Hız Kontrol Cihazı (Frekans İnvertörü) Parametreleri, V/f–Vektör Kontrol ve Frenleme Direnci Hesabı
AC hız kontrol cihazında (VFD) ilk devreye alma parametreleri, V/f ve vektör kontrol farkı, sürücü akım seçimi ve frenleme direnci ohm–watt hesabı.
AC hız kontrol cihazı (frekans invertörü, VFD), asenkron motorun devrini besleme frekansını değiştirerek ayarlar: `n = 120 × f / kutup sayısı`. IEC 61800 serisine göre üretilen sürücülerde doğru sonuç; motor etiket verilerinin girilmesine, uygun kontrol modunun seçilmesine ve gerekiyorsa frenleme direncinin doğru hesaplanmasına bağlıdır.
> İlgili Kategori: Güç ve giriş gerilimine göre modelleri Hız Kontrol (Frekans İnvertör) Cihazları, AC Motor Sürücüleri ve Fren Dirençleri sayfalarından inceleyebilirsiniz.
1. Sürücü seçimi: güç değil akım
- Sürücünün anma çıkış akımı ≥ motor etiket akımı olmalıdır; yalnızca kW eşlemesi 6–8 kutuplu ve eski motorlarda yanıltır.
- Ağır hizmet (sabit moment): konveyör, karıştırıcı, vinç; %150 akım 60 sn. Normal hizmet (değişken moment): fan ve santrifüj pompa; %110–120 akım 60 sn.
- Monofaze 230 V girişli sürücü çıkışta 3 × 230 V verir. 230/400 V etiketli motorun klemens köprüleri üçgen (Δ) yapılmalıdır; yıldız bırakılırsa motor gücünün ancak üçte birini verir.
- Trifaze 400 V girişli sürücüde aynı motor yıldız (Y) bağlanır. Küçük güçlerde 1,5 kW sürücüler en sık kullanılan kademedir.
2. İlk devreye almada girilen parametreler
Parametre numaraları markaya göre değişir, içerik aynıdır:
| Parametre | Ne girilir? | Yanlış girilirse |
|---|---|---|
| Motor anma gerilimi, akımı, frekansı, devri, cos φ | Motor etiketinden | Motor ısınır, moment düşer, hatalı aşırı yük alarmı |
| Motor termik (aşırı yük) akımı | Etiket akımı | Motor korumasız kalır veya gereksiz açma |
| Hızlanma / yavaşlama rampası | Yükün ataletine göre 3–30 sn | Kısa rampa: aşırı akım veya DC bara aşırı gerilim hatası |
| Minimum / maksimum frekans | Örn. 20–50 Hz | Pompa kuru çalışır, fan aşırı devirde zorlanır |
| Kumanda ve referans kaynağı | Tuş takımı, klemens, haberleşme | Sürücü start almaz |
| Taşıyıcı (anahtarlama) frekansı | 2–16 kHz | Yüksek değer: sessiz motor, fazla ısı ve kaçak akım |
| Otomatik motor tanıma (autotune) | Vektör modda zorunlu | Düşük devirde moment zayıf kalır |
50 Hz üzerinde çıkış gerilimi artmadığı için motor alan zayıflatma bölgesine girer ve moment frekansla ters orantılı düşer; 87 Hz karakteristiği gibi özel bağlantılar dışında yük bu bölgede hesaplanmalıdır.
3. V/f kontrol ve vektör kontrol farkı
| Kontrol modu | Çalışma prensibi | Düşük devir momenti | Uygun yük |
|---|---|---|---|
| V/f (skaler) | Gerilim/frekans oranı sabit (400 V / 50 Hz = 8 V/Hz) | 3–5 Hz altında zayıf | Fan, pompa, tek sürücüden çok motor |
| Sensörsüz vektör (SVC) | Motor modeliyle akı ve moment akımını ayrı hesaplar | 0,5–1 Hz'de %150'ye kadar | Konveyör, karıştırıcı, ekstruder, kompresör |
| Kapalı çevrim vektör | Enkoder geri beslemeli | Sıfır devirde tam moment | Vinç, asansör, sarıcı, hassas hız |
Fan ve santrifüj pompalarda karesel V/f eğrisi enerji tüketimini düşürür. Tek sürücüyle birden fazla motor beslenecekse yalnızca V/f modu kullanılır ve her motora ayrı termik koruma konur.
4. Frenleme direnci hesabı
Motor yükten hızlı yavaşlatıldığında jeneratör gibi çalışır ve enerjiyi sürücünün DC barasına basar. Bara gerilimi eşiği aşınca fren kıyıcısı (chopper) devreye girer ve enerjiyi dirençte ısıya çevirir. 400 V sınıfı sürücülerde kıyıcı eşiği tipik 750–800 V DC, 230 V sınıfında yaklaşık 380–400 V DC'dir.
- Ohm değeri: Sürücü kılavuzundaki minimum direnç değerinin altına inilmez; düşük direnç kıyıcı transistörünü yakar. Tepe frenleme gücü `P = U² / R` ile bulunur: `780² / 100 Ω ≈ 6,1 kW`.
- Sürekli güç (W): `P sürekli = P frenleme × çalışma oranı (ED)`. Örnek: 60 sn çevrimde 6 sn boyunca 3 kW frenleme → ED = %10 → `3.000 × 0,10 = 300 W`. Isınma payıyla 400–500 W direnç seçilir.
- Yük tipi: Vinç indirme ve uzun süreli frenlemede ED %40–100'e çıkar; direnç gücü motor gücüne yaklaşır.
Direnç, sürücünün `B+ / BR` (veya `P / PB`) klemenslerine ekranlı ve kısa kabloyla bağlanır; gövdesi 200 °C üzerine çıkabildiğinden yanıcı malzemeden uzak, havalandırmalı yere monte edilir. Yavaşlama süresini uzatmak çoğu fan ve pompa uygulamasında direnç ihtiyacını ortadan kaldırır.
5. Kablolama ve koruma
- Motor kablosu ekranlı seçilir, ekran iki uçta 360° topraklanır; EMC sınırları IEC 61800-3'te tanımlıdır.
- Sürücü çıkışı ile motor arasına çalışma sırasında açılan kontaktör konmaz.
- Trifaze sürücü hattında kaçak akım koruması gerekiyorsa B tipi, monofaze sürücüde en az F veya A tipi seçilir.
- Hata mesajları için ATV320 Hata Kodları ve SINAMICS V20 Hata Kodları yazılarına bakabilirsiniz.
Sık sorulan sorular
Monofaze 220 V ile trifaze motor çalıştırılır mı?
Evet. 230 V monofaze girişli sürücü 3 × 230 V çıkış verir; 230/400 V etiketli motor üçgen bağlanarak tam güçte çalışır. Bu çözüm pratikte 2,2–3 kW'a kadar kullanılır.
V/f kontrol mü vektör kontrol mü seçilmeli?
Fan ve pompa için V/f yeterlidir. Düşük devirde yüksek moment isteyen konveyör, karıştırıcı ve kaldırma uygulamalarında otomatik motor tanıma yapılmış vektör kontrol seçilir.
Frenleme direnci ne zaman gerekir?
Yüksek ataletli yük kısa sürede durduruluyorsa veya yük motoru sürüklüyorsa (vinç indirme, eğimli konveyör). Yavaşlamada DC bara aşırı gerilim hatası alınması direnç ihtiyacının tipik işaretidir.
Frenleme direncinin ohm değeri düşük seçilirse ne olur?
Kıyıcıdan geçen akım izin verilen değeri aşar ve fren transistörü arızalanır. Direnç, kılavuzda verilen minimum ohm değerine eşit veya daha büyük olmalıdır.
Sürücüde motor 50 Hz üzerinde çalıştırılabilir mi?
Mekanik olarak izin verilen devre kadar evet; ancak 50 Hz üzerinde moment düşer. Yatak ve fan sınırları için motor üreticisinin azami devir değerine bakılır.