Isıtma-havalandırma-hava koşullandırma (HVAC) uygulamalarında “Değişken Frekanslı Sürücü“ (VFD) kullanımı çarpıcı bir şekilde artıyor. VFD teknolojisi hava koşullandırıcılar, pompalar, soğutucular ve kule fanlarında yaygın olarak uygulanıyor. VFD’lerin daha iyi anlaşılması, ekipman ve HVAC sistemlerinin gelişmiş seçim ve uygulamalarına öncülük edecektir. Bu makalenin amacı, VFD terimleri, VFD işletmesi ve VFD’nin sağlayacağı yararlar ile ilgili temel kavramları aktarmak, aynı zamanda, endüstriyel standartlara göre harmonik bozulmaya ilişkin bazı temel uygulama prensiplerini tartışmaktır.
Ana (Ortak) VFD Terimleri
Hız kontrol eden donanımları tanımlamak için kullanılan bir çok terim vardır. Bu terimlerin kısaltmaları birbirlerinin yerine kullanılıyor olmakla birlikte farklı anlamları vardır.
Değişken Frekanslı Sürücü (VFD)
Bu donanım, motor giriş gücünün frekansını değiştirmek için (ki böylelikle motor hızının kontrolü sağlanır) güç elektroniğinden yararlanır.
Değişken Hızlı Sürücü (VSD)
Daha genel olan bu tanım, motor ya da bir motor tarafından tahrik edilen bir ekipmanın (fan, pompa, kompresör vb) hızını kontrol eden donanımlar için kullanılır. Bu donanımlar elektronik ya da mekanik olabilir.
Ayarlanabilir Hızlı sürücü (ASD)
Bu daha da genel bir tanımdır. Mekanik ya da elektronik hız kontrol yöntemleri için kullanılabilir.
VFD Teknolojisi
VFD teknolojisinin temel prensibini anlamak için öncelikle VFD’nin üç temel ünitesini tanımak gerekir. Bunlar “redresör (doğrultucu)”, “doğru akım (DC) dağıtım çubuğu (bara)” ve “inverter- evireç”dir. Dalgalı akım (AC) güç kaynağının gerilimi sinüs eğrisi şeklinde artar ve azalır (Şekil 1). Gerilim pozitifken akım bir yönde, gerilim negatifken ters yönde akar. Bu tür güç sistemleri, büyük miktarlardaki enerjinin uzak mesafelere verimli olarak aktarılmasını sağlar. Bir VFD’de bulunan doğrultucu, girişteki dalgalı akım (AC) gücünü doğru akım (DC) gücüne dönüştürmek için kullanılır. Gücün her fazı için iki doğrultucuya ihtiyaç vardır. Bir doğrultucu yalnızca gerilim pozitifken, ikinci doğrultucu ise yalnızca gerilim negatifken üzerinden güç geçmesine izin verir. Büyük güç kaynaklarının çoğu üç fazlı olduğu için minimum altı doğrultucu kullanılır (Şekil 2). Altı doğrultucu olan bir sürücüyü tanımlamak için “6 darbeli (pulse)” tanımı kullanılır. Bir VFD her biri 6 doğrultucudan oluşan birden fazla doğrultucu bölümlerine sahip olabilir. Böylelikle VFD “12 darbeli”, “18 darbeli”, ya da “24 darbeli” olabilir. Harmonik bölümünde “çoklu darbeli” VFD’lerin yararlarına değinilecektir.
Doğrultucular, gücü doğrultmak için diyot, silikon kontrollü doğrultucu (SCR) ya da transistör kullanırlar. Diyotlar, voltajın uygun polaritede olduğu herhangi bir zamanda gücün akmasına olanak veren en basit cihazlardır. Silikon kontrollü doğrultucularda güç akmaya başladığında bir mikro işlemcinin kontrolünü mümkün kılan bir kapı devresi bulunur ve bu da bu doğrultucuların elektronik yol vericilerde de kullanılabilmesini sağlar. Bir mikroişlemcinin herhangi bir zamanda açıp kapamasını olanaklı kılan bir kapı devresi içeren transistorler bu özellikleri ile üç cihaz arasında en kullanışlı olanıdır. Doğrultucu bölümünde bir transistör kullanan bir VFD’nin “aktif ön uç” a sahip olduğu söylenir.
Makalenin Devamı