Frequentieregelaar gids
Alles Wat Je Moet Weten
De Ultieme Gids voor Frequentieregelaars
Frequentieregelaars, ook wel VFD (Variable Frequency Drive) genoemd, zijn niet meer weg te denken in de wereld van de elektrische aandrijftechniek. Je vindt ze tegenwoordig overal waar elektromotoren draaien, zoals bij pompen, ventilatoren, lieren, lopende banden, compressoren enzovoorts. Van zwembaden tot land- en tuinbouw en van hijskranen tot fabrieken, overal drijven frequentieregelaars elektromotoren aan.
Maar, wat zijn nu eigenlijk frequentieregelaars, hoe werken ze en wat zijn de voor- en nadelen van deze regelaars? In deze gids lees je alles wat je moet weten van frequentieregelaars, zoals het principe, de techniek, het aansluiten maar ook hoe je de juiste frequentieregelaar kan selecteren voor jouw toepassing. Heb je daarna nog steeds vragen? Neem dan gerust contact met is op, we helpen je graag verder.
Nieuwsbrief
Ontvang elk kwartaal onze nieuwsbrief met nieuws over producten, evenementen en wetenswaardigheden.
Wat is een frequentieregelaar?
Een frequentieregelaar (ook wel VFD – Variable Frequency Drive genoemd) is een elektronisch apparaat dat de snelheid en het koppel van een elektromotor regelt door de frequentie en spanning van de voedingsstroom aan te passen. Dit biedt een efficiënte en flexibele manier om de prestaties van een motor te optimaliseren en energie te besparen.
Werking van een frequentieregelaar
Een frequentieregelaar werkt in drie hoofdsecties:
-
Gelijkrichter: Zet wisselstroom (AC) om in gelijkstroom (DC). Dit gebeurt meestal via een diodebrug of een gecontroleerde gelijkrichter.
-
DC-bus: Filtert en slaat de energie op. Hier worden condensatoren gebruikt om de gelijkspanning te stabiliseren en spanningspieken op te vangen.
-
Omvormer: Zet de gelijkstroom om in een wisselstroom met variabele frequentie en spanning. Dit gebeurt met behulp van IGBT’s (Insulated Gate Bipolar Transistors), die snel kunnen schakelen en daardoor zorgen voor een nauwkeurige regeling.
Daarnaast bevatten moderne frequentieregelaars vaak extra componenten zoals EMC-filters om elektromagnetische storingen te verminderen, regeneratieve modules voor terugwinning van remenergie en geavanceerde software voor nauwkeurige regeling van motorparameters.
PWM (Pulse Width Modulation)
Een belangrijk principe binnen de werking van een frequentieregelaar is PWM (Pulse Width Modulation), oftewel pulsbreedtemodulatie. PWM wordt gebruikt in de omvormerfase om een sinusvormige uitgangsspanning te simuleren met een reeks snelle schakelimpulsen. Dit gebeurt als volgt:
-
Schakelen van IGBT’s: De regelaar schakelt de spanning in een hoogfrequente pulsbreedtemodulatie aan en uit. De verhouding tussen de aan- en uitschakeltijd bepaalt de effectieve spanning die de motor ontvangt.
-
Filterwerking van de motor: De motor fungeert als een laagdoorlaatfilter, waardoor de gemiddelde spanning die wordt waargenomen, een quasi-sinusvormige golf wordt.
-
Frequentieregeling: Door de frequentie van de PWM-signalen te variëren, wordt de snelheid van de motor geregeld zonder de spanning direct te hoeven aanpassen.
PWM biedt een hoge mate van efficiëntie en precisie, minimaliseert energieverlies en voorkomt overmatige warmteontwikkeling in de motor. Dit maakt frequentieregelaars bijzonder geschikt voor dynamische snelheidsregeling en energiezuinige toepassingen.

U/f (V/Hz) regeling
Een veelgebruikte regelmethode bij frequentieregelaars is de U/f-regeling (spannings-frequentie verhouding). Dit principe houdt de verhouding tussen de uitgangsspanning (U) en de frequentie (f) constant, zodat de magnetische flux in de motor op een optimaal niveau blijft.
-
Lineair U/f-profiel: Dit is de meest voorkomende methode waarbij de spanning evenredig met de frequentie toeneemt. Bijvoorbeeld, bij 50 Hz krijgt de motor de nominale spanning (bijv. 400V), terwijl bij 25 Hz de spanning wordt teruggebracht naar 200V.
-
Aangepast U/f-profiel: Voor specifieke toepassingen, zoals hoog koppel bij lage toerentallen, kan de spanning iets verhoogd worden bij lagere frequenties.
-
Vectorregeling versus U/f-regeling: In vergelijking met vectorregeling biedt U/f-regeling minder nauwkeurige controle over het koppel, maar is het eenvoudiger en robuuster voor algemene toepassingen.
De U/f-regeling is ideaal voor toepassingen zoals pompen, ventilatoren en transportbanden waar een constante koppelaanpassing niet noodzakelijk is.
Vectorregeling
Vectorregeling (ook wel veldgerichte regeling of Field-Oriented Control, FOC, genoemd) is een geavanceerde regelmethode die zorgt voor een nauwkeurige controle van zowel snelheid als koppel van een elektromotor. In tegenstelling tot de U/f-regeling, waarbij de spanning en frequentie in een vaste verhouding blijven, gebruikt vectorregeling wiskundige modellen en realtime feedback om de magnetische flux en het koppel afzonderlijk te regelen.
Vectorregeling werkt als volgt:
-
Meten van stroom en spanning: De regelaar meet continu de stroom en spanning van de motor en zet deze om in twee componenten:
-
Een component die de magnetische flux regelt.
-
Een component die het koppel regelt.
-
-
Coördinatentransformatie: Met behulp van Clarke- en Park-transformaties worden de AC-signalen omgezet in DC-equivalenten, waardoor ze eenvoudiger te regelen zijn.
-
PID-regeling: De geregelde signalen worden vergeleken met de gewenste waarden en aangepast met een PID-regelaar voor een nauwkeurige koppel- en snelheidsregeling.
-
Terugtransformatie en PWM-aansturing: De berekende waarden worden terug omgezet naar AC-signalen en via PWM aan de motor geleverd.
Voordelen van vectorregeling:
-
Betere koppelregeling, zelfs bij lage toerentallen.
-
Hogere nauwkeurigheid in snelheid en dynamische prestaties.
-
Geschikt voor toepassingen met hoge eisen aan koppel, zoals liften, kranen en robots.
Sensorloze Vectorregeling
Sensorloze vectorregeling (Sensorless Vector Control, SVC) is een geavanceerde regelmethode voor frequentieregelaars waarmee een nauwkeurige koppel- en snelheidsregeling van een elektromotor mogelijk is, zonder gebruik te maken van een fysieke terugkoppelingssensor zoals een encoder of resolver. In plaats daarvan berekent de frequentieregelaar de motorsnelheid en -positie op basis van elektrische metingen en wiskundige algoritmen.
Werking van Sensorloze Vectorregeling
Sensorloze vectorregeling werkt volgens hetzelfde principe als traditionele vectorregeling (Field-Oriented Control, FOC), maar zonder een externe snelheids- of positieterugkoppeling. De regeling is gebaseerd op de volgende stappen:
-
Stroommeting en transformatie:
- De frequentieregelaar meet de fase- en lijnstromen van de motor.
- Door middel van de Clarke- en Park-transformaties worden de driefasige wisselstroomcomponenten omgezet naar een tweedimensionaal DQ-coördinatensysteem (direct en quadrature assen), wat de regeling vereenvoudigt.
-
Schatting van rotorpositie en snelheid:
- Omdat er geen fysieke encoder is, gebruikt de frequentieregelaar wiskundige modellen om de fluxpositie en de rotorsnelheid te schatten.
- Dit gebeurt op basis van spannings- en stroommetingen, gecombineerd met vooraf gekalibreerde motorparameters zoals rotorweerstand, inductantie en magnetische flux.
-
Koppel- en snelheidsregeling:
- De regelaar splitst de motorstroom op in twee componenten:
- Fluxstroomcomponent (Id): regelt de magnetische flux.
- Koppelstroomcomponent (Iq): regelt het elektromagnetische koppel.
- Door deze twee componenten afzonderlijk te regelen met een PID-regelaar, kan de motor efficiënt en nauwkeurig worden bestuurd, zelfs bij lage snelheden.
- De regelaar splitst de motorstroom op in twee componenten:
-
Terugtransformatie en PWM-aansturing:
- De berekende spannings- en stroomwaarden worden terug omgezet naar driefasige signalen.
- Via Pulse Width Modulation (PWM) worden de IGBT’s in de omvormer aangestuurd, waardoor de motor met de juiste spanning en frequentie wordt gevoed.
Voordelen van Sensorloze Vectorregeling
-
Geen externe sensoren nodig: Verlaagt de kosten en verhoogt de betrouwbaarheid, vooral in veeleisende omgevingen (zoals stof, vocht en trillingen).
-
Nauwkeurige koppelregeling bij lage snelheden: Hoewel iets minder precies dan volledige vectorregeling met encoder, biedt sensorloze vectorregeling een uitstekende prestatie in toepassingen waar een breed snelheidsbereik vereist is.
-
Betere dynamische respons dan U/f-regeling: In tegenstelling tot de eenvoudige U/f-regeling kan sensorloze vectorregeling snelle veranderingen in belasting compenseren en een stabiel koppel leveren.
-
Energiebesparing en efficiënter motorgebruik: Doordat de frequentieregelaar dynamisch de flux en het koppel optimaliseert, wordt onnodig energieverlies verminderd.
Nadelen en beperkingen
-
Minder nauwkeurig bij zeer lage snelheden (bijna stilstand): Zonder encoder is de schatting van de rotorpositie minder accuraat, wat kan leiden tot prestatieverlies bij toepassingen zoals positioneringssystemen.
-
Afhankelijk van motorparameters: Een correcte afstemming van de motorparameters is cruciaal voor optimale prestaties. Een verkeerde instelling kan leiden tot instabiele werking.
-
Moeilijker te implementeren dan eenvoudige U/f-regeling: Vereist een frequentieregelaar met voldoende rekenkracht en geavanceerde software voor de wiskundige modellering.
Toepassingen van een frequentieregelaar
Frequentieregelaars worden breed toegepast in diverse industrieën:
-
Pompen en ventilatoren: Energiezuinige regeling van debieten en druk, vaak met PID-regeling voor optimale procescontrole.
-
Transportbanden: Soepele en nauwkeurige snelheidregeling, waarbij de frequentie kan worden aangepast aan de belasting.
-
Compressoren: Optimalisatie van luchtdruk en energieverbruik door het verminderen van onnodige starts en stops.
-
Kranen en liften: #####################
-
HVAC-systemen: Energiebesparende regeling van ventilatoren en koelsystemen, vaak met communicatiemogelijkheden via Modbus of BACnet.





Installeren van een frequentieregelaar
Bij de installatie van een frequentieregelaar zijn de volgende stappen essentieel:
-
Selecteer de juiste locatie: Zorg voor goede ventilatie en bescherming tegen stof en vocht. Frequentieregelaars genereren warmte en hebben voldoende koeling nodig.
-
Elektrische aansluiting: Correcte bekabeling van voeding, motor en besturingssignalen. Het is belangrijk om afgeschermde (EMC) kabels te gebruiken om elektromagnetische interferentie te minimaliseren.
-
Aarding en EMC-beheer: Zorg voor een correcte aarding om storing en lekstromen te voorkomen. Gebruik eventueel een EMC-filter om storingen in het netwerk te verminderen.
-
Programmeren: Instellen van parameters zoals frequentiebereik, acceleratie en deceleratie. Veel regelaars beschikken over autotuning-functies die de motorparameters automatisch optimaliseren.
-
Testfase: Controleer de werking en pas parameters aan indien nodig. Gebruik oscilloscoopen en netwerkanalysers om te verifiëren dat harmonischen en spanningspieken binnen acceptabele waarden blijven.
Voor- en nadelen van een frequentieregelaar
Voordelen
-
Energiebesparing: Minder stroomverbruik door optimale snelheidsregeling en belastingafhankelijke aanpassingen.
-
Langere levensduur van machines: Geleidelijke opstart vermindert mechanische belasting en voorkomt abrupte schokken.
-
Precisie en flexibiliteit: Instelbare frequentie en koppelregeling aangepast aan specifieke toepassingen.
-
Lager geluidsniveau: Verminderde trillingen en stillere werking van elektromotoren.
-
Regeneratieve energieopwekking: Sommige modellen kunnen remenergie terugvoeren naar het net, wat extra besparing oplevert.
Nadelen
-
Hogere initiële kosten: Aanschaf en installatie kunnen prijzig zijn, hoewel de besparing op energie en onderhoud dit vaak compenseert.
-
Complexiteit: Vereist technische kennis voor installatie, parameterinstelling en onderhoud.
-
Mogelijke harmonische vervuiling: Kan invloed hebben op andere elektrische apparatuur. Het gebruik van een actieve filter of een lijnreactor kan helpen om dit probleem te verminderen.
Hoe selecteer je de juiste frequentieregelaar?
Het kiezen van de juiste frequentieregelaar hangt af van verschillende factoren:
-
Vermogen van de motor: Kies een regelaar die overeenkomt met het nominale vermogen en de nominale stroom van de motor.
-
Spanning en frequentie: Controleer de compatibiliteit met het stroomnet (bijv. 230V, 400V of 690V, 50Hz of 60Hz).
-
Toepassing: Houd rekening met koppelbehoefte, bijvoorbeeld constante koppeltoepassingen zoals transportbanden of variabele koppeltoepassingen zoals ventilatoren.
-
Beschermingsklasse: Selecteer een behuizing geschikt voor de werkomgeving (bijv. IP55 voor stoffige omgevingen of IP66 voor waterdichte toepassingen).
-
Communicatie en besturing: Controleer of veldbuscommunicatie (bijv. Profibus, Modbus, Ethernet/IP) vereist is voor integratie in bestaande automatiseringssystemen.
-
Regeneratieve of standaard uitvoering: Overweeg een regeneratieve frequentieregelaar als remenergie teruggewonnen moet worden.
Remmen met een frequentieregelaar
Bij industriële aandrijfsystemen kan het noodzakelijk zijn om een elektromotor snel en gecontroleerd af te remmen. Dit is vooral belangrijk bij toepassingen zoals liften, kranen, centrifuges en transportbanden. Een frequentieregelaar kan het remproces reguleren. In situaties met een hoge kinetische energie wordt vaak gebruikgemaakt van remweerstanden om overtollige energie veilig af te voeren of wordt er een 4-kwadrantenregelaar toegepast.
Waarom is remmen nodig bij een frequentieregelaar?
Wanneer een elektromotor afremt, werkt deze als een generator. De kinetische energie van de draaiende massa wordt omgezet in elektrische energie. Deze energie vloeit terug naar de DC-bus (gelijkspanningskring) van de frequentieregelaar. Als deze energie niet wordt afgevoerd, stijgt de spanning in de DC-bus, wat kan leiden tot storingen of zelfs beschadiging van de frequentieregelaar.
Om dit te voorkomen zijn er drie methoden voor remmen:
- Dynamisch remmen met een remweerstand (chopper-remmen)
- Regeneratief remmen met een 4-kwadrantenregelaar (terugvoeding naar het net)
- DC-remmen (remmen met een gelijkstroominjectie)
1. Dynamisch remmen met een remweerstand
Dynamisch remmen, ook wel chopper-remmen genoemd, is een veelgebruikte methode waarbij overtollige energie wordt omgezet in warmte via een remweerstand.
Werking van een remweerstand
-
Opwekking van regeneratieve energie
- Zodra de motor wordt afgeremd, genereert deze energie die terugvloeit naar de DC-bus van de frequentieregelaar.
- Hierdoor stijgt de DC-busspanning boven het normale niveau (bijvoorbeeld boven 700V bij een 400V-systeem).
-
Activering van de remchopper
- De frequentieregelaar heeft een ingebouwde remchopper (een IGBT-schakelaar) die de DC-busspanning continu bewaakt.
- Zodra de DC-busspanning boven een vooraf ingestelde drempelwaarde komt (bijvoorbeeld 750V), schakelt de remchopper in en verbindt de remweerstand met de DC-bus.
-
Afvoer van overtollige energie
- De elektrische energie wordt door de remweerstand omgezet in warmte en veilig afgevoerd.
- Hierdoor daalt de DC-busspanning weer naar een veilig niveau.
-
Uitschakeling van de remchopper
- Zodra de spanning in de DC-bus weer onder een veilige waarde komt (bijvoorbeeld 710V), schakelt de remchopper uit en stopt de energieafvoer.
- Dit proces herhaalt zich telkens als de motor afremt en regeneratieve energie opwekt.
Voordelen van remweerstanden
- Eenvoudig en robuust: Geen complexe terugvoeding naar het net nodig.
- Kosteneffectief: Goedkoper dan regeneratieve remsystemen.
- Geschikt voor kortdurende remmomenten: Ideaal voor toepassingen waar frequente stops en snelle afremming vereist zijn.
Dimensionering van een remweerstand
Het correct kiezen van een remweerstand is cruciaal voor een efficiënte en veilige werking. De belangrijkste parameters zijn:
-
Vermogen (Watt / kW)
- De weerstand moet voldoende vermogen aankunnen om de energie veilig te dissiperen.
- Berekening: waarbij:
- de kinetische energie is
- de gewenste remtijd is
-
Weerstandswaarde (Ohm, Ω)
- De weerstand moet een juiste waarde hebben zodat de spanning niet te hoog oploopt en de stroom door de chopper binnen veilige limieten blijft.
- Typische waarden worden door de fabrikant van de frequentieregelaar gespecificeerd.
-
Duty cycle (inschakelduur)
- Dit bepaalt hoe lang en hoe vaak de weerstand energie moet dissiperen zonder oververhitting.
- Bijvoorbeeld: een 10% duty cycle betekent dat de weerstand slechts 10% van de tijd actief mag zijn zonder extra koeling.
2. Regeneratief remmen met een 4-kwadrantenregelaar
Een standaard frequentieregelaar werkt in 2 kwadranten: motoraandrijving in één richting en remmen in dezelfde richting. Een 4-kwadranten frequentieregelaar kan echter zowel vooruit als achteruit draaien en in beide richtingen remmen. Dit is essentieel voor toepassingen zoals hijssystemen, liften en kranen waar regeneratieve remenergie efficiënt moet worden teruggeleverd aan het net of opgeslagen wordt in een remweerstand.
Een 4-kwadranten frequentieregelaar maakt het mogelijk om energie terug te voeden naar het elektriciteitsnet, in plaats van deze af te voeren via remweerstanden. Dit leidt tot energiebesparing, minder warmteontwikkeling en efficiënter gebruik van de aandrijving.
Wat is een 4-kwadranten frequentieregelaar?
Een standaard 2-kwadranten frequentieregelaar kan energie alleen van het net naar de motor sturen, waardoor regeneratieve energie (teruggevoerde energie van de motor) moet worden afgevoerd via een remweerstand.
Een 4-kwadranten frequentieregelaar kan echter zowel:
- Positief vermogen leveren (motor versnelt vooruit, eerste kwadrant)
- Negatief vermogen leveren (motor vertraagt vooruit, tweede kwadrant – regeneratief remmen)
- Omgekeerd vermogen leveren (motor versnelt achteruit, derde kwadrant)
- Negatief vermogen terugvoeren (motor vertraagt achteruit, vierde kwadrant – regeneratief remmen achteruit)
Dit betekent dat een 4-kwadranten frequentieregelaar in staat is om remenergie terug te voeden naar het net, in plaats van deze als warmte te dissiperen in een remweerstand.
Hoe werkt regeneratief remmen?
Wanneer een elektromotor afremt of een belasting actief tegenwerkt (zoals bij een dalende lift of een afremmende centrifuge), werkt de motor als een generator en wekt hij energie op. Deze energie vloeit terug naar de DC-bus van de frequentieregelaar en moet worden afgevoerd om overbelasting en schade te voorkomen.
Bij een 4-kwadranten frequentieregelaar wordt deze energie niet via een remweerstand afgevoerd, maar via een actieve terugvoedmodule teruggeleverd aan het elektriciteitsnet.
Stappen in het regeneratieve remproces
-
Regeneratieve energieopwekking
- Wanneer de motor wordt afgeremd, genereert deze elektrische energie.
- De spanning in de DC-bus van de frequentieregelaar stijgt als gevolg van de teruggevoerde energie.
-
Detectie van een te hoge DC-busspanning
- De frequentieregelaar bewaakt continu de DC-busspanning.
- Zodra deze een bepaalde drempel overschrijdt (bijv. 750V bij een 400V-net), wordt de regeneratieve module geactiveerd.
-
Terugvoeding naar het net via een actieve gelijkrichter (AFE – Active Front End)
- In plaats van de overtollige energie af te voeren via remweerstanden, wordt deze omgezet in wisselstroom met netfrequentie (50/60 Hz).
- Dit gebeurt via een actieve gelijkrichter die als een omvormer in omgekeerde richting werkt.
- De gegenereerde wisselstroom wordt in fase en frequentie gesynchroniseerd met het elektriciteitsnet, zodat deze veilig en efficiënt teruggeleverd kan worden.
-
Energieteruglevering en stabilisatie
- De teruggevoerde energie wordt direct gebruikt door andere verbruikers in hetzelfde net of teruggeleverd aan het algemene elektriciteitsnet.
- De DC-busspanning blijft op een stabiel niveau, en er wordt geen onnodige warmte gegenereerd.
Voordelen van regeneratief remmen met een 4-kwadrantenfrequentieregelaar
- Energiebesparing – In plaats van energie te dissiperen in remweerstanden, wordt deze opnieuw gebruikt, wat leidt tot een lagere energieconsumptie en lagere bedrijfskosten.
- Geen extra warmteontwikkeling – Remweerstanden zetten remenergie om in warmte, wat koelingssystemen vereist. Regeneratief remmen voorkomt onnodige warmteontwikkeling.
- Snelle en precieze remwerking – Geschikt voor dynamische toepassingen zoals liften, roltrappen en kranen waarbij snelle en gecontroleerde stops vereist zijn.
- Minder slijtage – Mechanische remmen worden minder belast, wat onderhoudskosten verlaagt en de levensduur van componenten verlengt.
Toepassingen van regeneratief remmen
Regeneratief remmen met een 4-kwadrantenfrequentieregelaar is ideaal voor toepassingen met frequente remacties en zware lasten:
- Liften en roltrappen – Energie wordt teruggewonnen bij dalende bewegingen.
- Centrifuges en walsen – Snelle stops zonder overbelasting van de DC-bus.
- Elektrische voertuigen – Energie wordt teruggevoerd naar de accu bij het afremmen.
- Kranen en hijssystemen – Energieterugwinning bij het laten zakken van zware lasten.
- Testopstellingen en dynamometers – Nauwkeurige controle van koppel en teruglevering van energie.
3. DC-remmen
DC-remmen (ook wel gelijkstroominjectieremmen genoemd) is een methode om een asynchrone elektromotor gecontroleerd tot stilstand te brengen door een gelijkstroom (DC) in de statorwikkelingen te injecteren. Dit creëert een stilstaand magnetisch veld, dat een remmend effect op de rotor uitoefent.
Deze methode wordt vaak gebruikt als een eenvoudige en kosteneffectieve manier om motoren te laten afremmen zonder externe componenten zoals remweerstanden of regeneratieve units.
Hoe werkt DC-remmen?
Bij normale werking van een asynchrone motor ontstaat een draaiend magnetisch veld in de stator, dat de rotor meesleurt. Wanneer de motor wordt uitgeschakeld, blijft de rotor door zijn traagheid nog enige tijd doordraaien.
Bij DC-remmen wordt de normale driefasige wisselstroomtoevoer uitgeschakeld en vervangt de frequentieregelaar deze door een gelijkstroomsignaal in de statorwikkelingen. Dit gebeurt als volgt:
-
Uitschakelen van de wisselspanning
- De frequentieregelaar stopt de normale voeding naar de motor.
- Dit voorkomt dat er nog koppel wordt opgewekt door de draaiende magnetische velden.
-
Injectie van gelijkstroom
- De regelaar injecteert een gelijkstroom (DC) in de statorwikkelingen.
- Hierdoor ontstaat een stationair magnetisch veld in de stator.
-
Remwerking op de rotor
- Omdat de rotor zich nog beweegt binnen dit stilstaande veld, induceert hij wervelstromen in de rotorwikkelingen.
- Deze wervelstromen veroorzaken remkoppel (een tegengestelde kracht) die de rotor vertraagt.
-
Stilstand en uitschakeling
- Zodra de rotor stopt, is er geen relatieve beweging meer tussen de rotor en het magnetische veld.
- Op dit moment heeft het injecteren van gelijkstroom geen remmend effect meer en wordt de stroomtoevoer uitgeschakeld.
Kenmerken en instellingen van DC-remmen
Bij het instellen van DC-remmen in een frequentieregelaar kunnen verschillende parameters worden aangepast:
-
Remstroomniveau (DC Current Level)
- De sterkte van de gelijkstroom bepaalt de remkracht.
- Een te lage stroom remt onvoldoende, terwijl een te hoge stroom onnodig veel warmte in de motor genereert.
-
Remtijd (DC Injection Time)
- Hoe lang de gelijkstroom wordt toegepast.
- Dit moet voldoende lang zijn om de motor tot stilstand te brengen, maar niet langer om oververhitting te voorkomen.
-
Startcondities voor DC-remmen
- DC-remmen kan worden geactiveerd bij volledige uitschakeling of als een noodrem bij een bepaalde snelheid.
Voor- en nadelen van DC-remmen
Voordelen:
- Eenvoudig te implementeren, geen extra hardware nodig.
- Directe remwerking zonder afhankelijk te zijn van externe weerstanden of teruglevering aan het net.
- Geschikt voor noodstops of korte remacties.
Nadelen:
- Niet energie-efficiënt, omdat de remenergie als warmte in de motor verloren gaat.
- Hoge warmteontwikkeling in de stator en rotor bij langdurig gebruik.
- Minder effectief bij lage snelheden, aangezien de opgewekte wervelstromen afnemen wanneer de rotor bijna stilstaat.
Vergelijking: Remweerstand vs Regeneratief remmen vs DC-remmen
Remweerstand (Dynamisch remmen)
Regeneratief remmen (4-kwadranten)
DC-remmen (Stroominjectieremmen)
Energieafvoer
Omgezet in warmte (verlies)
Teruggevoerd naar het net (besparing)
Teruggevoerd naar het net (besparing)
Efficiëntie
Lager
Hoger (energieterugwinning)
Laag (verliezen in de motor)
Warmteontwikkeling
Hoog (extra koeling nodig)
Laag
Hoog (verwarming van de motorwikkelingen)
Installatiekosten
Lager (remweerstand nodig)
Hoger (deze regelaars zijn complexer)
Laag (geen extra hardware nodig)
Geschikt voor toepassingen
Kortdurende stops / eenvoudige systemen
Intensieve remacties / energiebesparing
Noodstop, kortstondige remacties
Onderhoudskosten
Gemiddeld (remweerstanden kunnen slijten)
Laag (weinig bewegende delen)
Laag, maar verhoogde slijtage van de motor
Geschikt voor continu gebruik?
Ja, maar kan hitteproblemen veroorzaken
Ja, zeer efficiënt
Nee, motor kan oververhit raken
Remkracht bij lage snelheden
Effectief
Zeer effectief
Zwak (neemt af bij lage snelheden)
Complexiteit
Laag
Hoog (actieve terugvoeding vereist)
Laag (eenvoudige instelling)
Milieu-impact
Hoger energieverbruik
Duurzamer, minder energieverspilling
Hoog (energie wordt als warmte verspild)
Verschil tussen softstarter en frequentieregelaar
Een softstarter en een frequentieregelaar worden beide gebruikt om elektromotoren gecontroleerd op te starten, maar hun werking en toepassingen verschillen aanzienlijk:
-
Softstarter: Beperkt alleen de aanloopstroom en spanning van de motor tijdens de opstartfase. Zodra de motor op snelheid is, wordt de softstarter omzeild en draait de motor direct op het net. Softstarters worden voornamelijk gebruikt om mechanische en elektrische stress bij het starten te verminderen.
-
Frequentieregelaar: Regelt niet alleen de opstartfase, maar biedt continue snelheidsregeling door de voedingsfrequentie aan te passen. Dit maakt frequentieregelaars geschikt voor toepassingen waar variabele snelheid en energie-efficiëntie belangrijk zijn.
Wanneer kies je welke?
-
Softstarter: Geschikt voor toepassingen met een vaste snelheid en waar alleen een soepele start vereist is, zoals pompen, ventilatoren en transportbanden.
-
Frequentieregelaar: Ideaal wanneer snelheid, energieverbruik en procescontrole moeten worden geoptimaliseerd, zoals bij HVAC-systemen, CNC-machines en kranen.
Conclusie
Frequentieregelaars zijn een essentieel onderdeel in industriële automatisering en elektrische aandrijftechniek. Door hun veelzijdigheid, energiebesparing en precisie zijn ze onmisbaar in moderne toepassingen. De juiste keuze en installatie kunnen zorgen voor een optimale prestatie van elektromotoren en aanzienlijke kostenbesparingen opleveren. Voor geavanceerde toepassingen waarbij remenergie wordt teruggewonnen, is een 4-kwadranten frequentieregelaar een uitstekende keuze. Softstarters zijn een goed alternatief wanneer alleen een soepele opstart vereist is zonder snelheidsregeling.