HVAC 가변 주파수 드라이브: 크기 조정 방법, 선택할 모델 및 후속 제품

한 손에는 모터 명판을, 다른 한 손에는 공급업체 견적을 들고 있는데 두 손이 확실히 일치하지 않습니다. HVAC 가변 주파수 드라이브에 대한 대부분의 가이드는 가변 속도가 에너지를 절약하는 이유에 대해 설명합니다. 이것은 모터에 맞는 드라이브, 설계해야 할 드라이브에 추가되는 것, 모델이 단종될 때 무엇을 구입해야 하는지 등이 끝나는 곳에서 시작됩니다.

1. 빠른 답변: HVAC 시스템에서 VFD가 수행하는 작업

가변 주파수 드라이브는 AC 모터에 공급되는 주파수와 전압을 변화시키므로 팬이나 펌프 속도는 댐퍼나 밸브에 대해 완전히 작동하는 대신 실제 난방 또는 냉방 부하를 따릅니다.일년 내내 부분 부하로 작동하는 원심 팬과 펌프에서는 샤프트 동력이 속도의 세제곱을 따르기 때문에 에너지가 급격히 절감됩니다.

마지막 열은 필러가 아닙니다. 이 세 가지 항목은 설치가 10년 동안 작동할지 아니면 18개월 안에 고장난 베어링을 제공할지를 결정합니다. 섹션 6에서는 각 항목을 다룹니다.

2. 실제로 VFD란 무엇이며 VFD가 아닌 것은 무엇입니까?

VFD, VSD, 인버터, AC 드라이브 및 주파수 변환기는 일반적으로 동일한 제품을 지칭합니다.인버터는 엄밀히 말하면 DC-AC 출력 단계를 의미하지만 일본 제조업체는 전체 장치에 그런 식으로 라벨을 붙입니다. 유럽인은 주파수 변환기를 쓰고 북미인은 AC 드라이브라고 말합니다. 구매팁 : "인버터"만 문의하면 태양광 인버터로 읽을 수 있으니 명판이나 부품번호를 붙여주세요.

전원은 단방향으로 흐릅니다. AC 입력, DC로 정류, DC 버스에서 평활화, 펄스 폭 변조 하에서 IGBT에 의해 가변 주파수 AC로 다시 전환됩니다. DC 버스 전해 콘덴서는 전체 장치의 설계 수명을 설정하며, 내부 온도가 상승함에 따라 수명이 급격히 단축됩니다. 커패시터 설계 수명과 예상되는 주변 온도는 공급업체에 문의하십시오.

원심 팬과 펌프에는 일반 V/f 제어로 충분합니다. 저속에서 토크가 필요한 용적 하중, 빠른 동적 응답 또는 보호로 사용되는 토크 제한에 대해서만 벡터 제어를 사용하십시오. 많은 HVAC 드라이브에서는 이를 완전히 생략하여 업계의 결론을 알려줍니다.

3. HVAC가 VFD에 적합한 이유와 절감액이 브로셔보다 적은 이유

큐브 관계는 원심 가변 토크 부하에만 적용됩니다. 이를 용적형 펌프나 스크류 압축기에 적용하면 연산이 더 이상 성립하지 않습니다. 장비가 최고 조건에 맞게 선택되고 마진이 추가된 다음 향후 임차인을 위해 용량이 예약되기 때문에 건물은 설계 부하에 거의 도달하지 않습니다.

네 가지가 크기 순으로 이론적인 절약을 먹습니다.정적 수두가 먼저입니다. 리프트가 있는 개방형 루프와 마찬가지로 시스템 곡선에 정적 절편이 있는 경우 전력은 세제곱 법칙이 제안하는 것보다 훨씬 느리게 떨어지며, 이것이 현장 결과가 브로셔 수치를 놓치는 주된 이유입니다. 둘째, 펌프가 최소 유량 및 캐비테이션 제약에 직면하기 때문에 최소 속도 제한입니다. 셋째, 경부하에서 비례적으로 증가하는 구동 손실입니다. 넷째, 주파수가 감소하면 모터 효율과 역률이 모두 떨어집니다. 따라서 친화력 법칙 수치를 취한 다음 전체 헤드의 정적 비율로 줄입니다. 수정 후에도 부분 부하로 장시간 작동하는 팬이나 펌프는 건물에서 가장 좋은 결과 중 하나로 남아 있습니다.

4. VFD가 HVAC 시스템을 통과하는 위치

테이블이 담을 수 없는 세 가지 세부 사항. 냉각탑 팬은 특정 속도에서 구조적 공진을 일으키므로 용접 균열을 통해 주파수 대역을 찾는 대신 주파수 대역을 건너뛰도록 프로그래밍하세요. 코일 회로와 증발기에는 최소 유량이 필요하기 때문에 냉각수 펌프는 무기한으로 속도를 늦출 수 없습니다. AHU 정압 제어에서는 센서 위치를 통해 구매하기 전에 비용을 절감할 수 있습니다.

연기 배출 및 생명 안전 팬은 드라이브에서 작동할 수 있지만 요구 사항은 지역 화재 규정 및 관할 당국에 따라 결정됩니다. 각각은 정의된 발사 모드와 일반적으로 6.6에서 다루는 우회가 필요합니다. AHJ에 확인하세요.

5. HVAC VFD의 크기 및 선택 방법

5.1 6-단계 체크리스트

1. 정격 전류에 대한 모터 명판과 크기를 읽으십시오. 절대로 kW만 읽지 마십시오.동일한 정격의 두 모터는 효율성 등급, 극 수 및 전압에 따라 전류가 10% 이상 다르며 개조 시 도금 정격이 실제 부하와 일치하지 않는 경우가 많습니다.
2. 현장에서 공급 전압 및 주파수 측정가정하는 대신.
3. 부하 분류가변 토크 또는 일정한 토크로. 5.2를 참조하세요.
4. 과부하 요구 사항을 확인하십시오.팬과 펌프에는 적당한 단기 과부하 이상이 필요한 경우가 거의 없으며, 이것이 바로 가변 토크 정격이 존재하는 이유입니다.
5. 환경 등급을 적용하십시오.5.4를 참조하세요.
6. 인터페이스 결정, 아날로그 또는 필드버스 중에서 부품 번호를 선택하십시오. 나중에 통신 카드를 추가하면 지금 지정하는 것보다 비용이 더 많이 듭니다.

5.2 가변 토크 대 일정 토크

하나의 드라이브 모델은 두 가지 전류 정격을 가지며 일정한 토크 수치는 낮은 수치입니다. HVAC 팬과 펌프는 가변 토크 등급을 사용합니다. 예외: 용적형 펌프, 스크류 압축기 및 부하 상태에서 시작되는 모든 것.

이것을 거꾸로 하려면 두 가지 모두 비용이 듭니다. 일정한 토크 부하에 대한 가변 토크 수치를 선택하고 시동 또는 부하 스윙 중 과전류로 인해 드라이브가 트립됩니다. 팬의 일정한 토크 수치를 선택하면 필요하지 않은 프레임 비용을 지불하게 됩니다. 일반적인 거래 오류는 실제 부하가 일정한 토크일 때 선택 테이블의 더 큰 숫자에 대해 주문하는 것입니다.

5.3 지역별 전압 및 주파수

세 가지 규칙. 드라이브는 소프트 스타터보다 훨씬 적은 편차를 허용하고 순행보다는 트립되기 때문에 입력 전압 등급은 사이트 공급과 일치해야 합니다. 50Hz 모터를 60Hz로 구동하면 약계자 상태가 되고 팬 전력은 속도의 세제곱에 따라 증가하므로 지역 간 프로젝트에서 과부하가 빠르게 발생합니다-. 그리고 주문 코드에서 전압 등급을 읽을 수 있으며 이를 통해 배송 전에 견적을 확인할 수 있습니다. 우리의모델 라이브러리브랜드별로 부품 번호를 해독합니다.

5.4 용량 감소: 주변, 고도, 반송파 주파수

세 가지 조건이 프레임 크기를 증가시킵니다. 드라이브의 정격은 일반적으로 40도이며, 공장실의 폐쇄형 패널은 일반적으로 45~50도입니다. 고도 감소는 일반적으로 1000m 이상에서 시작됩니다. 반송파 주파수를 높이면 가청 모터 소음이 줄어들지만 감소가 필요하며 섹션 6의 케이블 길이 및 EMC와 상호 작용합니다. 부품 번호 설명서의 곡선을 취하고 게시된 열 손실을 기준으로 패널 환기 크기를 조정합니다.

5.5 작업 예: 22kW AHU 공급 팬

주어진:22kW 4극 모터, 명판 42A, 400V 50Hz, 45도에 도달하는 공장실 벽 패널, 500m 위치, BMS에서 요구하는 Modbus RTU.

1. 원심 공급 팬이므로 가변 토크 및 V/f 제어로 충분합니다.
2. 연속 가변 토크 정격은 여유를 두고 42A를 초과해야 합니다. 정격이 42A인 모든 모델을 정확하게 거부합니다.
3. 여기서는 표준 가변 토크 과부하가 적합합니다.
4. 45도는 40도 정격을 초과하므로 제조업체 곡선에 따라 감소됩니다. 500m는 고도 보정이 필요하지 않습니다. 정격을 낮추면 사용 가능한 전류가 42A 아래로 떨어지므로 한 프레임 위로 이동합니다.
5. Modbus RTU는 대부분의 최신 범위에 내장되어 있으므로 옵션 카드는 없지만 부품 번호로 확인하십시오.

결과:30kW 등급, 400V, Modbus가 내장된 가변 토크 드라이브-. 후보자에는 다음이 포함됩니다.지멘스 SINAMICS G120그리고ABB ACS580 또는 ACH580가족.

명판 사진과 현장 조건을 보내주시면 주문하기 전에 제조업체의 정격 감소 데이터와 비교하여 프레임 크기를 확인해드립니다.

수표를 요청하세요.

6. VFD로 인해 발생하는 문제 및 이를 설계하는 방법

6.1 샤프트 전압 및 베어링 홈

증상: 조기 베어링 고장, 레이스의 빨래판 패턴, 주행 소음 변화. 원인: PWM 스위칭의 공통 모드 전압은 모터 내부의 기생 용량을 통해 전류를 흐르게 하며, 최신 밀폐형 베어링은 오염으로 인해 거의 고장이 나지 않기 때문에 전기 침식이 주요 고장 모드가 되었습니다. 수정 사항은 샤프트 접지 링, 절연 베어링 또는 출력 필터입니다. 대형 모터의 경우 드라이브 끝의 접지 링과 맨 끝의 절연 베어링이 한쪽 끝을 배수하는 대신 순환 전류 경로를 차단합니다. NEMA MG-1 Part 31은 인버터 듀티 모터에 대한 기준이며 비용은 되감기 1회에 불과합니다. 모터 크기, 케이블 길이 및 캐리어 주파수에 따라 위험이 증가하므로 케이블이 짧은 소형 팬에서는 건너뛸 수 있습니다.

6.2 고조파

혼자 둘 수 있을 때부터 시작하십시오. 변압기 용량이 충분하고 민감한 병렬 부하가 없는 공급 장치의 적당한 드라이브는 처리가 거의 필요하지 않습니다. 그렇게 하면 사다리는 내장된-DC 초크에서 라인 리액터, 12펄스 또는 활성 프런트 엔드 설계로 이어지며 비용이 급격히 증가합니다. 그리고 IEEE 519는 단일 장치가 아닌 설치에 대한 공통 결합 지점에 제한을 설정합니다.

6.3 모터 케이블 길이와 반사파

빠른 전압 상승 시간은 긴 케이블의 모터 단자에 반영되고, 반사파는 입사파에 추가되어 권선의 첫 번째 회전에 스트레스를 줍니다. 게시된 제한은 브랜드, 프레임 크기, 케이블 유형 및 필터링에 따라 다르므로 부품 번호 설명서에서 수치를 참조하십시오. 반직관적인 부분: 차폐 케이블은 분산 정전 용량이 더 높기 때문에 일반적으로 차폐 케이블이 비차폐 케이블보다 짧은 길이를 허용합니다. 비용 상승 문제 수정: 출력 리액터, dv/dt 필터, 사인 필터.

6.4 EMC 필터 및 차폐

IEC 61800-3은 C1부터 C4까지의 카테고리를 정의하며, 필요한 카테고리는 설치 및 대상 시장에 따라 다릅니다. 가장 일반적인 사이트 오류인 피그테일로 꼬이지 않고 360도 EMC 클램프로 케이블 실드를 종단 처리합니다. 그리고 IT(접지) 공급 장치에서는 내부 EMC 필터를 분리합니다. 이 단계는 모든 설명서에 인쇄되어 있으며 누구나 인정하는 것보다 더 자주 건너뛰는 단계입니다.

6.5 열 및 패널 레이아웃

패널 디자인은 여기에서만 가능합니다. 하단 흡입구에서 상단 배출구까지의 공기 흐름, 각 장치 위와 아래의 여유 공간, 드라이브가 나란히 놓일 때의 히트 스태킹, 필터 청소 간격. 주변 환경에 대한 프레임 크기는 5.4에 속합니다.

6.6 화재 모드 및 우회

화재 모드에서는 드라이브가 대부분의 보호 트립을 무시하고 실패할 때까지 계속 작동하므로 물리적으로 가능한 한 오랫동안 연기 추출이 계속됩니다. 바이패스는 드라이브를 회로에서 제거하고 라인을 통해 모터를 연결하며 두 소스가 서로 닫힐 수 없도록 접촉기 연동이 필요합니다. 바이패스는 기본값이 아닌 옵션입니다. 바이패스 캐비닛은 가격과 패널 크기를 모두 변경하므로 주문 시 이를 명시하십시오. 설치에 필요한 사항은 지역 코드와 AHJ에 따라 설정됩니다.

7. BMS에 드라이브 연결

속도만 필요한 경우 유선 아날로그 제어로 충분합니다. 진단, 에너지 계량, 다중-펌프 제어 또는 패널로의 장기적 복귀를 위해 필드버스로 전환하십시오. Modbus RTU는 거의 모든 전류 범위에 내장되어 있습니다. BACnet MS/TP는 ABB ACH580과 같은 HVAC 제품군의 표준이며 다음을 포함한 범용 제품군의 옵션 카드입니다.지멘스 시나믹스, 슈나이더 알티바, 로크웰 파워플렉스, 미쓰비시 FR그리고옴론 MX2. 부품 번호와 비교하여 모든 옵션 카드를 확인하십시오.

출력 주파수, 전류, 전력, DC 버스 전압, 오류 단어 및 작동 시간 등 최소 6개 지점을 매핑합니다. 처음 세 개는 에너지 회계를 제공하고, 마지막 세 개는 조기 경고 및 보증 청구에 대한 증거를 제공합니다. 귀하의 제어 장치가 PLC에 있는 경우PLC그리고HMI범위에는 동일한 브랜드가 포함됩니다.

8. HVAC 드라이브 모델 교차-참조

선택 표를 다음 순서로 읽으십시오: 전력 및 전압 등급, HVAC 기능, 통신. HVAC 프리미엄은 내장된-PID 및 다중-펌프 제어, 화재 모드, BACnet, 코팅 보드, 팬 및 펌프 매개변수 세트를 구매합니다. 이들 중 아무것도 사용하지 않으면 범용 드라이브가 더 적은 비용으로 작업을 수행합니다.

오른쪽 열이 요점입니다. 후임자가 잘못되어 교체가 실패하는 경우는 거의 없습니다. 컷아웃이 더 이상 맞지 않거나, 매개변수 세트를 가져오지 못하거나, 기존 통신 카드가 연결되지 않거나, 기본 제어 모드가 사이트에서 예상하는 것과 다르기 때문에 실패합니다. 이전 명판을 보내주시면 보내드리겠습니다.모델 번호별 상호 참조-디자인을 바꾸기 전에

9. 개조, 비용 및 드라이브를 장착하지 않는 경우

기존 장비에서는 모터 적합성이 절연 등급, 인버터 듀티 등급, 베어링 고장 내역 등 모든 것을 결정합니다. 긴 케이블에 표준 절연을 적용한 구형 모터는 시운전 후 3개월이 지나면 권선 고장이 발생하는 일반적인 경로입니다. 자격을 갖춘 전기 기술자가 지역 규정에 따라 작업을 승인하도록 하십시오.

총 설치 비용은 드라이브 가격이 아닙니다. 반응기 및 필터, 베어링 보호, 패널 수정, 케이블, 시운전 시간 및 종료 기간을 계산합니다. 많은 작업에서 드라이브는 전체 드라이브의 절반 미만이므로 드라이브 가격만 비교하면 거의 알 수 없습니다. 회수 비용은 증분 비용을 연간 절감액으로 나눈 값이므로 일반적인 수치를 인용하기보다는 관세, 가동 시간 및 부하 프로필을 명시하십시오. 우리의에너지 부문 애플리케이션 노트이러한 가정이 현장에서 어떻게 작동하는지 보여줍니다.

대답이 '아니요'인 4가지 경우: 매우 짧은 작동 시간, 이미 가변 속도가 통합된 장비, 가변 토크로 잘못 지정된 일정한 토크 부하-, 절연 성능이 부족한 모터.

10. 시운전 및 결함 발견

처음 시작하기 전에 명판 데이터, 전류 제한, 주파수 제한, 램프 시간, 제어 모드, 반송파 주파수, 스킵 주파수, 재시작 동작 및 통신 주소를 설정하십시오. 세 가지가 나머지보다 더 많이 잘못 설정되었습니다. 가속이 너무 짧음(과전류 트립), 감속이 너무 짧음(과전압 트립), 5.4에서 감소 없이 정숙성을 위해 캐리어 주파수가 높아졌습니다.

팬과 커패시터는 교체할 가치가 있는 소모품입니다. 이전 장치의 전원 모듈 오류는 일반적으로 발생하지 않으며 예비 부품이 없는 장치를 교체해야 합니다. 이에 대해서는 섹션 8로 돌아갑니다.

11. 올바른 드라이브를 소싱하는 방법

가격을 비교하기 전에 공급자에게 이러한 질문을 하십시오.

1. 보증 범위는 무엇이며 배송 또는 시운전 시 시작됩니까?
2. 파견하기 전에 장치의 전원을 테스트하고 증거를 보낼 수 있습니까?
3. 잘못 지정된 제품에 대한 반품 정책은 무엇입니까?
4. 내 명판 및 현장 조건에 따른 선택을 지원합니까?
5. 보유하고 있는 재고의 실제 리드타임은 얼마나 됩니까?

그런 다음 무엇이 도착하는지 확인하십시오: 상자 라벨의 명판, 추적 가능한 일련 번호, 명시된 펌웨어 버전. 공장 폐쇄 시 2주의 추가 리드 타임 비용이 견적 간 차이보다 훨씬 더 많이 발생하므로 가용성이 단가보다 중요합니다.

그것이 우리가 일하는 방식이기도 합니다.첸투오심천에 ABB, Siemens, Schneider, Mitsubishi, Omron 및 Rockwell 드라이브를 보유하고 있으며 DHL, FedEx, UPS 또는 TNT를 통해 48시간 이내에 배송되며 1년간의 판매 후 지원을 제공하고 선택, 설치 및 테스트를 지원합니다. 위의 모든 브랜드 이름과 모델 번호는 해당 소유자의 상표이며 상호 참조용으로만 여기에 표시됩니다.-

FAQ

 

 

내 기존 드라이브가 단종되었습니다. 대신 무엇을 주문하나요?

명판에 있는 전체 모델 번호를 보내주십시오. 후계자 가족은 일반적으로 분명합니다. 작업은 크기, 터미널 레이아웃, 매개변수 마이그레이션 및 통신 카드를 의미하는 차이점에 있습니다. 섹션 8을 참조하세요.

10 HP 모터에는 어떤 크기의 드라이브가 필요합니까?

마력이 아닌 명판 전류를 살펴보십시오. 연속 가변 토크 정격이 해당 수치를 여유 있게 초과하는 드라이브를 선택한 다음 주변 및 고도에 따라 감소합니다. 공칭 10HP 드라이브는 답이 아니라 출발점입니다.

HVAC 전용 드라이브가 필요합니까, 아니면 범용 드라이브가 작동합니까?

범용 드라이브는 팬이나 펌프를 완벽하게 잘 작동시킵니다. 화재 모드, BACnet, 멀티-펌프 제어 또는 코팅 보드에 대해서만 프리미엄을 지불하세요. 우리의 두 가지를 모두 비교하십시오VFD 카탈로그.

모터 케이블의 길이는 얼마나 됩니까?

드라이브 모델, 프레임 크기, 케이블 유형 및 필터링에 따라 다르므로 부품 번호 설명서에서 제한을 따르십시오. 차폐 케이블은 일반적으로 더 짧은 길이를 허용합니다. 그 다음에는 출력 리액터나 dv/dt 필터를 추가하세요.

50Hz 모터를 60Hz로 작동할 수 있나요?

기계적으로는 그렇습니다. 전기적으로는 주의가 필요합니다. 정격 주파수 이상에서는 모터가 약계자 상태로 들어가고 팬 전력은 속도의 세제곱에 따라 증가하므로 과부하가 빠르게 발생합니다. 모터와 구동 장비를 먼저 점검하십시오.

내 시장에 맞는 드라이브는 어떤 인증을 받아야 합니까?

목적지에 따라 다르지만 일반적으로 유럽에서는 CE, 북미에서는 UL 또는 cUL, 유라시아 시장에서는 EAC입니다. 우리는 포괄적인 청구보다는 각 장치가 부품 번호별로 무엇을 운반하는지 명시합니다.

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