I micro VFD ottengono funzionalità macro

Sebbene esistano ancora piccoli VFD di base, ci sono diversi motivi convincenti per cui OEM, hobbisti e altri utenti finali utilizzano micro VFD più nuovi ed estremamente capaci. Questa funzionalità è apparsa originariamente nel numero di giugno 2022 della rivista InTech.

Abbiamo assistito all’effetto a cascata della tecnologia. Dalle costose auto di marca di lusso al nuovissimo telefono cellulare ogni anno, il modello di punta ha quasi sempre caratteristiche esclusive. Tuttavia, i consumatori frugali e pazienti, al contrario dei primi utilizzatori, alla fine vedranno queste stesse tecnologie diventare disponibili su prodotti a basso costo. Questo modello abbastanza universale abbraccia molti settori, tra cui l’automazione industriale. Gli utenti di convertitori di frequenza CA (VFD) continuano a beneficiare delle nuove funzionalità precedentemente disponibili solo sui prodotti di punta.

Spesso è necessario controllare la velocità del motore elettrico per applicazioni che coinvolgono macchinari, pompe e altre apparecchiature. Un tempo, l’unico modo per variare la velocità di un motore elettrico, mantenendo la coppia completa al di sotto della velocità base, era utilizzare un motore CC e un azionamento CC. Questo perché i primi VFD CA funzionavano solo in modalità V/Hz e perdevano coppia in modo proporzionale a qualsiasi diminuzione al di sotto della velocità di base. Tuttavia, una volta disponibili i VFD CA a vettore di flusso, è stato possibile produrre il 100% della coppia del motore nell'intero intervallo di velocità da zero alla velocità base. I primi VFD CA a vettore di flusso presentavano diversi problemi. Erano disponibili gamme di potenza limitate; le unità erano grandi e tenute in una stanza lontana da altre apparecchiature; e i cavi lunghi causavano problemi elettrici. Anche questi erano sistemi di azionamento costosi e progettati su misura. Alla fine, iniziò a verificarsi l'effetto a cascata e i VFD a vettore di flusso furono venduti come prodotti confezionati che potevano funzionare per molte applicazioni. I VFD a basso costo rimasero disponibili per applicazioni di base che richiedevano solo un semplice controllo V/Hz. All'inizio degli anni 2000, furono venduti meno sistemi progettati su misura e la maggior parte erano preconfezionati ma avevano caratteristiche impressionanti oltre a supportare il controllo del vettore di flusso. Altre funzionalità apprezzate includono funzionalità di rete avanzate, funzionalità di sicurezza come Safe Torque Off, controllo PID (proporzionale-integrale-derivativo) e persino un controller logico programmabile (PLC) integrato con ampie opzioni I/O per consentire il processo o la macchina controllo oltre al controllo motorio.

Solo pochi anni fa, i VFD più economici sul mercato supportavano ancora solo il controllo V/Hz ed erano basilari, con una qualità inferiore per rimanere accessibili ai produttori di apparecchiature originali (OEM) e agli hobbisti. Ancora una volta, si è verificato un effetto a cascata e molte funzionalità di fascia alta e una migliore qualità costruttiva si trovano sui VFD a basso costo. I VFD entry-level di oggi, nella fascia di prezzo degli OEM e degli hobbisti, rendono la progettazione e l'implementazione del progetto molto più impegnative. più semplice con funzionalità come:

Queste nuove funzionalità disponibili possono apportare vantaggi agli utenti in molti modi.Da monofase a trifase. Un VFD con un ingresso monofase e un'uscita trifase è un "gioco da ragazzi" quando si confrontano le caratteristiche per un OEM o un hobbista. La maggior parte degli hobbisti non dispone di alimentazione trifase nei propri negozi o garage, ma potrebbe aver bisogno di controllare un motore trifase. Per un OEM, questa funzionalità offre la possibilità di progettare una connessione di alimentazione monofase e probabilmente piacerà a più clienti e non solo a quelli con alimentazione trifase disponibile. Sebbene un VFD non sia un convertitore di fase, può convertire un'uscita monofase da 120 V CA o 230 V CA in un'uscita trifase per il controllo del motore. I vantaggi derivanti dalla scelta di un motore trifase rispetto a un motore monofase sono troppo lunghi da elencare, ma un migliore controllo della velocità è solitamente sufficiente per convincere gli utenti che un motore trifase è la scelta migliore.Coppia. Il controllo vettoriale sensorless consente agli utenti di ridurre la velocità del motore a velocità molto basse senza perdere coppia. Su un tipico VFD a basso costo con solo controllo V/Hz (noto anche come controllo scalare), il motore perde la coppia in uscita proporzionalmente alla riduzione della velocità. Ad esempio, un motore da 0,5 hp con una velocità base di 1.725 giri al minuto e una coppia nominale a pieno carico di 1,5 lb-ft al 100% della velocità fornirà solo 1,0 lb-ft al 66% della velocità. Con la tecnologia di controllo vettoriale sensorless, è possibile produrre il 100% della coppia erogata dal motore a velocità molto basse. Prima che la tecnologia vettoriale sensorless fosse disponibile, i progettisti potevano utilizzare un motore a giri inferiori con la stessa potenza per ottenere la velocità fissa inferiore, oppure potrebbe utilizzare un motore DC e un azionamento. Il primo non è regolabile e spesso comporta dimensioni del telaio maggiori, che potrebbero richiedere modifiche meccaniche a costi più elevati. Quest'ultimo è robusto ma richiede una manutenzione più elevata, come la sostituzione delle spazzole, e molti azionamenti CC più piccoli sono analogici e con una tecnologia inferiore. In genere non offrono comunicazioni o opzioni di controllo più sofisticate, almeno allo stesso prezzo.