformeren og ut til motoren. Dette kan typisk være et analogt styresignal av størrelsesorden 4-20 mA.

Frekvensomformeren har en innvendig reguleringsløyfe som styrer frekvensen. På denne måten er det mulig å oppnå en forholdsvis nøyaktig styring av motorens turtall.

Hvis man ønsker en høyere grad av kontroll av motorens turtall, så kan man montere en «tacho-generator» på motoren som kan generere et analogt målesignal som da representerer motorens turtall. Hvis frekvensomformeren inneholder en ekstra regulatorfunksjon for slikt bruk, så kan dette feed-back signalet fra tacho-generatoren brukes til å oppnå en ennå mer nøyaktig kontroll i forhold til motorens turtall.

Hvis vi har behov for en høy grad av kontroll i forhold til motorens turtall, så kan vi monteren en tacho-generator til motorens drivaksling. Hvis frekvensomformeren inneholder en regulatorfunksjon til et slikt bruk, så kan vi bruke dette feedback signalet til en mer nøyaktig regulering av motorens turtall.

Oppgaveark: