Hoe kiest u de juiste frequentieregelaar bij uw elektromotor?

Wat doet een frequentieregelaar?

Een frequentieregelaar (ook bekend als VFD, variable frequency drive) regelt de snelheid en het koppel van een elektromotor. Dat doet hij door de frequentie en spanning van de voedingsstroom aan te passen aan de actuele vraag van uw proces. In plaats van dat uw motor altijd op vol vermogen draait, past de regelaar het toerental continu aan. Dit levert
direct energiebesparing op, want een motor die op 80% van zijn maximale toerental draait, verbruikt aanzienlijk minder energie dan een motor die continu op 100% staat.

Bij toepassingen zoals pompen, ventilatoren en compressoren kan de energiebesparing door toepassing van een frequentieregelaar zelfs groter zijn dan de besparing door de motor zelf te vervangen.

Stap 1: Bepaal het vermogen en de spanning

De eerste stap bij het kiezen van een frequentieregelaar is het vaststellen van het motorvermogen en de netspanning van uw installatie. In Nederland werken de meeste industriële installaties op 3-fase 400 VAC. Is uw installatie anders uitgevoerd, bijvoorbeeld 230V enkelfasig of 690V, dan bepaalt dit direct welke regelaar geschikt is.

Kijk hiervoor op het typeplaatje van uw motor. Daar staat het nominale vermogen in kilowatt (kW) en de bijbehorende stroomsterkte. De frequentieregelaar moet hier minimaal op zijn gedimensioneerd.

Stap 2: Kijk naar het type belasting

Niet elke toepassing vraagt hetzelfde van een frequentieregelaar. Er zijn twee hoofdtypen belasting:

• Kwadratische belasting: Bij pompen en ventilatoren neemt het koppel toe met het kwadraat van het toerental. Hier is een zogenoemde Normal Duty-regelaar geschikt, die minder overbelastingscapaciteit nodig heeft.
• Constante belasting: Bij transportbanden, hijskranen en extruders blijft het koppel constant over het hele toerentalbereik. Hier heeft u een Heavy Duty-regelaar nodig, die een hogere aanloopstroom aankan zonder te trippen.

Kiest u de verkeerde categorie, dan loopt u het risico dat de regelaar uitvalt op het moment dat uw installatie dat het minst kan gebruiken.

Stap 3: Houd rekening met de omgeving

Een frequentieregelaar staat zelden in een droge, koele kantoorruimte. In de industrie zijn motoren en hun besturing blootgesteld aan stof, vocht, trillingen en hoge temperaturen. Let daarom op de IP-klasse van de regelaar:

• IP20 – Geschikt voor gebruik in een gesloten schakelkast
• IP54 of hoger – Geschikt voor directe montage in een vochtige of stoffige omgeving

Werkt uw installatie in een omgeving met explosiegevaar, kijk dan ook naar ATEX-certificering van de gehele aandrijving, inclusief de regelaar.

Stap 4: Motorcompatibiliteit controleren

Een frequentieregelaar werkt het best op een motor die speciaal voor regelaaraansturing geschikt is. Standaard IE3-motoren kunnen in de meeste gevallen met een frequentieregelaar worden aangestuurd, maar IE5-motoren (veelal synchroon reluctantiemotoren of PMSM-uitvoeringen) vereisen soms een specifiek type regelaar dat deze motor karakterestiek ondersteunt. Controleer daarom altijd de motorspecificaties en de aanbevelingen van de fabrikant.

Gebruikt u een oudere motor? Dan is het verstandig de isolatieklasse te controleren. Frequentieregelaars genereren spanningspieken (PWM-signalen) die oudere wikkelingen kunnen belasten. In dat geval altijd een sinusfilter of dV/dt-filter gebruiken in combimatie met smoorspoelen (zie blog over ‘stroomdoorgang in kogellagers’).

Stap 5: Denk aan communicatie en bediening

Moderne frequentieregelaars bieden meer dan alleen toerenregeling. Via protocollen als MODBUS RTU, Profibus of Ethernet/IP kunt u de regelaar integreren in uw bestaande besturingssysteem of SCADA-omgeving. Dit maakt monitoring op afstand en preventief onderhoud eenvoudiger. 

Heeft u geen PLC of netwerk, dan kunt u de regelaar ook bedienen via een analoog signaal (4-20 mA of 0-10V) of een eenvoudige snelheidsvoorkeuze via drukknoppenbesturing.

De combinatie IE5 + frequentieregelaar: maximaal rendement
Zoals we in onze vorige blogs al aanstipten, levert de combinatie van een IE5-motor met een frequentieregelaar de hoogste energiebesparing op. De motor werkt efficiënter, en de regelaar zorgt ervoor dat de motor nooit meer energie verbruikt dan het proces vraagt. Samen zorgen ze voor een aandrijfsysteem dat zichzelf op korte termijn terugverdient via een lagere energierekening en minder onderhoud.

Hulp nodig bij de keuze?

Het kiezen van de juiste frequentieregelaar vraagt om kennis van uw motor, uw toepassing én uw omgeving. Een verkeerde keuze kost u niet alleen geld, maar kan ook leiden tot voortijdige slijtage of uitval van uw installatie.

Elektromotoren De Vier heeft ruim 92 jaar ervaring in reparatie, onderhoud en verkoop van elektromotoren. Wij adviseren u graag over de juiste combinatie van motor en frequentieregelaar voor uw specifieke situatie.

Wilt u weten welke frequentieregelaar past bij uw elektromotor? Neem contact op met Elektromotoren De Vier. Wij denken graag met u mee.