ちょっと、そこ！のサプライヤーとして小型モーター用VFD, これらの気の利いたデバイスがどのように機能するのかを詳しく調べることにとても興奮しています。ご存知のとおり、小型モーター用の可変周波数ドライブ (VFD) は、モーターのパフォーマンス、エネルギー効率、およびシステム全体の制御を最大限に活用するための秘密のソースのようなものです。
基本から始めましょう。小型モーターは通常、壁から得られる標準的な AC 電源などの固定電源で動作します。しかし、問題は、アプリケーションが異なれば、モーターに異なる速度とトルクが必要になるということです。ここで VFD が活躍します。VFD は電気の交通警察のようなもので、モーターに供給される電力の量と速度を制御します。
それで、それはどのようにして起こるのでしょうか？ VFD には主に、整流器、DC バス、インバーターという 3 つの重要な部分があります。
整流器は、電気の旅の最初の目的地です。 AC 電源が主電源から供給されると、少々混乱します。整流器は、この乱暴な交流を受け取り、より安定した直流 (DC) に変換します。野生の馬を飼い慣らすようなものです。この仕事を行うためにダイオードを使用します。これらのダイオードは一方向弁のように機能し、電流が一方向にのみ流れることを許可します。そうすることで、AC 電力の上下の波をより安定した DC 流れに変換します。
DC 電源を取得したら、DC バスに移ります。 DC バスは、電気エネルギーを貯蔵するタンクのようなものです。これは、DC 電力を蓄え、電源のバンプやリップルを平滑化するのに役立つコンデンサ バンクです。安定した電源は次のステップとモーターの全体的なパフォーマンスにとって重要であるため、これは重要です。 DC バスのコンデンサは、電力が余っているときに充電され、電力が不足しているときに解放され、下流のインバータに安定した電源が供給されるようにします。
さて、本当の魔法の部分であるインバータについて説明します。インバーターは DC バスから DC 電力を取り出して AC 電力に戻しますが、今回はカスタムメイドの AC 電力です。インバータは、この新しい AC 電力の周波数と電圧を制御できます。周波数はモーターの速度を決定するものです。基本的なモーター速度の公式によると、N = (120 * f) / p、ここで、N は毎分回転数 (RPM) で表したモーター速度、f は電源の周波数、p はモーターの極数です。周波数 (f) を変更することで、モーターの速度 (N) を変更できます。
ファンまたは小さなコンベア ベルトに小さなモーターがあるとします。ファンの動作を遅くしたり、コンベアを別のペースで動かしたりしたい場合は、VFD のインバーターがモーターに供給される電力の周波数を調整できます。そしてそれはスピードだけではありません。インバータによる電圧制御も可能です。ほとんどの場合、モーターの効率的な動作を維持するには、電圧と周波数を互いに比例して調整する必要があります。これは、V/F (電圧対周波数) 比制御と呼ばれます。
VFD が小型モーターに使用できる制御方法はいくつかあります。一般的な方法の 1 つはスカラー制御です。スカラー制御では、VFD は事前に設定された関係に基づいて電圧と周波数を単純に調整します。これは、モーター速度を制御する比較的シンプルでコスト効率の高い方法です。小型ポンプや単純な換気ファンなど、正確な速度制御がそれほど重要ではない用途に最適です。
しかし、より正確な制御が必要な場合はどうすればよいでしょうか?ここでベクトル制御が登場します。ベクトル制御は、モーター電流を 2 つの成分を持つベクトルとして扱います。1 つは磁界を生成するためのもの、もう 1 つはトルクを生成するためのものです。これら 2 つのコンポーネントを独立して制御することにより、VFD はより正確な速度とトルクの制御を実現できます。モーターを操作するのは外科医のようなものです。これは、あらゆる小さな動きが重要となるロボット工学や高精度製造装置などのアプリケーションに最適です。
小型モーター用 VFD のもう 1 つの優れた点は、ソフトスタート機能です。モーターをオンラインで直接始動すると、通常の動作電流の最大 6 ～ 8 倍に達する大量の電流が流れる可能性があります。この突然の突入電流は、モーター巻線と電気システムに多大なストレスを引き起こす可能性があります。 VFD を使用すると、モーターが徐々に始動します。 VFD は電圧と周波数をゆっくりと上昇させるため、モーターはゆっくりと速度を上げます。これにより、モーターの磨耗が軽減され、寿命が延びます。
省エネも忘れてはいけません。常に一定の速度で動作する小型モーターは、実際に必要な以上のエネルギーを消費する可能性があります。たとえば、給水システムの小型ポンプは、最大の需要に対応できるサイズになっている可能性があります。しかし、ほとんどの場合、需要ははるかに低いです。 VFD を使用すると、需要が低いときにポンプを低速で実行できるため、エネルギー消費が少なくなります。研究によると、VFD を使用すると、一部のアプリケーションではエネルギーを最大 30 ～ 60% 節約できることがわかっています。これは電気代だけでなく環境にとっても非常に大きな問題です。
さて、もしあなたが市場に参入しているとしたら、AC周波数チェンジャーまたは小型モーター用の VFD なら、あなたは正しい場所に来ました。当社の小型モーター用 VFD は、最高のパフォーマンス、エネルギー効率、信頼性を提供するために最新のテクノロジーを使用して設計されています。単純なアプリケーションにスカラー制御が必要な場合でも、高精度タスクにベクトル制御が必要な場合でも、当社が対応します。
当社は、どのビジネスにも独自のニーズがあることを理解しているため、幅広い VFD 製品を提供しています。当社の専門家チームは、お客様の特定の用途に適した VFD の選択をいつでもお手伝いいたします。また、お客様の投資を最大限に活用できるよう、技術サポート、設置ガイダンス、アフターサービスも提供いたします。
当社の小型モーター用 VFD がどのように動作を改善し、エネルギー節約を高め、モーターの寿命を延ばすことができるかについて詳しく知りたい場合は、遠慮なくお問い合わせください。要件についての会話を開始するには、今すぐお問い合わせください。当社は、お客様の小型モーターのニーズに最適なソリューションを見つけるために、お客様と協力することに熱心に取り組んでいます。
参考文献
- チャップマン、SJ (2012)。電気機械の基礎。マグロウ - ヒル。
- モハン、N.、ウンデランド、TM、ロビンズ、WP (2012)。パワー エレクトロニクス: コンバータ、アプリケーション、および設計。ワイリー。