Maiztasun Aldakorreko Unitateak (VFD) funtsezko zeregina dute industria-automatizazio modernoan, motorren abiadura kontrolatuz, energia-eraginkortasuna hobetuz eta funtzionamendu malgua eskainiz. VFD mota desberdinen artean, helburu orokorreko VFDak nabarmentzen dira duten moldakortasunagatik eta motor txiki eta ertainen gama zabal batekin lan egiteko gaitasunagatik. Mezu honetan, helburu orokorreko VFD baten oinarrizko egitura eta funtzionamendu-printzipioa aztertuko dugu, nola funtzionatzen duen eta bere osagaiak hobeto ulertzen laguntzeko.

1. Helburu orokorreko VFD baten oinarrizko egitura

Helburu orokorreko VFD bat gailu polifazetikoa da, ia tamaina txiki eta ertaineko AC motor asinkrono guztiekin erabil daiteke. VFD espezializatu asko dauden arren, gehienak funtzio gehigarriak dituzten helburu orokorreko VFDetan oinarritzen dira. Helburu orokorreko VFDek nola funtzionatzen duten ulertzeak errazten du beste VFD mota batzuk maneiatzea, haien instalazioa, funtzionamendua eta mantentze-lanak oso antzekoak baitira.

Helburu orokorreko VFD batek bi zati nagusi ditu: potentzia zirkuitua eta kontrol zirkuitua. VFD txiki eta ertainek normalean AC-DC-AC konfigurazioa erabiltzen dute, diagraman (1. irudia) erakusten den bezala.

1. irudia. AC-DC-AC VFD baten bloke-diagrama

(1) Energia zirkuitua

Helburu orokorreko VFD baten potentzia-zirkuitua 2. irudian ageri da. Potentzia-bihurketa kudeatzen duten potentzia-elektronikako osagaiak ditu, hala nola zuzentzailea, iragazketa, korronte-mugatzailea, inbertsore, gurpil libreko eta balazta-zirkuituak.

2. irudia. AC-DC VFD zirkuitu nagusia

• Zuzentzaile Zirkuitua: Honek korronte alternoa korronte zuzeneko bihurtzen du. Hiru faseko zubi-zuzentzaile bat erabili ohi da VFD txiki eta ertainetan, diodoekin (VD1etik VD6ra) edo zuzentzaile-moduluekin. Sarrerako potentzia R, S, T terminaletatik dator (L1, L2, L3 edo A, B, C).
  Iragazketa Zirkuitua: Iragazketa zirkuituak korronte zuzena leuntzen du kondentsadoreak erabiliz. CF1 eta CF2 kondentsadoreak konektatuta daude edukiera orokorra handitzeko, eta RC1 eta RC2 erresistentziek tentsioa orekatzen dute.
• Korronte-mugatzaile zirkuitua: Zirkuitu honek korrontea mugatzen du gainkarga saihesteko. Erresistentzia bat (RS) eta etengailu bat (S) ditu, eta VFD txikiagoetan tiristore edo errele bat erabiltzen da.
  Inbertsorearen Zirkuitua: Potentzia-gailu elektronikoz (VT1etik VT6ra) osatuta dagoen inbertsoreak korronte zuzena hiru faseko korronte alterno bihurtzen du. Ondoren, korronte alterno hau motorrera bidaltzen da.
• Zirkuitu librea: Zirkuitu honek (VD7tik VD12ra) motorretik korronte erreaktiboa DC zirkuitura itzultzen laguntzen du. Motorra moteltzen denean, zirkuitu honek motorraren energia birsortua DC zirkuitura itzultzea ahalbidetzen du.
• Balaztatze zirkuitua: Motorra moteltzen denean, balaztatze-zirkuituak birsorkuntza-energia xurgatzen du, bero bihurtuz. Horri esker, motorra azkar eta eraginkortasunez gelditzen da. Osagai nagusiak (RB) energia xurgatzen du, eta potentzia-gailu batek (VTB) balaztatze-zirkuitua piztu edo itzaltzen du.

(2) Kontrol Zirkuitua

VFD baten kontrol zirkuitua 3. irudian ageri da.

3. irudia. VFD kontrol zirkuituaren bloke diagrama

Kontrol zirkuituak elikatze-iturri plaka, kontrol-plaka nagusia, teklatua eta sarrera/irteera terminalak ditu.

• Elikatze-hornidura plaka: Honek kontrol-plaka nagusirako beharrezko energia ematen du eta potentzia-zirkuitua gidatzen du. Kanpoko kontrol-zirkuituei ere korronte zuzeneko energia ematen die.
• Kontrol-taula nagusia: Hau da VFD-aren "garuna". Teklatutik, kanpoko kontrol zirkuituetatik eta barne seinaleetatik (tentsioa, korrontea eta tenperatura bezalakoak) datorren sarrera prozesatzen du. Ondoren, kontrol seinaleak (SPWM) sortzen ditu inbertsorearentzat. Kontrol plaka nagusiak pantaila seinaleak eta babes komandoak ere kudeatzen ditu, eta VFD-aren egoerari buruzko seinaleak bidaltzen ditu (adibidez, funtzionamendu normala, lortutako maiztasuna, akatsen detekzioa).
• Teklatua: Teklatuak erabiltzaileari komandoak edo ezarpenak kontrol-panela nagusian sartzeko aukera ematen dio.
• Sarrera/Irteera Terminalak: Terminal hauek VFD-a kanpoko gailuetara konektatzen dute, hala nola pantaila-unitateetara, doikuntza-kontroletara (adibidez, botoiak, etengailuak, eskutokiak) eta komunikazio-interfazeetara. Komunikazio-interfazeari esker, VFD-ak beste ekipamendu batzuekin elkarreragin dezake, hala nola PLCekin, eta informazioa trukatu.

2. Maiztasun Aldakorreko Unitate (VFD) baten Funtzionamendu Printzipioa

baten funtzionamendu-printzipioa AC-DC-AC motako VFD 1. irudiko bloke-diagramari erreferentzia eginez azaltzen da.

Hiru faseko korronte alternoa lehenik korronte zuzentzaile zirkuituak korronte zuzentzaile pultsatzaile bihurtzen du. Ondoren, tarteko zirkuituak iragazten du korronte zuzen hau, inbertsoreak eta kontrol zirkuituak korronte zuzen egonkorra jasotzen dutela ziurtatzeko. Iragazitako korronte zuzena inbertsore zirkuitura bidaltzen da, kontrol sistemak pultsu-iturriak sortzen dituen bitartean. Pultsu hauek pultsu-iturri zirkuituak anplifikatzen ditu eta inbertsore zirkuitura bidaltzen ditu. Pultsu-iturrien kontrolpean, inbertsoreak korronte zuzena maiztasun aldakorreko korronte alterno bihurtzen du, eta gero motorrari ematen dio hura mugitzeko. Inbertsorearen irteerako korronte alternoaren maiztasuna doituz, motorraren abiadura horren arabera aldatzen da.

Zirkuitu nagusia azpian funtzionatzen duelako tentsio handiko eta korronte handiko baldintzak, babesa ezinbestekoa da. Zirkuitua babesteko, VFD-ak tentsio eta korronte detekzio zirkuituekin hornituta daude zirkuitu nagusirako. Tentsioa altuegia edo baxuegia denean, tentsio detekzio zirkuituak kontrol zirkuituari jakinarazten dio. Informazio hau jasotzean, kontrol zirkuituak ezarritako programaren arabera neurri egokiak hartzen ditu, hala nola zirkuitu nagusia gelditzea eta alarma bat igortzea.

Era berean, irteerako korronteak muga seguruak gainditzen baditu (adibidez, motorra gainkargatuta dagoenean), korronte-sentsore elementuek edo zirkuituek gainkorronte-seinalea sortzen dute. Korronte-detekzio zirkuituak seinale hori prozesatu ondoren, kontrol zirkuitura bidaltzen da. Ondoren, kontrol zirkuituak beharrezko ekintzak egiten ditu aurrez ezarritako programaren arabera.

Ondorioz, helburu orokorreko VFD baten egitura eta funtzionamendu-printzipioa ulertzea funtsezkoa da bere eraginkortasuna maximizatzeko eta iraupena bermatzeko. Potentzia-zirkuituaren eta kontrol-zirkuituaren konbinazioak VFD-ak AC potentzia maiztasun aldakorreko AC bihurtzea ahalbidetzen du motorraren abiadura kontrolatzeko, eta barneko babes-funtzioek funtzionamendu segurua bermatzen dute. Motorraren errendimendua optimizatu edo energia-kontsumoa murriztu nahi baduzu, helburu orokorreko VFD bat aukera malgua eta fidagarria da zure industria-beharretarako.