In che modo gli azionamenti a frequenza variabile modificano la velocità del motore?

In che modo gli azionamenti a frequenza variabile modificano la velocità del motore?

Gli azionamenti a frequenza variabile (VFD) vengono utilizzati per controllare la velocità sia dei motori a induzione che di quelli sincroni. La complessità del controller può variare da un semplice pannello di controllo a comando manuale a un controller logico programmabile (PLC) più sofisticato in grado di automatizzare il controllo in base all'input proveniente da variabili di sistema come flusso, livello o pressione.

I motori a induzione trifase funzionanti con tensione di linea hanno onde sinusoidali relativamente uniformi con una frequenza di 50 o 60 hertz (Hz), a seconda della posizione. Per i motori bipolari, ciò equivale a una velocità del polo sincrono di 3.000 o 3.600 rotazioni al minuto (rpm). Senza un VFD, la velocità del motore è relativamente costante e cambia minimamente in funzione del carico a causa dello scorrimento del motore. Con un VFD, la tensione e la corrente alimentate al motore sono controllate accendendo e spegnendo i transistor bipolari a gate isolato (IGBT). L'ampiezza dei valori di tensione e corrente è controllata dalla frequenza di commutazione e dal tempo di accensione e spegnimento degli IGBT. Ciò significa che più a lungo gli interruttori rimangono accesi rispetto al tempo in cui sono spenti, maggiori saranno i valori di tensione e corrente.

La modulazione di larghezza di impulso (PWM) è una forma d'onda ad alta frequenza generata dagli IGBT per simulare una forma d'onda sinusoidale al motore. La frequenza dell'onda sinusoidale può essere variata dal VFD, determinando una variazione della velocità del motore. La PWM è vantaggiosa perché la perdita di potenza nei dispositivi di commutazione è bassa, con conseguente efficienza relativamente elevata e vantaggi energetici se si considera la potenza idraulica ridotta a velocità inferiori. Accendendo e spegnendo rapidamente l'alimentazione, la forma d'onda di potenza risultante si avvicina molto alla corrente e alla tensione medie che una fonte di alimentazione di rete fornirebbe normalmente a un motore (onda sinusoidale). Fare riferimento all'immagine 3.

Per ulteriori informazioni sui VFD e su come vengono applicati nelle applicazioni di pompaggio, fare riferimento a "Azionamenti a frequenza variabile: linee guida per applicazione, installazione e risoluzione dei problemi" su pompe.org.

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