Get Adobe Flash player

Gere Tádé
ügyvezető, gépészmérnök
Theiss Hajtástechnika Kft.


A modern technológiák és a folyamatosan változó jogszabályok is kényszerítenek minket, hogy régi ám „energiapazarló” berendezéseinket fejlesszük, korszerűvé tegyük. Az egy- és háromfázisú villanymotorok energiamegtakarítását frekvenciaváltóval segíthetjük elő, mely számos más feladatra is alkalmas.

The modern technologies and the changing legislation compel us to develop and modernize our old „energy-wasting” maschines. The energy savings of single and three-phase electric motors can be supported by frequency inverter, which is applicable for many other functions.


Számos érvet lehet felsorakoztatni a címben szereplő kérdésekre – melyet meg is teszek –, de talán egy egyszerű válaszban úgy fogalmaznám meg, hogy innovatív, rugalmas és gazdaságos üzemeltetést tesz lehetővé berendezéseinken.

Időnként felmerül az igény egy gépen variátor használatára, melyre rögtön felmerül a kérdés: miért nem inkább frekvenciaváltó? A válaszok között ezek szoktak szerepelni: nem szükséges ilyen „okos” megoldás; a kezelő úgy sem ért hozzá; egyfázisú a villanymotor; nagy a környezeti igénybevétel stb. Összefoglalva: jó lesz a variátor. Nem szükséges sok idő megmagyarázni, miért volna alkalmasabb a feladatra egy frekvenciaváltó, amit üzembe lehet úgy helyezni, hogy minden fenti kritériumnak megfeleljen.

Először tekintsük át a frekvenciaváltó alapjait, amivel egy rövidrezárt forgórészű aszinkron villanymotort szabályozhatunk, vezérelhetünk, legyen akár egyfázisú tekercseléssel rendelkező is.

Mit is csinál a frekvenciaváltó a villanymotorral? Az aszinkron motorok jelleggörbéje alapján láthatjuk, hogy más-más fordulatszámokon nem állandó a leadott forgatónyomaték, illetve megközelíthetjük úgy is, hogy a terhelés változásával változik a motor forgórészének szlipje, ezáltal a fordulatszám is. A frekvenciaváltó a motor jelleggörbéjét képes eltolni a fordulatszámhoz képest, így biztosítja a megfelelő munkapontot. Mindezt a frekvencia szinuszos jelének változtatásával tesszük meg, illetve kiegészítjük a feszültség változtatásával is.

Fentiek alapján a villanymotor fordulatszámszabályzását úgy végezhetjük el, hogy az optimalizálva lesz a felhasználói igényre. Ennek kézzelfogható eredménye, hogy akár lágyindítást vagy lágy megállítást szeretnénk elérni a motornál, akár egy névlegestől eltérő ponton működtetjük, a nyomaték a névleges frekvencia alatt közel állandó marad, azaz nem lesz veszteségünk

Mindez azonban csak alapvető tulajdonság, hiszen a XXI. században már mindent
az elektronikák, az automatizált, monitorozott berendezések uralnak – ami nem véletlen. A frekvenciaváltók a különböző szoftveres megoldásokkal már olyan eredményt tudnak elérni, ami messze túlmutat a lágyindítás kérdésén. Ilyen az energiatakarékosság is.

Remélhetőleg mindenki hallott már az évek óta érvényben lévő Európai Direktíváról (64/2009/EK), melyben az Európai Unió szabályozza a különböző hatásfokú (IE1, IE2, IE3, IE4) villanymotorok felhasználását. A cél a globális energiamegtakarítás és a CO2-kibocsátás csökkentése, melyet elsősorban az ipar termel. Optidrive frekvenciaváltó segítségével akár mind a négy motortípust szabályozhatjuk, és akár 50%-os energiamegtakarítást érhetünk el. Különösen fontos ez akkor, amikor a fenti rendeletnek úgy felelhetünk meg, ha IE2 motorunkat arra alkalmas frekvenciaváltóval üzemeltetjük, és a gépeken több hatásfokú villanymotor üzemel – ekkor is használhatunk mindhez azonos Optidrive frekvenciaszabályzót.

Az energiatakarékosság jegyében a fentiek mellett fontos tulajdonság az is, ha frekvenciaváltónk képes energiatakarékos üzemre. Adott gyártógépen a villanymotor folyamatosan működik, akár több műszakban is, de nincsen folyamatosan kiterhelve. Ekkor az Optidrive frekvenciaváltó képes csökkenteni a felhasznált áram mennyiségét anélkül, hogy ennek kárát látnánk, majd a terhelés növekedésekor láthatatlanul visszaállítja a szükséges áramfelhasználást. Ez a funkció különösen a változó nyomatékigényű szivattyúk és ventilátorok esetében hoz gyorsan megtérülő befektetést, melyet kalkulátorral számítani is lehet. A frekvenciaváltóval történő üzemeltetés emellett
az indítási áramok, lökésszerű terhelések elkerülésével is csökkenthető az áramfelhasználás.

Napi szinten helyeznek üzembe olyan berendezéseket, melyek állandó nyomást, hőmérsékletet vagy páratartalmat, stb. tartanak egy adott szinten. Gyakran kapcsolórendszerű megoldást alkalmaznak a villamos kapcsolásban, ami a motor ki-be kapcsolgatásával jár, rendszeres indítási csúcsokkal, mindig névleges sebességen történő működéssel, ezek által nagy tehetetlenséggel. Szemben ezzel egy korszerű megoldás a frekvenciaváltó PI (Propotional Integral) funkciója: ezzel a szoftveres megoldással a kapcsoló üzemű távadó helyett egy mérőeszközre lesz szükség, ami visszacsatolt jelét a frekvenciaváltóra kötjük, ezáltal a készülék a kapott jel arányában a motor fordulatszámának szabályzásával automatikusan szabályozza a beállított vagy kívülről megadott értéket/sebességet, továbbá szükségszerűen finomhangoltan leállítja/újraindítja a motort. Ez szintén egy jelentős áram és költségmegtakarítást jelent. Ilyen felhasználás például egy hűtőház légkezelő rendszere ahol állandó nyomáson kell tartani a hűtőfolyadékot vagy egy ipari konyha elszívójának szabályzása, ahol a nagy huzat helyett egy folyamatosan kellemesen szabályozott légcsere megy végbe.

Különösen ennél a felhasználási célnál – sok más meglévő berendezésnél – találkozom azzal az igénnyel, hogy a szabályozandó villanymotor csak egyfázisú betáplálással rendelkezik. Szerencsére létezik megoldás erre is, elérhető kifejezetten egyfázisú villanymotorhoz gyártott Optidrive frekvenciaváltó is, mellyel akár a fenti feladatok többsége megvalósítható, ezáltal nem képeznek ezek a gépek sem kivételt az iparban sem.

A gyárilag megfelelő IP védett dobozban elhelyezett készülékeket már minimálisan csak a kezeléshez szükséges vezérlőgombokkal vagy akár kezelőszerv nélkül is rendelhetjük, így az illetéktelen hozzáféréstől is megvédhetjük gépünket. Nem mellékes, hogy az ilyen védelemmel ellátott készülékek a nehéz ipari környezetnek is sokkal jobban ellenállnak, például az Optidrive ventilátor nélküli mosható házzal ellátott kivitelei, melyek a portól és párától teljesen elzárva az elektronikáknak is jóval hosszabb élettartamot biztosítanak.

Fenti előnyökön kívül is számos olyan szoftveres és hardveres megoldást képesek betölteni a frekvenciaváltók, melyeket csupán egyszer szükséges jól megtervezni és beállítani, utána sem a kezelő személyzetnek, sem a felhasználóknak nem kell ismerni, beállítani, kapcsolgatni, felügyelni.

A beállítást végző személy szükség szerint akár az ipari hálózaton keresztül (EtherNET, Optibus, ModBus, stb), akár saját számítógépről vagy akár okostelefonról is elvégezheti a beállításokat, monitorozást, finomhangolást, így nem szükséges az egysoros kijelzőt bújnia. Ezáltal munkája és a felhasználó üzembehelyezési költsége is jelentősen csökken.

Ezek alapján bátran merem állítani, hogy a frekvenciaváltó használata annyi előnnyel rendelkezik, hogy minden gépet üzemeltető felelős embernek figyelembe kell vennie ezt a megoldást és ki kell számítania a megtérülést – mely ha jobban megnézzük, a gép árához képest „pillanatok alatt” visszahozza a ráfordítást.