Werkingsprincipe van de VFD
De VFD (ook "inverter" genoemd) is een elektronisch vermogensapparaat dat ontworpen is om het toerental van een
inductiemotor te variëren.
Deze motoren draaien met een bepaald toerental (tpm, toeren per minuut) dat praktisch vast is, dat alleen afhangt van
de frequentie van de voeding (f) en het wikkelingskoppel (p). Zie de volgende formule:
f
⋅
60
rpm
=
p
(In werkelijkheid zal de motor alleen een koppel produceren als het toerental net onder de hierboven berekende waarde
ligt – dit is de zogenaamde synchronismesnelheid).
Dit betekent dat om het toerental van een inductiemotor te variëren, zijn voedingsfrequentie moet variëren.
Hiervoor zorgt de VFD, te beginnen met een vaste netfrequentie (50 Hz voor het Europese stroomnet, 60 Hz voor de VS)
in drie stappen:
in stap één zet een gelijkrichter de wisselstroom om in gelijkstroom; dit gebeurt gewoonlijk door middel van een
-
diodegelijkrichterbrug (topoplossingen werken met bruggen met SCR)
in stap twee worden de condensors geladen (gelijkspanningsbus, ook wel DC-Link genoemd)
-
in stap drie wordt de stroom weer omgezet in wisselstroom (een echte inverter) door middel van een transistorbrug
-
(gewoonlijk een IGBT) met variabele spanning en frequentie, ingesteld door het besturingssysteem. De spanning is
eigenlijk het resultaat van een PWM-modulatie met hoge frequentie (enkele kHz) waarvan de fundamentele variabele
frequentiecomponent wordt genomen (gewoonlijk 0-100 Hz).
Afbeelding 19 – Typisch schema van een VFD
Utility grid
Rectifier
DC-Link
Inverter
Motor load
D – 504 C – 07/05 A – NL pag 38/56
Elektriciteitsnet
Gelijkrichter
DC-Link
Inverter
Motorbelasting