Frekans Konvertörü ile İnverter Arasındaki Fark

Frekans konvertörü ile inverter arasında sahada pratik bir fark yoktur: Türkiye'de "frekans konvertörü", "frekans invertörü", "inverter", "sürücü" ve "hız kontrol cihazı" aynı kutu için kullanılır; hepsi trifaze asenkron motorun devrini, beslediği frekansı ve gerilimi değiştirerek ayarlar. Teknik olarak ise inverter, cihazın yalnız bir katıdır: DC gerilimi tekrar ayarlanabilir frekanslı AC'ye çeviren güç anahtarları bölümü. Frekans konvertörü (sürücü) ise üç katın tamamıdır: şebekeyi DC'ye çeviren doğrultucu, DC bara ve çıkıştaki inverter.

Bu ayrım satın alırken veya katalog okurken önemlidir: "inverter" diye satılan bir cihaz şebekeden besleniyorsa içinde doğrultucu da vardır ve tam bir frekans konvertörüdür. Güneş enerjisi invertörü ve kesintisiz güç kaynağı invertörü ise motor sürmek için tasarlanmamıştır; DC'den sabit 50 Hz üretir. Motor tarafında belirleyici olan cihazın adı değil, çıkış akımı, kontrol yöntemi ve motorun sürücüyle uyumudur. Sürücüyle kullanılacak trifaze motorları Elektrik Motoru Online Satın Al sayfasında güç, devir ve gövdeye göre inceleyebilirsiniz.

Frekans konvertörünün içinde ne var? Doğrultucu, DC bara ve inverter

Bir frekans konvertörünün güç devresi şu sırayla çalışır:

1. Doğrultucu: Şebekenin üç fazını diyot köprüsüyle DC'ye çevirir. 380 V şebekede DC bara gerilimi yaklaşık 1,35 × 380 ≈ 513 V, 400 V şebekede yaklaşık 540 V olur.
2. DC bara: Kondansatörler bu gerilimi düzgünleştirir ve enerji depolar. Fren direnci ve DC şok bobini bu bölüme bağlanır.
3. İnverter: IGBT adı verilen güç anahtarları DC gerilimi kilohertz mertebesinde açıp kapatır (darbe genişlik modülasyonu, PWM). Darbe genişlikleri değiştirilerek motor sargısında istenen frekans ve gerilimde sinüse yakın bir akım oluşturulur.

Kontrol kartı bu üç katı yönetir; motor parametrelerini, rampa sürelerini, akım sınırını ve korumaları burada ayarlarsınız. Tek faz 230 V girişli küçük sürücülerde de yapı aynıdır; yalnız doğrultucu tek fazlıdır ve çıkış 3 × 230 V olur. "İnverter" kelimesinin cihazın tamamına ad olması, çıkıştaki bu katın cihazın en karakteristik bölümü olmasından gelir.

Terimler tablosu

Frekans değişince motor devri ve gerilimi nasıl değişir?

Asenkron motorun senkron devri n = 120 × f / p formülüyle bulunur (f: frekans, p: kutup sayısı). 4 kutuplu bir motor 50 Hz'te 1500 d/d senkron devirle döner. 7,5 kW, 4 kutuplu DRG-132M-4 modelinin nominal devri 1460 d/d'dir; aradaki 40 d/d kaymadır. Sürücü frekansı değiştirirken gerilimi de aynı oranda değiştirir; 400 V / 50 Hz motorda bu oran 8 V/Hz'tir. Oranın sabit tutulması motordaki manyetik akıyı, dolayısıyla nominal momenti korur.

"Yaklaşık yükte devir" sütunu, nominal yükteki 40 d/d kaymanın düşük frekansta da benzer kaldığı varsayımıyla hesaplanmıştır. 50 Hz'in üstünde sürücü 400 V'tan fazla gerilim veremez; V/f oranı düşer, alan zayıflar ve moment yaklaşık 50/f oranında azalır: 60 Hz'te 49,1 × 50 / 60 ≈ 40,9 Nm. Güç bu bölgede yaklaşık sabit kalır, yani motor nominal gücünün üstüne çıkmaz.

V/f kontrol ile vektör kontrol arasındaki fark

Sürücünün "inverter" mi "konvertör" mü olduğu değil, motoru hangi yöntemle kontrol ettiği uygulamayı belirler.

• V/f (skaler) kontrol: Sürücü yalnız frekans ve gerilimi orantılı değiştirir; motorun anlık yükünü hesaba katmaz. Fan, santrifüj pompa, kompresör gibi devri yükle birlikte düşen ve kalkışta yüksek moment istemeyen yüklerde yeterlidir. Bir sürücüyle birden fazla motoru paralel beslemek gerekiyorsa genellikle V/f kullanılır.
• Sensörsüz vektör kontrol: Sürücü motorun akımını mıknatıslanma ve moment bileşenlerine ayırır, motor modelinden devri tahmin eder. Düşük devirde yüksek moment, yük değişiminde daha az devir düşmesi sağlar. Konveyör, karıştırıcı, kırıcı besleyici, vinç yürüyüşü gibi sabit momentli yüklerde tercih edilir.
• Enkoderli (kapalı çevrim) vektör kontrol: Mile takılan enkoderle gerçek devir ölçülür; sıfır devirde moment, hassas konum ve senkron çalışma gerekiyorsa kullanılır.

Vektör kontrolde motor etiket değerlerinin (güç, gerilim, akım, nominal devir, cos φ) sürücüye doğru girilmesi ve sürücünün "motor tanıma" (auto-tuning) işlemini yapması gerekir; yanlış girilen nominal akım, korumayı da yanlış kurar.

Sürücüyle çalışacak motor nasıl seçilir?

Sürücüyü kW'a göre değil, motor akımına göre seçmek gerekir: sürücünün nominal çıkış akımı motorun etiket akımından küçük olmamalıdır; ağır kalkışlı veya aşırı yüke girebilen yüklerde bir üst akım sınıfı düşünülür. Aynı güçte kutup sayısı arttıkça akım da artar:

Klemens bağlantısını sürücünün çıkış gerilimi belirler. 400/690 V etiketli motorlar (bu seride 4 kW ve üstü) 380–400 V trifaze sürücüye üçgen bağlanır. 230/400 V etiketli motorlar (3 kW ve altı) 400 V çıkışlı sürücüye yıldız, tek faz girişli 3 × 230 V çıkışlı küçük sürücüye ise üçgen bağlanır. Atölyede yalnız monofaze hat varsa küçük güçlerde bu son seçenek pratik bir çözümdür.

Seçimde dikkat edilecek üç konu daha var:

• Düşük devirde soğutma: Standart motorun fanı mile bağlıdır; devir düştükçe soğutma havası azalır. Fan ve pompa gibi yükte moment de devirle düştüğü için sorun azdır; ama konveyör gibi sabit momentli yükte motor düşük devirde uzun süre nominal momente yakın çalışacaksa ayrı beslenen harici fan veya bir üst güç değerlendirilir.
• Yalıtım ve gerilim darbeleri: PWM çıkışı sargıya dik cepheli darbeler uygular; uzun kabloda bu darbeler yansıyarak büyüyebilir. Konunun ayrıntısı İnverter (Sürücü) Beslemeli Motorlarda Yalıtım Neden Güçlendirilmeli? yazısında.
• Kalkış akımı: Sürücü motoru düşük frekanstan rampayla kaldırdığı için şebekeden direkt kalkıştaki gibi Is/In katı akım çekilmez. 7,5 kW, 4 kutuplu motor direkt kalkışta 15,0 × 7,5 ≈ 112,5 A çekerken sürücüyle kalkışta akım sürücünün akım sınırı içinde kalır.

Sürücü ile motor arasındaki kablo ve ekranlama

Frekans konvertöründe en sık sorunlar cihazdan değil, kablolamadan çıkar. Sürücü çıkışı yüksek frekanslı gerilim darbeleri içerdiğinden kablo hem bir anten gibi elektromanyetik gürültü yayar hem de kapasitif kaçak akım taşır.

• Sürücü ile motor arasında ekranlı (blendajlı) motor kablosu kullanın; ekranı sürücü tarafında ve motor klemens kutusunda 360° kablo rakoruyla gövdeye bağlayın. Ekranı tel gibi büküp tek uçtan bağlamak ("pigtail") yüksek frekansta etkisini büyük ölçüde kaybettirir.
• Motor gövdesini PE iletkeniyle sürücünün topraklama ucuna bağlayın; ekran PE'nin yerine geçmez.
• Motor kablosunu kumanda, analog sinyal ve haberleşme kablolarından ayrı kanalda götürün; kesişmeleri dik açıyla yapın.
• Uzun kablo mesafelerinde sürücü üreticisinin izin verdiği uzunluğa bakın; aşılıyorsa çıkış şok bobini veya dv/dt filtresi kullanılır.
• Sürücü ile motor arasına kontaktör koyacaksanız yalnız motor dururken açılıp kapanacak şekilde kumanda edin.
• Kablo kesitini motor akımına göre seçin; uzun hatlarda gerilim düşümünü de hesaba katın (motor kablo kesiti hesaplama aracı).

Frekans konvertörü mü, soft starter mı, yıldız-üçgen mi?

Devir ayarı gerekmiyorsa frekans konvertörü çoğu zaman gereğinden karmaşık bir çözümdür. Asıl dert yalnız kalkış akımı ve mekanik darbeyse yumuşak yol verici yeterlidir; çalışma sırasında devir değiştirmek, süreç kontrolü (basınç, debi, gerilim) yapmak ya da hassas rampa ve fren gerekiyorsa sürücü gerekir.

Kalkış yöntemlerini akım üzerinden karşılaştırmak için motor yol verme yöntemleri aracını, koruma elemanlarını seçmek için termik, sigorta ve kontaktör seçimi aracını kullanabilirsiniz. Debisi değişen pompa ve fanda sürücünün enerji tüketimine etkisini görmek için enerji tüketimi hesaplama aracı yol gösterir.

Sürücülü sistem için devreye alma kontrol listesi

• Sürücü çıkış akımı ≥ motor etiket akımı; yük ağırsa bir üst sınıf.
• Motor klemens bağlantısı sürücünün çıkış gerilimine uygun (400 V çıkış: 400/690 V motor üçgen, 230/400 V motor yıldız).
• Etiket değerleri sürücüye girildi, motor tanıma yapıldı.
• Minimum ve maksimum frekans, rampa süreleri yüke göre ayarlandı.
• Sabit momentli yükte düşük devirde soğutma değerlendirildi.
• Ekranlı kablo, 360° ekran bağlantısı ve ayrı PE iletkeni yapıldı.
• Güç ve sinyal kabloları ayrı kanalda.
• Sürücü panosunda havalandırma ve cihaz etrafında üretici boşlukları var.

Sürücüyle kullanılabilecek motorlar

Yazıdaki tablolarda geçen modeller:

• DRG-100L2-4 – 3 kW – 1500 d/d – pik döküm gövde
• DRG-132S2-2 – 7,5 kW – 3000 d/d – pik döküm gövde
• DRG-132M-4 – 7,5 kW – 1500 d/d – alüminyum gövde
• DRG-160M-6 – 7,5 kW – 1000 d/d – pik döküm gövde
• DRG-160M-4 – 11 kW – 1500 d/d – pik döküm gövde

Bu motorların güncel fiyatlarını görmek ve hemen sipariş vermek için tıklayınFİYATLARI GÖR →

Sıkça Sorulan Sorular

İnverter ile frekans konvertörü aynı şey mi?

Motor kontrolü söz konusu olduğunda evet, sahada aynı cihazdır. Teknik olarak inverter cihazın DC'yi değişken frekanslı AC'ye çeviren katıdır; frekans konvertörü ise doğrultucu, DC bara ve inverterden oluşan cihazın tamamıdır.

Her trifaze motor frekans konvertörüyle çalışır mı?

Standart trifaze asenkron motorların büyük çoğunluğu sürücüyle çalışır. Klemens bağlantısını sürücünün çıkış gerilimine göre yapmak, sürücüyü motor akımına göre seçmek, düşük devirde uzun süre sabit momentle çalışmada soğutmayı ve uzun kabloda gerilim darbelerini dikkate almak gerekir.

Frekans konvertörü ile motor 50 Hz'in üstünde çalıştırılabilir mi?

Çalıştırılabilir, ancak 50 Hz'in üstünde sürücü gerilimi artıramadığı için moment düşer: 4 kutuplu 7,5 kW motorda 60 Hz'te yaklaşık 40,9 Nm kalır. Ayrıca mil, rulman ve tahrik edilen makinenin yüksek devre uygun olduğu doğrulanmalıdır.

Pompa için soft starter mı frekans konvertörü mü seçilmeli?

Pompa sabit devirde çalışacak ve yalnız kalkış akımı ile su darbesi azaltılacaksa soft starter yeterlidir. Debi veya basınç ihtiyaca göre değişiyorsa, devri ayarlayabilen frekans konvertörü daha doğru seçimdir.

Sürücüyle çalışacak motorunuzun gücünü, devrini ve bağlantısını birlikte belirlemek için yük tipini ve sürücü bilgilerini bize iletebilirsiniz. Telefon: +90 (542) 666 11 11 · E-posta: [email protected] · İletişim sayfası. Tüm güç ve devir seçenekleri online mağazamızdaki 120 model arasında.