Penggerak Frekuensi Variabel 101 - Semua yang Perlu Anda Ketahui Tentang VFD

Learn the ins and outs of variable frequency drives and how they can help boost your pumping operation.

Learn how adding a variable frequency drive (VFD) to your pump can change it from a pump that operates at one speed (single flow rate), to a pump that can operate at variable speeds (range of flow rates) without the use of a gear box or switching to a different electric motor. Adding a VFD has other benefits besides throttling the flow rate. Adding a VFD can reduce a pump’s power consumption, decreasing the cost to operate a pump. This can amount to big savings and reduces cost of ownership. Another benefit of adding a VFD is that a pump can be fitted with other programmable pump control components like EDDY Smart Pump Technology which increases the flexibility of how the pump can be applied. Adding a VFD to an EDDY Pump increases the value the pump can provide and potentially reduces the cost of ownership over the lifecycle of the pump.

This Article Includes

Penggerak Frekuensi Variabel 101

High-performance slurry and sludge pumps based on EDDY Pump’s fluid dynamic technology are an ideal solution for dealing with the thickest and most difficult materials such as mud, sludge, slurry. However, they can still be limited in operational speed by the alternating current (AC) motor you choose to power them, and AC motors are further limited by their design. When your slurry pumping application calls for changing speeds on the fly, you’ll need to add a variable frequency drive (VFD) to your equipment to ensure optimal pumping efficiency. A variable speed drive (VSD), another term for a VFD, plays a crucial role in motor control technology by adjusting both frequency and voltage, ensuring your pump operates at peak performance.

Apa yang dimaksud dengan Penggerak Frekuensi Variabel?

VFD technology was developed in response to the limitations of AC power. AC motors, such as the ones powering industrial pumps, rotate at a rate set by the incoming power and the number of poles inside the motor. Since AC power in the US is supplied at a standard 60 Hz frequency, this means that standard single phase two-pole motors spin 60 times per second.

Adding more sets of poles reduces the speed without any need to alter the incoming electrical frequency. However, you can’t just swap out an electric motor with more or fewer poles every time you need to change the operating speed of a pump. Transistor systems that allow you to turn specific motor poles on and off have been available for decades, but these systems are complex and often lack the fine control needed for industrial pumping. Instead, VFDs change the frequency of the power supply, allowing for exact and immediate adjustments to the pump operation.  

The VFD works by taking in AC power at the 60 Hz frequency, converts it into direct current (DC) power through a rectifier circuit, and sends it through a DC bus to filter the voltage further. Then, power reaches the inverter which creates pulses of DC energy that function like AC current. The pulsing nature of the output mimics AC power enough to create the correct induction processes needed to spin the rotor of the motor. The output voltage is generated from a PWM waveform created by the switching of IGBTs, and it consists of pulses rather than a smooth sine wave. Since DC is easier to control in voltage and frequency, using it instead of true AC power allows the VFD to adjust the electrical supply on the fly. A series of transistors, especially the Insulated Gate, Bipolar Transistor (IGBT), give manual or automatic control over the power output and the resulting EDDY pump performance. Power is easily increased to a sludge pump under heavy load and then dropped again after a blockage passes or the texture of the slurry or sludge being pumped changes.

Bagaimana Cara Kerja VFD?

Penggerak Frekuensi Variabel (VFD) beroperasi dengan mengubah daya AC yang masuk menjadi sinyal DC, yang kemudian diubah kembali menjadi sinyal AC dengan frekuensi dan tegangan variabel menggunakan inverter sumber tegangan. Proses konversi ini memungkinkan VFD untuk mengontrol kecepatan motor secara tepat dengan menyesuaikan frekuensi dan tegangan sinyal output.

Inti dari operasi ini terletak pada penggunaan Transistor Bipolar Gerbang Terisolasi (IGBT). Transistor ini mengaktifkan dan menonaktifkan sinyal output dengan cepat, menciptakan sinyal Pulse Width Modulation (PWM) yang secara efektif mensimulasikan gelombang sinus. Sinyal PWM ini kemudian dikirim ke motor, memungkinkannya untuk menyesuaikan kecepatannya sesuai dengan kebutuhan.

Selain itu, VFD menggabungkan sistem kontrol canggih yang mengatur sinyal output untuk memastikan motor beroperasi pada kecepatan yang diinginkan. Sistem kontrol ini dapat diprogram untuk merespons berbagai perubahan dalam sistem, seperti beban, suhu, tekanan, atau laju aliran, sehingga sangat mudah beradaptasi dengan kondisi operasional yang berbeda.

Call for sales or support

If you need assistance with pump selection, sales or engineering support, call 619-404-1916.

Types of VFDs

Variable Frequency Drives (VFD) tersedia dalam beberapa jenis, masing-masing dirancang untuk aplikasi dan level tegangan tertentu:

Low-Voltage VFDs (LV VFDs)

Ideal untuk bangunan perumahan dan komersial, VFD ini menangani aplikasi tegangan rendah secara efisien.

Medium-Voltage VFDs (MV VFDs)

Umumnya digunakan dalam pengaturan industri dan komersial, MV VFD cocok untuk aplikasi tegangan menengah.

High-Voltage VFDs (HV VFDs)

VFD ini dirancang untuk aplikasi tegangan tinggi yang ditemukan di industri berat dan pembangkit listrik.

DC VFDs

Khusus untuk aplikasi motor DC, seperti ban berjalan dan kerekan, VFD ini memberikan kontrol yang tepat atas motor DC.

AC VFDs

Digunakan dalam aplikasi motor AC seperti pompa, kipas angin, dan kompresor, VFD AC menawarkan kontrol serbaguna untuk berbagai peralatan.
Setiap jenis VFD dirancang untuk memenuhi kebutuhan spesifik lingkungan dan aplikasi yang berbeda, memastikan kinerja dan efisiensi yang optimal.

Why Do I Need a VFD for Energy Savings?

VFDs are used in many different manufacturing and industrial settings, but they’re particularly valuable for controlling slurry and sludge pumps. Pumping water is a relatively static process since water doesn’t change density or weight during the process. In contrast, a slurry is often unevenly mixed and what’s traveling through the pump may change from a high viscosity to a thin liquid within seconds which can quickly lead to problems when the pump is deployed out in the field. A pump that is laboring to move a very thick mixture with many solids requires a different amount of power than one that suddenly hits a pocket of thin liquid. Since a VFD can adjust the operation of the pump on the fly, these sudden changes in operational load are easily compensated for with no interruption in use. A variable speed drive (VSD), another term for a VFD, adjusts both frequency and voltage to control motor speed, ensuring efficient operation. Efficiency drops dramatically when a pump isn’t running at its designed maximum flow, but by altering the amount of power being supplied to the motor, you can compensate for this and still achieve high efficiency.

Benefits of Utilizing a VFD When Using a Slurry Pump

  • Increase or decrease flow rate to meet specific application flow requirements.
  • Reduce pump maintenance by keeping the equipment running at its maximum efficiency point and reducing total system pressure.
  • Increased energy efficiency to power the pump decreases the cost of every gallon pumped.
  • Enable the addition of programmable pump controllers like EDDY Smart Pump Technology that can be used to expand the use of the pump.  
  • Eliminates or reduces the number of control valves that all require individual sensor installation and maintenance and often aren’t appropriate for slurry or sludge processing.
  • Gain control over motor speed without switching to costly DC motors.

 

Pumping tough, abrasive slurries such as paper pulp or sewage is a challenging process due to high viscosity, the presence of large solids, and changes in viscosity. All of these issues can damage pumps that are only designed to run at a fixed speed and load. Sludges or other heavy material that need to be pumped when dredging or mining also cause similar issues. VFDs allow slurry pumps and their motors to adjust on the fly to changes in the material being pumped, preventing damage and ensuring the system is always running at maximum energy efficiency. Gaining variable speed control without costly programmable logic controllers is especially helpful during dewatering processes that require very slow processing speeds.

By utilizing the EDDY Smart Pump Technology, the VFD can be controlled on the fly using on-board smart chips and computers, requiring little to no input from pump operators, thus keeping the pump running optimally with maximum uptime and more profits.

How to Choose the Right Motor For a VFD

VFD saja tidak dapat menyalakan pompa. Namun, tidak semua motor pompa AC bekerja dengan baik dengan VFD. Karena konversi yang terjadi pada penggerak frekuensi variabel dapat menciptakan harmonisa dan frekuensi resonansi, Anda memerlukan motor yang dibuat untuk menahannya. Pompa yang digabungkan secara tertutup dan pompa satu tahap cenderung mengalami lebih sedikit resonansi daripada unit berbingkai dan multistage. Pompa yang terhubung ke VFD memiliki insulasi tingkat yang lebih tinggi karena mengoperasikan pompa pada kecepatan yang lebih lambat dari biasanya akan mengganggu pola kehilangan panas. Insulasi kualitas yang lebih tinggi mungkin mendapat manfaat dari pompa yang tahan terhadap lonjakan tegangan yang terjadi selama operasi VFD yang dapat merusak insulasi dari waktu ke waktu, meskipun hal ini jarang menjadi masalah jika Anda tetap menggunakan motor AC standar NEMA dan operasi 230V. Jika Anda membutuhkan operasi 460V, carilah motor pompa yang dirancang khusus untuk menangani lonjakan tegangan yang disebabkan oleh operasi VFD.

Di EDDY Pump, kami memiliki teknisi berpengalaman yang dapat memberikan bantuan dengan VFD dan pengaturan motor untukaplikasi pemompaan khusus Anda.

Benefits of Using VFDs

Menerapkan Variable Frequency Drives (VFD) dalam sistem Anda dapat menghasilkan banyak manfaat

  • Penghematan Energi: Dengan menyesuaikan kecepatan motor agar sesuai dengan kebutuhan beban, VFD secara signifikan mengurangi konsumsi energi.

  • Hemat Energi: VFD menghilangkan kebutuhan akan perangkat pemborosan energi seperti katup pelambatan, sehingga menghasilkan penghematan energi yang substansial.

  • Peningkatan Efisiensi Sistem Daya: VFD meningkatkan efisiensi sistem daya secara keseluruhan dengan meminimalkan kehilangan energi sebagai panas.

  • Peningkatan Umur Gulungan Motor: Dengan mengurangi tekanan yang disebabkan oleh perubahan kecepatan yang tiba-tiba, VFD memperpanjang usia belitan motor.

  • Pengontrol Motor yang Lebih Baik: VFD menawarkan kemampuan kontrol motor yang canggih, termasuk kontrol kecepatan dan torsi yang presisi.

  • Efisiensi Motor Induksi: VFD mengoptimalkan efisiensi motor induksi dengan menyesuaikan kecepatannya agar sesuai dengan kebutuhan beban.

  • Modulasi Lebar Pulsa: VFD menggunakan sinyal PWM untuk mensimulasikan gelombang sinus, sehingga mengurangi tekanan pada motor dan komponen lainnya.

  • Kontrol Torsi Beban: VFD mempertahankan torsi yang konstan bahkan ketika beban berubah, sehingga memastikan pengoperasian yang stabil.

  • Voltage Source Inverter: VFD memberikan sinyal output VSI, memungkinkan motor beroperasi pada kecepatan yang bervariasi.

  • Efisiensi Motor Listrik: Dengan mencocokkan kecepatan motor dengan kebutuhan beban, VFD meningkatkan efisiensi motor listrik.

  • Pengontrol Motor: VFD menawarkan fitur kontrol motor yang canggih, yang meningkatkan kinerja sistem secara keseluruhan.

  • Kontrol Kecepatan Sinkron: VFD memungkinkan motor mempertahankan kecepatan konstan terlepas dari perubahan beban, sehingga memastikan kinerja yang konsisten.

 

Manfaat ini menyoroti keserbagunaan dan efisiensi VFD, menjadikannya komponen yang tak ternilai dalam aplikasi industri dan komersial modern.

Aplikasi Terbaik - Industri yang Paling Banyak Dilayani

EDDY Pump Corporation adalah produsen utama peralatan pemompaan dan pengerukan . Jika Anda memompa atau mengeruk lumpur, padatan tinggi, material yang sangat kental, pasta, abrasif tinggi (pasir & kerikil), dan material yang dipenuhi padatan, maka Anda menemukan produk yang paling sesuai untuk pekerjaan itu.

Pertambangan, Abu Terbang , Abu Batubara , Minyak, Fracking , Gas , Air limbah, Pulp dan Kertas , Bahan kimia , Energi, Kota Air , Irigasi dan Perusahaan Pengerukan. Untuk Akses ke Lini Produk Lengkap, kunjungi: https://eddypump.com/products/

Call for sales or support

If you need assistance with pump selection, sales or engineering support, call 619-404-1916.

Mengapa Pompa EDDY Lebih Baik - Sorotan

Video ini menunjukkan bagaimana EDDY Pump mengalahkan pompa sentrifugal tradisional dalam hal lumpur yang keras dan material abrasif. EDDY Pump adalah jantung dari semua peralatan pompa keruk unggulan kami termasuk Subdredge yang Dioperasikan dari Jarak Jauh, Dioperasikan oleh Penyelam Pompa dan Pompa Pengerukan Lampiran Excavator.

Get in touch for precision-built dredge and slurry pumps

At EDDY Pump Corporation, we promise innovative, reliable, and efficient pump solutions with exceptional service, ensuring optimal performance and minimal downtime in the most challenging environments.