Een frequentieregelaar (VFD/VSD) zet vaste netspanning om in een regelbare spanning en frequentie. Daarmee stuur je het motortoerental (en koppel) precies zoals het proces het vraagt. Bij moderne IE4- en IE5-motoren, waaronder permanentmagneet (PM) en synchroon-reluctantie (SynRM), is zo’n regeling niet alleen een efficiëntieboost, maar in veel toepassingen de voorwaarde voor correct starten, stabiel gedrag en naleving van de Europese Ecodesign-regels

In simpele woorden: zo werkt een VFD

Een VFD heeft drie vermogensblokken. Je kunt ze zien als een AC → DC → AC-keten die je volledig kunt regelen.

Dit is precies de klassieke opbouw die je in alle moderne drives terugziet; PWM-inverters met IGBT’s schakelen typisch in het kHz-gebied.

Waarom IE4/IE5 zelden zonder VFD kan

Asynchrone motoren kunnen vaak nog rechtstreeks op het net (DOL), met een vast toerental. PM- en SynRM-motoren zijn geoptimaliseerd voor rendement bij variabele snelheid en hebben in de praktijk een VFD nodig voor start, synchronisatie en deellast-efficiëntie. Er zijn lijnstart-varianten (LSPM, LS-SynRM) die direct on line kúnnen, maar dat is een niche met duidelijke ontwerpcompromissen en procesbeperkingen. Voor de meeste industriële toepassingen blijft een VFD de veilige en efficiënte keuze.

De winst zit bij deellast (pompen/ventilatoren)

Voor centrifugaalpompen en -ventilatoren gelden de affiniteitswetten: vermogen ~ snelheid³. Verlaag je snelheid 20%, dan daalt het benodigde vermogen grofweg met 49%; bij 40% lager toerental zelfs ~78%. Rekenvoorbeeld (realistisch, rond 45 kW nominaal):

* Ideale, zuiver centrifugale last; in de praktijk ligt de exponent soms iets onder 3, maar het principe blijft. Jaarplaatje (6.000 uur; 30% @100%, 40% @80%, 30% @60%; € 0,15/kWh): Gemiddeld zónder VFD: 45 kW → 270.000 kWh/jaar. Gemiddeld mét VFD: 0,3·45 + 0,4·23 + 0,3·9,7 ≈ 24,7 kW → 148.200 kWh/jaar. Besparing ≈ 121.800 kWh = € 18.270/jaar. (Jij vult je eigen uren en profielen in; de orde-grootte blijft groot.)

Netter starten, minder slijtage, met oog voor EMC

Met een VFD start je strom- en koppelbeperkt. Dat betekent minder mechanische klappen, minder waterslag en minder inrush op het net. Let wel: drives introduceren harmonischen. Voor een schone installatie hoort daar EMC-ontwerp bij (kabels, afscherming, filters) conform IEC 61800-3. Veel voorkomende maatregelen:

• Lijnreactor of DC-choke: verlaagt THDi, beschermt de tussenkring en vergroot de netcompatibiliteit.
• Actieve front-ends / 12- of 18-puls of actieve/passieve filters als de netcode of generator het vraagt.

Let ook op lagerstromen door snelle PWM. Mitigatie: goede aarding, afgeschermde motorkabel, as-aardingsborstel en waar nodig geïsoleerde/hybride lagers.

Naleving: wat de EU sinds 2021/2023 exact vraagt

De Ecodesign-verordening (EU) 2019/1781 stelt eisen aan motoren én VSD’s. Dit is waar marketeers vaak te kort door de bocht gaan; hieronder staat het beknopt en correct:

• VSD’s: sinds 1 juli 2021 moeten vermogensverliezen minimaal IE2 zijn op het gedefinieerde testpunt. Fabrikanten moeten 8 meetpunten publiceren: (0;25), (0;50), (0;100), (50;25), (50;50), (50;100), (90;50), (90;100) (%snelheid;%koppel). De verliezen bij (90;100) moeten op of nabij het typeplaatje staan.
• Motoren: per 1 juli 2023 geldt IE4 voor 75–200 kW, 2- tot 6-polige driefasige motoren. Fabrikanten publiceren verliezen op 7 punten: (25;25), (25;100), (50;25), (50;50), (50;100), (90;50), (90;100).
• IE-codes: voor lijngevoede motoren: IEC 60034-30-1. Voor variabel-toeren AC-motoren (zoals PM/SynRM voor VFD-bedrijf): IEC TS 60034-30-2. Gebruik de juiste norm als je IE-claims maakt.
• CE en sancties: de handhaving en boetes vallen onder de EU-verordening markttoezicht 2019/1020 en worden door lidstaten vastgesteld. Er bestaat dus geen vaste EU-boete in euro’s.

Kortom: wil je IE-klassen en Ecodesign op je documentatie laten kloppen, dan beoordeel je motor en drive elk volgens de juiste norm en publiceer je de verplichte testpunten.

PM, SynRM of asynchroon: zo kies je de regeling

In plaats van merklijsten, dit zijn de technische keuzes die er wél toe doen:

• Regelalgoritme: veldgeoriënteerde regeling (FOC), geavanceerde koppelregeling; kies wat past bij je dynamiek, encoder ja/nee en de laagste verliezen in deellast.
• Motor-compatibiliteit: check datasheet voor convertervoeding (IEC TS 60034-25) en isolatiesysteem voor PWM–spanning/dv/dt (IEC 60034-18-41).
• EMC-klasse & omgeving: IP-graad, koeling, kabeltraject, vereiste emissie-/immuniteitsniveau volgens IEC 61800-3.
• Veiligheid: ingebouwde Safe Torque Off (STO) of hogere veiligheidsfuncties volgens IEC 61800-5-2 wanneer nodig.
• Harmonic budget: dimensioneer lijnreactor/DC-choke of kies low-harmonic topologie als de netcode/generator dat vereist.

Veelgestelde vragen over frequentieregelaars

Kan mijn bestaande drive met een IE4-motor?

Bij asynchrone IE4 vaak wel, mits de drive de stroom/koeling aankan en je EMC- en dv/dt-zaken goed regelt. Bij PM/SynRM is expliciete ondersteuning in de drive essentieel (geschikte motor-modellen, autotune, eventueel encoder). Lijnstart-PM/SynRM bestaat, maar is niche en procesmatig beperkt.

Moet ik oversizen?

Alleen als je zwaar aanloopt (hoog koppel vanaf nul), lange kabels of hoge omgevingstemperaturen hebt. Voor pompen/ventilatoren kun je vaak juist kleiner selecteren door het kwadratisch/kubisch koppelverloop. Reken het door met je werkpunten.

Is soft-start met VFD ‘netneutraal’?

Nee. Je beperkt inrush en mechanische stress, maar je voegt harmonischen toe. Los dat op met juiste impedantie/filters en bekabeling conform IEC 61800-3.

Samenvatting voor beslissers

• Techniek: VFD = gelijkrichter → DC-link → PWM-inverter. Je stuurt snelheid, koppel en ramps exact.
• Business case: grote deellast-besparing bij pompen/ventilatoren door de affiniteitswetten; vijfcijferige euro-bedragen per jaar zijn normaal.
• Compliance: volg EU 2019/1781 precies (IE-niveaus, 7/8 testpunten, typeplaat-verlies) en de juiste IEC-delen voor IE-codes en convertervoeding.
• Kwaliteit van integratie bepaalt het succes: EMC, harmonischen, bekabeling en lagerstromen verdienen net zo veel aandacht als de drivekeuze.

Wil je dit toepassen op jouw installatie?

Stuur je motor- en lastgegevens (type, kW, polen, kabel­lengte, omgeving, proceswerkpunten). We rekenen werkelijke besparing en terugverdientijd door, controleren de Ecodesign-documentatie en leveren een vendor-neutrale set-up (regeling, filters, bekabeling) die meteen klopt.