Napędy o zmiennej częstotliwości oferują oszczędności kosztów, jeśli są używane prawidłowo.

Producenci zwiększają wydajność swojego sprzętu, wykorzystując napędy o zmiennej częstotliwości (VFD, falowniki) do sterowania pracą silników elektrycznych w zakładach. W porównaniu do przełączników gwiazda/trójkąt czy starszych napędów prądu stałego, napędy silników prądu zmiennego o zmiennej częstotliwości mogą przynieść użytkownikom oszczędności kosztów, ponieważ dają możliwość lepszego sterowania pracą silników, przy niższych prędkościach obrotowych i wyższym współczynniku mocy (niemal równym jeden). W miarę upływu czasu oszczędności te zmniejszają koszty operacyjne oraz przynoszą zwrot z inwestycji. Jednak jest to możliwe jedynie wtedy, gdy zapewniona zostanie maksymalizacja czasu i optymalizacja eksploatacji tych urządzeń.

Poniżej podano dziesięć sposobów zabezpieczania inwestycji w napęd o zmiennej częstotliwości.

1. Należy poznać swoją aplikację. Zabezpieczenie inwestycji w VFD rozpoczyna się jeszcze przed zakupem sprzętu. Na wybór właściwego modelu napędu ma wpływ kilka czynników, takich jak: wydajność, zakres regulacji prędkości i momentu obrotowego, komunikacja za pomocą magistrali obiektowej fieldbus czy nawet wejścia i wyjścia. Poświęcenie czasu na określenie przede wszystkim potrzeb danego zakładu przed zakupem sprzętu może często spowodować, że projekt zostanie zrealizowany skutecznie, nie dojdzie zaś do sytuacji, w której personel utrzymania ruchu będzie ciągle wzywany do napraw, nawet w środku nocy. 

2. Należy prawidłowo opracować system. Napęd VFD musi zostać dobrany według obciążenia i warunków otoczenia, aby zapewnić, że silnik będzie mógł generować właściwy moment obrotowy we wszystkich sytuacjach. Należy bezwzględnie skonsultować się z producentem napędu VFD, który posiada dostępne zasoby projektowe dla wsparcia klientów.

3. Należy ocenić warunki otoczenia. Jeśli w zakładzie występuje zapylenie, cząstki przewodzące, zanieczyszczenia, wilgoć, olej, wysokie temperatury oraz inne potencjalne niekorzystne czynniki, to należy zainwestować w napęd VFD w obudowie o stopniu ochrony NEMA 12 lub NEMA 4, aby zabezpieczyć go przed tymi niekorzystnymi czynnikami. Ponadto należy poznać temperaturę, wysokość i wilgotność w miejscu zainstalowania przyszłego napędu i porównać go z podanymi w specyfikacjach producentów. Ważnym i często pomijanym czynnikiem jest też instalacja elektryczna – istniejące harmoniczne, różnice potencjałów, niezrównoważenia faz lub przepięcia w sieci zasilającej, które mogą niekorzystnie wpłynąć na nowy sprzęt. Do zapewnienia prawidłowych warunków pracy napędu VFD mogą być wymagane dodatkowe elementy, takie jak filtry, dławiki oraz transformatory separujące.

4. Należy wybrać właściwy silnik. Nie wszystkie silniki elektryczne są takie same. Ze względu na naturę przebiegów napięcia z modulacją częstotliwości (PWM), które są generowane w falowniku w celu wytworzenia sinusoidalnego napięcia zmiennego, na wyjściu falownika mogą się pojawiać przepięcia. Silniki dostosowane fabrycznie do współpracy z napędami VFD mają dodatkową izolację w celu zabezpieczenia przed tymi przepięciami. Należy koniecznie skonsultować się z producentem silnika pod względem prędkości obrotowych, współczynnika wypełnienia impulsów, izolowanych łożysk, szczotek uziemiających wał oraz środowiska pracy. Dobry producent silników pomoże klientowi dobrać właściwy produkt do aplikacji. 

5. Należy dobrać prawidłowe bezpieczniki, kable i filtry. Przed sfinalizowaniem instalowania napędu należy koniecznie korzystać z instrukcji instalacji, dostarczanych wraz z napędem VFD. Podają one cenne informacje dotyczące odpowiednich wartości bezpieczników, typów i przekrojów kabli (takich jak kabel VFD) oraz wszystkich innych elementów zewnętrznych jak np. dławik obciążenia, które zapobiegają wprowadzaniu harmonicznych do sieci. W dalszej kolejności należy użyć prawidłowego oprzewodowania i praktyk wykonywania połączeń podczas procesu instalacji. Napęd VFD nie może utrzymać swojego stopnia ochrony NEMA 12 czy NEMA 4, jeśli nie użyje się odpowiednich praktyk wykonywania połączeń oraz komponentów o tym samym stopniu ochrony.

6. Sprzęt powinien zostać zainstalowany przez przeszkolony i wykwalifikowany personel, szczególnie w trudnym środowisku pracy. Producenci określają minimalne standardy dla instalowania, często zaś istnieją lokalne przepisy BHP przy urządzeniach elektrycznych, które także muszą być przestrzegane. Przeszkolony i wykwalifikowany instalator będzie w stanie zapewnić, że napęd zostanie zamontowany prawidłowo, zaś wszystkie kable i przewody podłączone i uziemione prawidłowo. Będzie też zapewniony prawidłowy przepływ powietrza oraz wszystkie pokrywy i bariery ochronne ponownie zamontowane prawidłowo.

7. Należy sprawdzić, czy osoby dokonujące uruchomienia i przekazania napędu VFD do eksploatacji są dobrze zorientowane w temacie obsługi napędów VFD. Znajomość i rozumienie tematu prawidłowego wprowadzania danych silnika do napędu, wykorzystywania regulacji PID oraz ustanowienia komunikacji poprzez magistralę obiektową pomoże dyrekcji firmy zapewnić, że założenia budżetowe oraz terminy uruchomienia zostaną utrzymane podczas instalacji. 

8. Należy zainwestować w szkolenia. Posiadanie dobrej i kompleksowej znajomości funkcjonowania napędów AC o zmiennej częstotliwości pomaga pracownikom obsługi oraz utrzymania ruchu lepiej rozumieć, co jest uważane za normalną pracę napędu, a co za odbiegającą od normalnej. Poprzez wczesną identyfikację sytuacji odbiegających od normy można zapobiec nieoczekiwanym awariom i przestojom oraz być w stanie lepiej rozwiązywać problemy w razie ich wystąpienia.

9. Należy wykonywać regularnie prace konserwacyjne. Podobnie jak w przypadku większości sprzętu elektrycznego, producenci napędów VFD podają zalecane okresy wykonywania prac konserwacyjnych, których należy przestrzegać. Pozwoli to zakładowi zaplanować terminy wyłączeń w celu wyczyszczenia i sprawdzenia urządzenia, identyfikację potencjalnych problemów oraz usunięcie wszystkiego, co może utrudniać przepływ powietrza i prawidłowe chłodzenie napędu. Ponadto pozwala to określić standardowe warunki operacyjne oraz identyfikować sytuacje, gdy coś zaczyna się psuć, np. kondensatory elektrolityczne obwodu pośredniego.

10. Należy zainwestować w zalecane części zamienne oraz regularnie je sprawdzać. Nabycie części zamiennej to jedno, zaś wykorzystanie jej to drugie. Wiele dzisiejszych napędów VFD posiada kondensatory elektrolityczne w stopniu pośrednim, które jeśli nie są używane, zaczynają tracić swoje właściwości. Może to spowodować, że nieużywany napęd nagle się zapali po zainstalowaniu i uruchomieniu. Podczas gdy ważne jest posiadanie do dyspozycji dodatkowych części zamiennych, zarówno takich jak bezpieczniki i panele sterownicze, jak i całe napędy VFD, to równie ważne jest regularne testowanie i badanie ich, aby zapewnić, że są one w dobrym stanie technicznym i gotowe do użytku.

Ważne jest, aby zdawać sobie sprawę z tego, że co prawda każdy może zakupić napęd VFD i zainstalować go, jednak koniecznością jest, aby proces instalowania był wykonany precyzyjnie. Przez poświęcenie niezbędnej ilości czasu przed zakupem, zainwestowanie w prawidłowy produkt dla aplikacji oraz regularne przeprowadzanie prac konserwacyjnych uzyska się oszczędności energii oraz efektywności operacyjne napędu VFD przez kolejne lata.