Inverter motoren vs. standaard motoren: Welke is geschikt voor uw vereisten?

In het bijzonder het verschil tussen een inverter duty motor en een standaard motor. Het lijkt misschien een klein detail, maar geloof me, het kiezen van de verkeerde motor voor jouw eisen kan grote problemen veroorzaken. Je kunt eindigen met een motor die niet lang meegaat, of een motor die de klus niet goed klaart. Dit korte artikel helpt je deze twee motortypen te begrijpen. Als je wilt dat je motor goed werkt en je geld bespaart, blijf dan kijken!

Wat is een standaardmotor eigenlijk?

Een standaardmotor, vaak een motor voor algemene doeleinden genoemd, is het type motor dat je in verschillende dagelijkse dingen ziet. Denk aan ventilatoren, pompen of eenvoudige apparatuur die alleen maar hoeft in te schakelen en op één stabiele snelheid moet draaien. Dit type motor is meestal een inductiemotor, meestal met een kooirotor. Deze elektromotoren zijn gemaakt om te werken op schone wisselstroom, zoals de stroom die rechtstreeks uit je stopcontact komt.

Standaardmotoren verwachten normaal gesproken een soepele, gelijkmatige stroom van elektrische energie, meestal een sinusgolf op 60 Hz (dat is 60 keer per seconde in Noord-Amerika). Onder deze omstandigheden doen ze hun werk goed. De motor krijgt de stroom die hij nodig heeft en draait soepel. Een typische motor is gebouwd voor een specifieke duty cycle, dat wil zeggen hoe vaak hij draait en rust. Als je probeert om dit soort motoren buitensporige dingen te laten doen, zoals het constant aanpassen van snelheden, is het mogelijk dat ze niet gelukkig zijn.

Deze motoren hebben over het algemeen geen speciale onderdelen om zware belastingen aan te kunnen. Hun isolatiesysteem is goed voor normaal gebruik, maar niet voor de zware omstandigheden die een frequentieregelaar kan opleggen. Een standaardmotor is een werkpaard voor basisklussen. Jarenlang was dit het belangrijkste type motor dat mensen voor bijna alles gebruikten. De motor is eenvoudig en klaart de klus wanneer de vereisten fundamenteel zijn.

Wat maakt een Inverter Duty Motor dan anders?

Laten we het nu hebben over een inverter duty motor. Je hoort het misschien ook wel een inverter-duty motor of een inverter-rated motor noemen. Het belangrijkste verschil is dat inverter duty-motoren speciaal ontworpen zijn om te werken met een inverter, ook bekend als een variabele frequentieregelaar (of VFD). Dit is belangrijk omdat een frequentieregelaar de stroom naar de motor wijzigt zodat hij op verschillende snelheden kan draaien. Dit is uitstekend voor taken met variabele snelheden.

Een inverter duty motor heeft speciale kenmerken. Hij heeft over het algemeen een beter isolatiesysteem. Deze speciale motorisolatie kan de elektrische spanningen en spanningspieken aan die een omvormer kan veroorzaken. Zie het als het dragen van een veel betere regenjas in een storm. Deze motor is ook ontworpen om koeler te draaien, vooral bij lagere snelheden. Een standaardmotor kan oververhit raken als je hem met een omvormer te langzaam laat draaien, omdat de koelventilator, die aan de motoras is bevestigd, ook langzamer draait.

Dit type motor heeft een groter snelheidsbereik dan een standaardmotor. Hij kan gewoonlijk een continu koppel (draaikracht) leveren, zelfs wanneer de snelheid van de motor sterk verandert. Sommige motoren met inverter duty kunnen zelfs een volledig koppel leveren bij nul snelheid! Dit betekent dat de motor een stevige houdkracht heeft, zelfs als hij niet draait. De motor is gebouwd om het speciale vermogen van een omvormer aan te kunnen.

Waarom kan ik niet elk type motor gebruiken met een omvormer?

Een omvormer wijzigt het vermogen op een manier waar een standaardmotor niet voor gemaakt is. Een standaardmotor verwacht een gelijkmatig vermogen, maar een omvormer creëert een complexere elektrische golfvorm om de snelheid van de motor te beheren.

Dit type vermogen kan hard zijn voor een motor. De isolatie in een standaardmotor kan sneller afbreken door de spanningspieken van de omvormer. Hierdoor kan de motor sneller defect raken dan je zou verwachten. Ook kan een standaardmotor oververhit raken wanneer hij op lagere snelheden wordt gebruikt door een frequentieregelaar. De ventilator zit meestal vast aan de motoras, dus als de motor vertraagt, vertraagt de ventilator ook en kan hij de motor niet voldoende afkoelen.

Het gebruik van een motor die niet ontworpen is voor een omvormer kan ook tot andere problemen leiden, zoals lawaaierige lagerslijtage. De motor zou onder stress komen te staan waarvoor hij nooit ontworpen is. Hoewel je een standaardmotor dus tijdelijk met een omvormer kunt laten werken, is het meestal geen uitstekend idee voor langdurig, betrouwbaar gebruik. De motor moet klaar zijn voor wat de omvormer stuurt.

Hoe regelt een frequentieregelaar (of VFD) eigenlijk precies hoe een motor draait?

Een omvormer of VFD (wat staat voor Variable Frequency Drive) is een behoorlijk creatieve doos elektronica. Zijn belangrijkste taak is het regelen van de snelheid van een motor. Dit gebeurt door de frequentie van de wisselstroom naar de motor te wijzigen. In Noord-Amerika is de standaardstroom bijvoorbeeld 60 Hz. Een omvormer kan dit omzetten naar 30Hz om de motor op halve snelheid te laten draaien, of 90Hz om hem veel sneller te laten draaien.

Hier is echter een belangrijk punt: de omvormer produceert geen perfecte, vloeiende sinusstroom zoals je die uit het stopcontact krijgt. De meeste moderne VFD's gebruiken iets dat Pulse Width Modulation of PWM wordt genoemd. Dit betekent dat de frequentieregelaar zeer snelle spanningspulsen naar de motor stuurt. Deze pulsen geven de motor een gemiddelde spanning en frequentie waardoor hij op de gewenste snelheid draait. Dit PWM-signaal zorgt voor een nauwkeurige snelheidsregeling.

Hoewel PWM uitstekend is voor het regelen van de snelheid, kunnen die snelle pulsen spanningspieken veroorzaken. Deze spanningspieken kunnen veel hoger zijn dan de normale spanning die de motor verwacht. Dit is een van de belangrijkste redenen waarom een motor met inverter een betere isolatie nodig heeft. De omvormer helpt de motor om meer te doen, maar de motor moet sterk genoeg zijn voor het unieke vermogen van de omvormer. De variabele frequentieoutput van de frequentieregelaar is van vitaal belang voor deze variabele snelheidsprocedure.

Wanneer is een Inverter Duty Motor de juiste motor voor de taak?

Dus, wanneer moet je zeker een inverter duty motor gebruiken? Het eenvoudige antwoord is: wanneer je van plan bent een VFD (Variable Frequency Drive) of frequentieregelaar te gebruiken voor meer dan alleen heel af en toe, licht gebruik. Als de vereisten van je toepassing inhouden dat de snelheid van de motor vaak moet worden gewijzigd of dat de motor zeer lang op lage snelheid moet draaien, is een inverter duty-motor normaal gesproken de juiste motor.

Denk bijvoorbeeld aan een transportband die sneller of langzamer moet gaan of een pomp die zijn debiet moet aanpassen. Dit zijn ideale voorbeelden waarbij een inverter duty motor uitblinkt. Ook voor toepassingen die een constant koppel over een breed snelheidsbereik vereisen, is dit type motor een must. Een standaardmotor kan zijn koppel verliezen bij lagere snelheden wanneer hij door een inverter wordt aangedreven. Deze motor levert een constant koppel.

Als je een nauwkeurige snelheidsregeling of hoge dynamische prestaties nodig hebt (wat betekent dat de motor snel en goed van snelheid kan veranderen), is een motor met inverterfunctie, vaak gecombineerd met een encoder voor feedback, de juiste keuze. Een encoder informeert de regelaar over de specifieke rotorsnelheid en positie-informatie. Voor toepassingen met een constant koppel, zoals mengers of extruders, is een motor met inverter duty gebouwd om de loten te regelen. Als een motor zwaar belast wordt wanneer hij met een frequentieregelaar werkt, dan is dit de motor.

Welke slechte punten kunnen optreden als een standaardmotor een frequentieregelaar ontmoet?

Iemand probeert een beetje geld te besparen door een standaardmotor met een omvormer te gebruiken, terwijl hij dat eigenlijk niet zou moeten doen. Wat kan er dan misgaan? Nou, veel dingen. Ten eerste kan de motor oververhit raken. De koelventilator van een standaardmotor vertraagt samen met de motor. Bij lage snelheden wordt de motor niet voldoende gekoeld en kan hij erg heet worden. Deze warmte beschadigt de isolatie en de lagers.

De spanningspieken van de PWM-uitgang van de frequentieregelaar kunnen het isolatiesysteem van de motor aantasten. De isolatie van een standaardmotor is meestal niet ontworpen om de hogere spanningspieken te weerstaan. Na verloop van tijd kan dit ervoor zorgen dat de isolatie kapot gaat, wat resulteert in kortsluiting en een dode motor. Dit is een van de meest voorkomende manieren waarop een standaardmotor het begeeft als hij met een omvormer wordt gebruikt.

Daarnaast kun je ongewone geluiden uit de motor horen of stromen in de motoras zien die problemen veroorzaken met het lagersysteem. De motor is mogelijk niet in staat om voldoende koppel te leveren, vooral bij lage snelheden, zodat hij de belasting niet op snelheid kan brengen of houden. Met andere woorden, het gebruik van een standaardmotor waar een motor met inverter duty nodig is, kan leiden tot vroegtijdige motorstoringen, verloren productietijd en meer kosten in de toekomst. De motor is gewoon niet gebouwd voor dat soort werk.

Hoe bepalen we precies welke motor ideaal is voor mijn machine?

Kiezen tussen een standaardmotor of een motor met invertertak komt neer op het begrijpen van je behoeften. De eerste vraag is: wordt deze motor geregeld door een frequentieregelaar of VFD? Als het antwoord ja is, dan is een motor met inverter duty meestal de veiligere en betere keuze voor de motor en het aandrijfsysteem.

Denk vervolgens na over de vereisten van de toepassing. Wat is het vereiste snelheidsbereik? Zal de motor gedurende lange perioden op lage snelheden werken? Moet de motor een constant koppel leveren binnen het snelheidsbereik? Wat is de bedrijfscyclus van de motor? Het beantwoorden van deze vragen helpt om te bepalen welke motor het meest geschikt is. Controleer de gegevens op het typeplaatje van uw huidige motor als u er een vervangt, maar houd er ook rekening mee of de toepassing is veranderd.

Als je een precieze snelheid of variabele werking nodig hebt, of als de motor deel uitmaakt van een systeem dat hoge dynamische prestaties vereist, moet je kiezen voor een inverter duty motor. Als de motor gewoon moet worden geactiveerd en op één stabiele snelheid moet draaien die rechtstreeks door wisselstroom wordt aangedreven (zoals een eenvoudige ventilator), dan zal een standaardmotor of een motor voor algemeen gebruik waarschijnlijk prima werken. Raadpleging van een motorexpert kan je ook helpen de motor te vinden die geschikt is voor jouw behoeften.

Bestaande tijden: Kan een standaardmotor een frequentieregelaar aan?

Kun je ooit een omvormer gebruiken met een standaardmotor? Soms wel, maar met grote "mitsen" en "maren". Als een standaardmotor alleen door een frequentieregelaar wordt aangedreven voor een zeer beperkt snelheidsbereik, bijvoorbeeld niet te ver onder zijn normale 60 Hz-snelheid, en niet voor zeer lange perioden op die verlaagde snelheid, dan kan het goed zijn. Bovendien, als de motor overgedimensioneerd is voor de belasting, kan hij de extra belasting veel beter aan.

Sommige mensen voegen speciale filters toe tussen de omvormer en de standaardmotor om de spanningspieken te onderdrukken. Dit kan helpen om de isolatie van de motor te beveiligen. Er zijn ook lijnreactoren die kunnen helpen. Deze zorgen echter voor extra kosten en complexiteit. Je moet ook heel voorzichtig zijn met oververhitting van de motor. Een TEFC-motor (Totally Enclosed Fan-Cooled) van standaardontwerp zal het moeilijk hebben bij lagere snelheden.

Hier is echter mijn eerlijk advies: als je een frequentieregelaar regelmatig gaat gebruiken voor variabele snelheidsregeling, is het meestal het beste om gewoon een motor met frequentieregelaar te nemen. Proberen om een standaardmotor te laten werken waarvoor hij niet ontworpen is, brengt later meestal problemen met zich mee. De gemoedsrust en betrouwbaarheid die je krijgt door de juiste motor te gebruiken, zoals een motor met inverter duty, is vaak de extra initiële kosten waard. Je moet er goed over nadenken of je een standaardmotor wilt gebruiken in combinatie met een frequentieregelaar.

Laten we eens binnenin kijken: Wat is het verschil in hoe deze motoren worden gemaakt?

Als je een standaardmotor en een motor met invertertak van buiten bekijkt, lijken ze misschien erg op elkaar. Toch zijn er binnenin cruciale verschillen, vooral in de motorisolatie en motorkoelingsontwerpen. Deze aanpassingen maken de inverter duty motor veel sterker wanneer deze samenwerkt met een inverter.

Het belangrijkste verschil is het isolatiesysteem. Inverter duty motoren maken gebruik van een verbeterd isolatiesysteem. De draden in de motorwikkelingen zijn dikker en sterker geïsoleerd. Dit helpt de motor om bestand te zijn tegen de hogere spanningspieken en spanningspieken die afkomstig kunnen zijn van de PWM-uitgang van een VFD. De isolatie van een standaard motor is meestal prima voor gelijkmatige sinusspanning, maar niet voor de niet-sinusspanning van een frequentieregelaar. Deze betere isolatie voorkomt vroegtijdige uitval.

Omvormermotoren hebben ook een betere koeling. Sommige zijn ontworpen om normaal koeler te draaien. Andere kunnen speciale ventilatoren hebben die zelfs bij lage snelheden voor goede koeling zorgen, of ze kunnen ontworpen zijn voor een aparte ventilator voor koeling met constante snelheid (een blower). Ze hebben vaak ook robuustere lagersystemen, in sommige gevallen met geïsoleerde lagers om elektrische schade (door asstromen) te voorkomen. Het rotorontwerp in sommige omvormermotoren kan bovendien geoptimaliseerd zijn voor variabele snelheidsefficiëntie. De algehele motorconstructie is gebouwd voor de eisen van omvormerbedrijf.

Heeft de keuze van een Inverter Duty Motor invloed op energie en prestaties?

Ja, het kiezen van de juiste motor, vooral een motor met inverterfunctie als je een inverter gebruikt, kan een groot verschil maken in energieverbruik en hoe goed je apparatuur presteert. Een omvormer zelf helpt energie te besparen door de motor alleen zo snel te laten draaien als nodig is. Maar als de motor niet compatibel is met de omvormer, kan het zijn dat je al die energiebesparingen niet krijgt.

Een inverter duty motor is ontworpen om efficiënt te werken over een breder snelheidsbereik dan een standaard motor wanneer hij gevoed wordt door een VFD. Dit betekent dat hij niet alleen bij volle snelheid, maar ook bij lagere snelheden een hoge efficiëntie kan bieden. Een standaardmotor kan efficiëntie verliezen en oververhit raken wanneer een frequentieregelaar hem vertraagt. Een goed afgestemde, efficiënte motor verbruikt minder energie.

Voor prestaties biedt een motor met inverter duty een betrouwbaardere werking met variabele snelheid. Hij kan een constant koppel leveren, of zelfs voor toepassingen met een constant koppel, waardoor uw machine zijn werk beter kan doen. Als u een nauwkeurige snelheidsregeling nodig hebt voor een hoge kwaliteit of voor toepassingen waarbij snelheidssynchronisatie van cruciaal belang is, biedt een motor met inverter duty (eventueel met encoder) betere dynamische prestaties. De motor kan de eisen aan, wat een soepelere werking en een extra betrouwbaar proces betekent. Het gebruik van de juiste motor of inverter duty motor zorgt ervoor dat de VFD's hun werk kunnen doen en dat de motor een stabiel mechanisch vermogen levert voor de toepassing.