Il fornitore dell'unità di retroazione energetica ricorda che la funzione principale del convertitore di frequenza è quella di controllare l'apparecchiatura di controllo del motore a corrente alternata modificando la frequenza dell'alimentazione di lavoro del motore. Conosci i tipi di convertitori di frequenza? Quali sono le differenze tra i convertitori di frequenza vettoriali e i convertitori di frequenza per uso generale?
Esistono due differenze principali tra i convertitori di frequenza vettoriali e i convertitori di frequenza ordinari. La prima è l'elevata precisione di controllo, la seconda l'elevata coppia di uscita a basse velocità.
Convertitore di frequenza specifico del vettore:
Il principio di funzionamento di un convertitore di frequenza vettoriale specifico è quello di prima rettificarlo e poi invertirlo per ottenere la frequenza e la tensione desiderate.
La tecnologia di controllo vettoriale utilizza la trasformazione delle coordinate per trasformare in modo equivalente un sistema trifase in un sistema bifase MT, scomponendo il vettore della corrente dello statore di un motore a corrente alternata in due componenti a corrente continua (ovvero componente del flusso magnetico e componente della coppia), raggiungendo così l'obiettivo di controllare separatamente il flusso magnetico e la coppia del motore a corrente alternata e ottenendo così lo stesso buon effetto di controllo di un sistema di controllo della velocità a corrente continua.
Il controllo vettoriale, noto anche come "controllo della velocità", presenta alcune differenze rispetto al suo significato letterale.
Modalità di controllo V/F: Proprio come durante la guida, l'apertura dell'acceleratore con il piede rimane costante, mentre la velocità dell'auto cambia decisamente! Poiché la strada su cui viaggia l'auto è irregolare, anche la resistenza stradale cambia. In salita, la velocità diminuisce, mentre in discesa aumenta, giusto? Per un convertitore di frequenza, il valore di impostazione della frequenza equivale all'apertura dell'acceleratore con il piede durante la guida, e l'apertura dell'acceleratore è fissa durante il controllo V/F.
Metodo di controllo vettoriale: può controllare il veicolo per mantenere una velocità il più costante possibile in caso di variazioni delle condizioni stradali, della resistenza, in salita, in discesa e in altre condizioni, migliorando la precisione del controllo della velocità.
Convertitore di frequenza universale:
Un convertitore di frequenza universale è un convertitore che può essere applicato a tutti i carichi. Tuttavia, se si dispone di un convertitore di frequenza dedicato, è comunque consigliabile utilizzarne uno dedicato. I convertitori di frequenza dedicati sono ottimizzati in base alle caratteristiche del carico, con caratteristiche quali semplicità di impostazione dei parametri, migliore regolazione della velocità ed effetti di risparmio energetico.
La corretta selezione del convertitore di frequenza è fondamentale per il normale funzionamento del sistema di controllo. Nella scelta di un convertitore di frequenza, è necessario comprendere appieno le caratteristiche del carico azionato dal convertitore. Nella pratica, i macchinari di produzione vengono spesso suddivisi in tre tipologie: carico a coppia costante, carico a potenza costante e carico di ventilatori/pompe.
Carico di coppia costante:
La coppia di carico TL è indipendente dalla velocità n e rimane sempre costante o pressoché costante a qualsiasi velocità. Ad esempio, carichi di attrito come nastri trasportatori, miscelatori, estrusori, così come carichi potenziali come gru e paranchi, appartengono tutti a carichi a coppia costante.
Quando un convertitore di frequenza aziona un carico con caratteristiche di coppia costante, la coppia a basse velocità deve essere sufficientemente elevata e avere una capacità di sovraccarico adeguata. Se è richiesto un funzionamento stabile a basse velocità, è necessario considerare la capacità di dissipazione del calore dei motori asincroni standard per evitare un eccessivo aumento della temperatura del motore.
Carico di potenza costante:
La coppia richiesta per mandrini di macchine utensili, laminatoi, macchine per la carta e linee di produzione di film plastici come avvolgitori e svolgitori è generalmente inversamente proporzionale alla velocità di rotazione, nota come carico a potenza costante. La proprietà di potenza costante del carico deve essere limitata a un certo intervallo di variazioni di velocità. Quando la velocità è molto bassa, a causa della limitazione della resistenza meccanica, TL non può aumentare all'infinito e si trasforma in una proprietà di coppia costante a basse velocità. Le regioni di potenza costante e coppia costante del carico hanno un impatto significativo sulla selezione degli schemi di trasmissione. Quando il motore è in regolazione di velocità a flusso costante, la coppia di uscita massima ammissibile rimane invariata, il che rientra nella regolazione di velocità a coppia costante; nella regolazione di velocità a debole campo magnetico, la coppia di uscita massima ammissibile è inversamente proporzionale alla velocità, il che rientra nella regolazione di velocità a potenza costante. Se l'intervallo di regolazione di coppia costante e di velocità a potenza costante del motore elettrico è coerente con l'intervallo di coppia costante e potenza costante del carico, ovvero nel caso di "matching", sia la potenza del motore elettrico che quella del convertitore di frequenza sono entrambe ridotte al minimo.
Carichi di ventole e pompe:
In vari ventilatori, pompe idrauliche e pompe per olio, la resistenza generata dall'aria o dal liquido entro un certo intervallo di velocità con la rotazione della girante è approssimativamente proporzionale alla seconda potenza della velocità n. Al diminuire della velocità di rotazione, la velocità di rotazione diminuisce alla potenza di 2. La potenza richiesta per questo carico è proporzionale alla terza potenza della velocità. Quando il volume d'aria e la portata richiesti diminuiscono, l'utilizzo di un convertitore di frequenza per regolare il volume d'aria e la portata tramite la regolazione della velocità può consentire un notevole risparmio energetico. A causa del rapido aumento della potenza richiesta con la velocità ad alte velocità, proporzionale alla terza potenza della velocità, è generalmente sconsigliato azionare carichi come ventilatori e pompe oltre la frequenza di rete.