Frekans Konvertörü ( İnvertörü) Nedir ? 


Burak Cedetaş 

Frekans Konvertörü(İnvertörü)

1) Frekans Konvertörü(invertörü) Nedir? 

Kelime anlamıyla invertör , çevirici anlamına gelmektedir. Frekans invertörü ise adından anlaşılacağı gibi frekans çevirici anlamına gelmektedir. 

Bir asenkron motorun devrini değiştirmek için iki yol vardır. Birincisi kutup sayısını değiştirmemiz gerekir, ikincisi ise besleme enerjisinin frekansını değiştirerek kontrol edebiliriz. Mevcut bir motor üzerinde kutup sayısını değiştirmek mümkün olmadığından sadece frekans invertörü ile frekansı değiştirerek motor devrini kontrol edebiliriz. 

 

,
 

2) Nasıl Çalışır?
 

Yukarıdaki çıkış sinüs dalgalarında gördüğünüz gibi istenilen frekansta (Hızda) motor çalıştırmayı mümkün kılmaktadır.

Böylece motorun ihtiyaç duyduğu kadar enerji tüketimi gerçekleşmiş oluyor.

3 fazlı asenkron motorun değişik hızlarda dönmesi veya her koşulda aynı hızda dönmesi için frekans çevirici veya evirici kullanılması gerekir. Asenkron motorun hız kontrolünün frekans çevirici ile gerçekleştirilmesinin bazı avantajları vardır. Büyük güçlü motorlar yüksek enerji harcayacaktır. İşte bu tür yüksek enerji sarfiyatını önlemek ve motorların her koşulda istenilen devirde dönmesini saglamak için degişik frekanslar üreterek motoru yormadan istenilen sabit hızda çalıştıran frekans konvertörü üretilmiştir.

Eviricinin DC gerilimi üç fazdan veya tek fazdan elde edilebilir. DC gerilim tek fazdan elde edilerek üç faz bulunmayan yerlerde bile tek fazlı AC gerilimden 3 faz elde edilir ve bu üç faz ile üç fazlı asenkron motorlar çalıştırılabilir. Motorun milinden alınacak bir  geri besleme sinyali ile motorun miline bağlanan yük değişimleriyle orantılı olarak motorun besleme gerilimini ve frekans degerini değiştirerek motorun istenilen sabit devirde dönmesi sağlanabilir.    Üç fazlı asenkron motorlar endüstriyel ve otomasyon uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu motorların diğer motorlara göre daha az bakım gerektirmesi, devir sayılarının yük değişimlerinden daha az etkilenmesi, fiyatlarının ucuz olması gibi üstünlüklerinden dolayı kullanım alanları daha geniştir. Asenkron motorun değişik hızlarda dönmesi veya tüm yük sartlarında aynı hızda dönmesi istenebilmektedir. Bu amaçla frekans çevirici (converter) veya evirici (inverter) kullanılması gerekir. Düzgün moment üretmek, harmonikleri azaltmak ve motorun verimini artırmak için değişik çevirici uygulamaları yapılmıştır.

Asenkron motorların yüklendikçe devir sayılarındaki değişim bazı uygulamalarda sorun oluşturabilir. Bu tür dalgalanmaları ortadan kaldırmak için genel olarak, miline baglanan yük miktarı arttıkça motorun döndürme momenti de arttırılarak, miline bağlanan yük miktarı azaldıkça döndürme momenti azaltılarak devir sayısını sabit tutmak mümkündür. Bu moment artış veya azalışı asenkron motor sargılarına uygulanan sinyalin genlik/frekans (V/f) oranının sabit tutulması ile sağlanırken motor sargılarından geçen akımın değeri de sabit tutulmuş olur. Böylece motor sargılarının dayanabilecegi maksimum akım değerinin üstüne çıkılmamış olur. Motor sargılarına uygulanan gerilimin frekansı (V/f oranı bozulmadan) yükseltilip azaltılarak hız ayarı yapılır. Bu şekilde yapılan çalışmada üç fazlı asenkron motorun hız ayarı için genlik/frekans oranını sabit tutmak şartıyla, altı adımlı evirici devresi gerçekleştirilir. Bu evirici tasarımında önce 220V alternatif gerilim dogrultularak 314V DC elde edilir. Elde edilen bu 314V DC gerilimden elektronik anahtarlama elemanları (mosfetler) kullanılarak birbirinden 120'şer derece faz farklı 0-220V arasında RMS ve 0-50Hz arasında ayarlanabilen frekans değerine sahip 3 fazlı degişken bir sinyal üretilir. Üretilen bu sinyalin en önemli özelliği genlik ve frekans değerlerinin istenen değerlere ayarlanabilmesidir.

 

Frekans Konvertörlerinin (İnvertör) Avantajları: 

* Basit kablo bağlantısı

* Kısa devreye karşı koruma

* Motor ve inverter için tam koruma

* Gürültü seviyesi düşük motor işletimi için yüksek anahtarlama frekansları

* Makinelerde mekanik gerilimin azaltılması

* Yüksek voltaj/düşük voltaja karşı koruması

* Kumanda sinyalleri için hızlıca tekrarlanan yanıtlama süresi

* Kolay kurulum, parametrelendirme ve devreye alma

* İnverter için yüksek sıcaklık koruması

* Oldukça esnek konfigürasyon için modüler tasarım

* Topraklama hatasına karşı koruma

* En geniş uygulama alanları konfigürasyonunu mümkün kılan büyük boyutlu parametre menzili


Kullanım alanları, 

Motor sürücüler nerelerde kullanılır?

Motor sürücüleri birçok farklı uygulamada ve alanda kullanılabilmektedir. Bunlardan bazıları:

*Yiyecek ve içecek endüstrisi

*Otomotiv endüstrisi

*Isıtma, havalandırma ve iklimlendirme (HVAC)

*Su ve atık su endüstrisi

*Kağıt endüstrisi

*Petrol tesisleri

*Kimyasal endüstri

*Lojistik

*Rüzgar türbinleri, hidroelektrik güç ve fotovoltaik sistemler

*Denizcilik