VFD'ler giriş AC gücünü DC'ye çevirir ve daha sonra değiştirilen üç fazlı AC çıkışına geri döndürür. Basit gibi görünse de, süreç karmaşık olabilir ve bu konu yazımızın kapsamı dışındadır. VFD'ler birçok uygulama için (basıncın korunması, akış, çözünmüş oksijen, seviye vb.) tasarlanmıştır. VFD’ler ile ilgili bazı temel bilgileri bilmek önemlidir:

► VFD'ler güç üretmez (hp),
► VFD'ler tork üretmez,
► VFD'ler doğru gerilim ve frekansla motoru istenen hızda çalıştıran bir akım besler.
 

Bir VFD kesinlikle motorun HP (beygir gücü) değerine göre boyutlandırılmamalıdır. VFD boyutlandırma motor akımı ve gerilimine dayanmalıdır. Boyutlandırma için motor etiketini okumayı öğrenerek temel bilgilerle başlamak gerekir. Ana görseldeki isim plakası, motor akımının giriş voltajına dayandığını gösterir: Voltaj (V) 230/460, tam yük amperleri (FLA) 13.4 / 6.7.

Bu, motorun 230 V AC'de 13.4 FLA kullandığı, ancak 460 V AC'de 6.7 tam yük amperini kullandığı anlamına gelmektedir.
 

► İlginizi Çekebilir: Frekans Konvertörleri için EN 50598-2 IE Sınıfları
 

Motorlar çoklu giriş gerilimlerine göre sınıflandırılabilir. Ancak VFD'ler çoklu gerilimler için derecelendirilmediğinden ve yalnızca 100 ila 120 V, 200 gibi tasarlandıkları gerilimlerde çalıştığı için uygulama için giriş gerilimini bilmek son derece önemlidir. Gerilimler; 240 V, 380 ila 480 V veya 525 ila 600/690 V arasındadır.

VFD'nin uygun şekilde boyutlandırılmasını sağlamak için başka noktaların da dikkate alınması önemlidir; tam yük amperleri olarak isimlendirilen FLA'lar bu noktalardan birisidir.

FLA'lar, tam yük ve tam hızda çalışırken motorun çekeceği akımlardır. Gerçek ölçülen FLA, motorun gerçek yüklenişine dayalı olarak tip etiketinden düşük olabilir (bu, yük azaldığından veya daha yavaş bir hızdan dolayı olabilir). Motordaki FLA’ya ek aşırı yük kullanılması gereken uygulamalar, VFD'yi boyutlandırırken kritik önem taşır. Bu aşırı yük derecelendirmesi aslında VFD seçimini bir sonraki boyuta itebilir. Bu nedenle bu ek aşırı yük için VFD'yi boyutlandırırken bakımın kullanılması önemlidir. Elektriğin normal kullanımının sınırlı ve maliyetli olduğu yerlerde fotovoltaik güneş panelleri güneş ışığını emerek elektriğe dönüştürür ve AC konvertörleri besleyerek elektrikli cihazların çalışmasını sağlar.

Güneş enerjili sistemler kurulduktan sonra, bakım maliyetleri oldukça düşüktür ve gezegenimizin muazzam enerji kaynağı olan güneş bu enerjiyi bizlere ücretsiz sunmaktadır. Bu sistemler; içme, pişirme veya sulama için temiz su sağlamak için kullanılan su pompalarında, gıda ve süt ürünlerini soğutmak için kompresörlerde, havalandırma klima ve havuz gibi diğer uygulamalarda kullanılmaktadır. Uygulamalarda solar sistemlerin kullanılmasının toplumsal açıdan birçok faydası bulunmaktadır.
 

Servis faktörü, şebekeden çekilen aktif gücün, görünür güce oranıdır (PF=P/S). Servis faktörü bir motorun ne kadar aşırı yüklenebileceği hakkında bilgi verir. Bazı pompa uygulamalarında, pompa üreticisi; pompayı, akış veya diğer koşullarının gerektiği gibi muhafaza etmek için motoru kendi servis faktörü ile çalışacak şekilde boyutlandırabilir. Bu durumda motoru yeni normal koşullarda çalıştırmak için gereken sürekli amperleri doğrulamak önemlidir. Bu aşırı yük motor amperleri VFD'yi boyutlandırmak için kullanılır.

Bazen motor plakası, motorun servis faktörü amperini gösterir. Aksi takdirde doğru VFD boyutlandırmasını sağlamak için çalışan amperleri, servis faktörü ile çarpmak kritik önem taşır. VFD'nin aşırı yük derecelendirmesi tipik olarak VFD'nin aralıklı çıkış akım oranına (VFD üreticisine bağlı olarak her 10 dakikada bir dakika süreyle akabilir) geçecektir. VFD boyutlandırıldığında bu aşırı yük operasyonunu sürekli amp derecesi olarak görmek mümkündür.

VFD'nin yüksek aşırı yük kullanımı için, motorun nasıl kullanılacağını bilmek önemlidir. Bu nedenle, konveyörler, vinçler, pozitif yer değiştirmeli pompalar ve üfleme makineleri gibi daha zorlu uygulamalar için gerekli olan motor, aşırı yük korumasını karşılamak üzere boyutlandırılabilir. Bu sabit tork uygulamaları, bir aşırı yük durumunda iken % 150 ila % 160 aşırı motor akımı gerektirebilir. Bu aşırı yüklenme koşulu, konkasörler, pozitif yer değiştirmeli pompalar, kemer presleri, vinçler veya diğer uygulamalar gibi bazı yüklerde başlangıç ataletini aşmak için veya zorlu çalışma koşulları için gerekli torku sağlamak için gerekebilir.

Mümkün olduğu kadar çalışma koşullarını bilmek, VFD'yi boyutlandırırken kritik önem taşır. Farklı üreticiler, aşırı yük, sabit tork veya otomasyon / endüstriyel VFD gibi aşırı yük operasyonunu tanımlarken, kullanıcıyı VFD'nin aşırı yük boyutlandırması konusunda uyarmak için farklı terimler kullanmaktadır.

Santrifüj pompaları, fanlar, üfleyiciler veya diğer değişken tork yükleri gibi uygulamalar bir dakika boyunca %110 ila %120 aşırı akım gerektirir. Bu aşırı yük, katıları pompalamak veya diğer yapışkan malzemeler gibi bazı yüklerde ağır koşullar altında başlangıç ataletini veya operasyonun üstesinden gelmek için gerekli torku sağlamak için gerekebilir. Günümüzdeki çoğu pompalama ve fan VFD'leri, birincil boyutlandırma olarak değişken tork ile boyutlandırılmıştır.

 

Kurulumda motorun türünü bilmek de önemlidir. Örneğin, su altı motorları çalıştırırken dikkatli olunması gerekir. Su altı motorlar National Electrical Manufacturers Association (NEMA) B tipi motorlar değildir ve geleneksel olarak NEMA B tipi motorlara göre hp başına daha fazla akım çekerler. Ayrıca düşük rpm motorların çalışması bazen daha fazla akım gerektirir. Doğru etiket plakası, motor akımı belirlenirse ve VFD bu gerçeklere göre boyutlandırılmışsa, ekipman hizalaması her zaman daha iyi olacaktır.

Tek fazlı giriş, faz dönüşümünde bir VFD'nin yararlı bir uygulamasıdır. Yalnızca tek fazlı güç mevcut olduğunda, bazı VFD'ler üç fazlı çıkış gücü sağlamak ve üç fazlı bir motor çalıştırmak için tek fazlı giriş güçlerini kullanabilir. Bazı üreticiler, bunun için tasarlanmış belirli VFD üniteleri sağlarken, bazıları bu VFD'yi aşırı boyutlandırır ve bu özellikten ödün verirler. VFD'nin azaltılması tam UL listesine sahip olmayabilir. Kullanıcılar VFD'leri aramada ihtiyatlı davranmalı ve üç fazlı çıkışlı tek fazlı girişlerde sertifikalı ve tamamen test edilmiş UL VFD'leri satın almalıdır. UL, temel olarak güvenlik hususunda yoğunlaşan, bağımsız mahsul güvenlik belgesidir.

Ayrıca yüksek rakımlı tesisatlar da özel dikkat gerektirir. Hava daha yüksek rakımlarda incelirken havanın VFD'den dışarı aktarabilme kabiliyeti azalır. Rakım ne kadar yüksek olursa, VFD o derece az ısınabilir, bu da çıkış akımı üretme kabiliyetinde azalmaya sebep olur. Bu durum, üreticiye ve boyuta göre farklıdır. En iyi bilgi için VFD üreticisinin web sitesini ziyaret etmek veya teknik destek hattını aramak iyi bir çözüm olacaktır.

Isı dağılımı VFD'ler ile büyük tasarım sorunu olduğu için ortam sıcaklığı VFD boyutunu da etkileyebilir. Ortam sıcaklığı VFD'yi çalıştırırken daha da artacaktır. Buradaki sorun; VFD, motoru çalıştırmak için akım üretirken ısı ürettiği için kendini soğutamıyor olmasıdır. Yüksek bir ortam sıcaklığında VFD, kendini serin tutmak için gereken üretilen ısıyı dağıtamaz. Boyutlandırma, ortam sıcaklığının azaltılması veya soğutucu hava ile VFD'nin soğutulması ihtiyacını doğurabilir. Bir klima her zaman çözüm değildir. Bazen bir egzoz fanı, VFD'nin tatminkâr çalışabilmesi için yeterli havayı değiştirebilir. Yük azaltma değeri imalatçıya ve boyuta göre değişir. Bu nedenle yine üreticinin web sitesini ziyaret etmeden veya teknik destek hattını aramaktan başka geçerli bir kural yoktur.

Düşük ortam sıcaklığı da potansiyel bir tuzak olabilir. VFD'lerin, tüm bileşenlerini optimal tasarımlarında tutmak için belli bir ısıya ihtiyacı vardır. VFD'leri koşulsuz veya dış tesisatlara monte ederken, düşük termal derece dikkate alınmalıdır. Kapasitörler, izolasyonlu çift kutuplu transistörler ve LCD ekranlar, donma sıcaklıklarının altında kaldığında veya donduğunda iyi çalışmayan bileşenlerden bazılarıdır. Bir VFD'ye güç verilmiyorsa, donma sıcaklığının altında veya donmuşsa, bu aşırı koşul kapasitörlerin patlamasına neden olabileceğinden, konvertörün güç vermeden önce ısıtılması çok önemlidir.

VFD’ler için İzlenmesi gereken çok şey var gibi görünebilir ancak VFD üreticileri sürekli olarak VFD'leri boyutlandırmayı, kurmayı ve programlamayı daha kolay hale getirmeye çalışmaktadırlar.

Kaynak: