Gyakori az olyan hatástechnikai feladat, ahol szükséges a motor fordulatszámának fokozatmentes változtatása.
Aszinkronmotor esetén ennek általánosan elterjedt módja a mechanikus variátorok használata. Azért szeretik alkalmazni a variátort, mert nem igényel speciális szakértelmet, csak a rászerelt kereket kell adott pozícióba tekerni, ezzel beállítva a kihajtás fordulatszámát.
A mechanikus variátornak az egyszerű használat mellett számos hátránya is van. A hatásfoka csak 70-85% közötti, ezért nagy a veszteség, ami hő formájában távozik. Mivel mechanikus módon biztosítja az áttétel változtatást, ezért az élettartama limitált. Sebességátfogása 1400/perc fordulatszámú motor esetén 200-1000/perc között van, vagyis segítségével csak ötszörös tartományban változtatható a motor fordulatszáma.
A frekvenciaváltó korszerűbb fordulatszám szabályozást biztosít. Előnye a mechanikus variátorral szemben, hogy minimális a vesztesége, nincs kopó alkatrésze, valamint nagy a sebességátfogási tartománya. Kényszerhűtés alkalmazásával 5Hz-től 50Hz-ig változtatható a fordulatszám, vagyis tízszeres átfogás is lehetséges, miközben a leadott nyomaték a névleges értéken marad. A frekvenciát növelve a motor teljesítménye állandó marad, a leadott nyomaték csökken. Feltekerve a frekvenciát 70Hz-re, a leadott nyomaték a névleges érték ~75%-ra csökken.
A mechanikus variátor alkalmazása és a frekvenciaváltós szabályozás közel azonos költségű. Egyes esetekben – a műszaki előnyök mellett – az inverter használata a variátorral szemben kisebb egyszeri beruházást igényel.
Egy konkrét példán mutatom be, hogyan lehetséges a variátort kiváltani frekvenciaváltóval, és ennek milyen műszaki és anyagi vonzata van.
1. megoldás: Hajtómű-mechanikus variátor-aszinkronmotor egybeépítve:
- Hajtómű-motor: C 614 P 275,3 P80 B3 LO /0,55kW 4P 80 B5 230/400V TMS
- Variátor: V 1 FD19 P80 V5
Ebben a konfigurációban a fordulatszám 3,6/perc és 0,69/perc között változtatható, miközben a leadott nyomaték 1127Nm és 2004Nm között változik.
2. megoldás: Hajtómű-kompaktmotor-kényszerhűtés-frekvenciaváltó:
- Hajtómű-kompaktmotor: C 614 P 462 S1 B3 LO /0,55kW 4P M1LA 4P C4FL W
- Inverter: SYN10 S220 05AF (0,75kW)
- Kényszerhűtés: G-71A FORCED VENTILLATOR KIT 230V 50Hz
Ebben a konfigurációban a fordulatszám 50Hz-en 3/perc, a leadott nyomaték 1600Nm. Amikor az inverterrel csökkentjük a frekvenciát 5Hz-re, a fordulatszám 0,3/perc, miközben a leadott nyomaték változatlanul 1600Nm. Amennyiben a frekvenciát növeljük 60Hz-re, a fordulatszám 3,6/perc lesz és a leadott nyomaték 1300Nm-ra csökken.
A második megoldás ára hozzávetőleg ~25%-kal kedvezőbb, mint az első.
Meglevő mechanikus variátorral működő hajtás korszerűsítése esetén javasoljuk, hogy a hajtást frekvenciaváltós szabályozással oldja meg. Hajtás korszerűsítésben, meglevő hajtás kiváltásában munkatársaink nagy gyakorlattal és széleskörű szakmai ismeretekkel állnak rendelkezésére.
Tengelits István
okleveles villamosmérnök
