Hoe pas ik het 87Hz principe toe op een frequentieregelaar?

Wat is het 87Hz principe en wanneer pas je dit toe ?

Het 87Hz principe (ook wel √3 principe genoemd) kan worden toegepast om bij een frequentie hoger dan de basisfrequentie van de motor het koppel op ‘peil’ te houden.
Een standaard draaistroommotor 50Hz/400V (in ster aangesloten) levert zijn nominale koppel tot 50Hz. Bij frequenties boven 50Hz neemt het koppel af.
Tot een frequentie van 50Hz, worden de frequentie en de spanning geregeld, vanaf 50Hz wordt alleen de frequentie nog verhoogd en de spanning blijft 400V.
Als bij 50Hz een spanning van 400V wordt uitgestuurd, dan is bij 25Hz de uitgangsspanning 200V. De verhouding tussen spanning en frequentie is dan constant (400/50 = 8V/Hz en 200/25 = 8V/Hz).
Wordt de frequentie  verder verhoogd naar bv. 80Hz, dan wordt, omdat de spanning niet verder wordt verhoogd, deze verhouding 400/80 = 5V/Hz.
Hierdoor gaat de motor in de zogenaamde veldverzwakkingsmodus en neemt het koppel omgekeerd evenredig af met de snelheid. Zo is bij een verdubbeling van het toerental (100Hz) het koppel de helft.
In veel gevallen is het lagere koppel niet zo’n probleem, maar soms is het van belang om bij frequenties boven de 50 Hz het nominale koppel te behouden. In dergelijke gevallen kun je het √3 principe toepassen.

Wat zijn de voorwaarden om dit principe toe te kunnen passen ?

Om een motor en frequentieregelaar op deze wijze te gebruiken, zijn er wel een aantal voorwaarden:

• De motor moet gewikkeld zijn voor 230V_driehoek/400V_ster en geschikt zijn voor 87Hz.
• De motor (en het daarop aangesloten werktuig) moet mechanisch geschikt zijn voor de hogere toerentallen. (Vrijwel altijd wordt hiervoor gebruik gemaakt van een 4-polige-1500 tpm motor.)
• Het gebruik boven de 50 Hz is voor kortere perioden.
• Vanwege extra verliezen in de motor is de thermische belasting hoger. Wij adviseren om de motor te bewaken op temperatuur, bijvoorbeeld met PTC’s. Afhankelijk van de toepassing kan het in bepaalde gevallen beter zijn de motor één of twee stappen groter te kiezen.
• De frequentieregelaar moet geschikt zijn voor de stroom bij driehoekaansluiting van de motor. Bijvoorbeeld bij een motor van 2,2kW moet de regelaar √3 x 2,2kW = 3,81kW = 4kW worden.

Hoe sluit je de motor aan ?

Door de motor in driehoek aan te sluiten en de frequentieregelaar anders in te stellen, kan de frequentie tot 87Hz worden opgevoerd terwijl toch vrijwel het nominale koppel geleverd kan worden. 
Door het grotere regelbereik is de machine of het werktuig flexibeler. Een 4-polige motor met een nominaal toerental van bv. 1440 omw./min. bij 50 Hz, draait dan 2505 omw./min. bij 87 Hz.

Hoe wordt de frequentieregelaar ingesteld ?

De frequentieregelaar wordt zo ingesteld dat de verhouding tussen spanning en frequentie constant blijft tot een frequentie van 87 Hz.
Hiervoor wordt de basisfrequentie van de regelaar ingesteld op 87Hz. Dit houdt in dat de spanning van 400V wordt bereikt bij 87Hz. Hieruit volgt dat bij een frequentie van 50Hz, de spanning 230V is.
Met deze techniek wordt de frequentie en spanning geregeld over het hele bereik 0 – 87Hz. De verhouding tussen spanning en frequentie is over dit hele bereik constant en het koppel blijft dus ook constant tot 87Hz.

Parameters die ingesteld moeten worden:

Dit principe wordt meestal toegepast op 50Hz motoren, voor 60Hz motoren kan dit √3 principe ook gebruikt worden. Dan wordt de basisfrequentie ingesteld op 60 x √3 =104Hz.

Printversie