Cos'è esattamente un'unità CA e come funziona?

Olli Tevä illustra la tecnologia degli azionamenti in ca e, in particolare, i suoi usi nelle applicazioni HVAC

Un azionamento in CA è un dispositivo utilizzato per controllare la velocità di un motore elettrico. La velocità viene controllata modificando la frequenza dell'alimentazione elettrica al motore.

La tensione trifase della rete elettrica nazionale collegata ad un motore crea al suo interno un campo magnetico rotante. Il rotore del motore elettrico seguirà questo campo magnetico rotante.

La velocità è controllata dall'azionamento in CA che converte la frequenza della rete fino a un valore compreso tra 300 Hz o anche superiore. La velocità del motore è quindi controllata proporzionalmente alla frequenza.

La tecnologia alla base del controllo della velocità del motore CA è costituita da:

I tipi di motori controllati dagli azionamenti in ca funzionano normalmente a velocità costante. Permettere all'utente di controllare la velocità del motore offre potenzialmente diversi vantaggi in termini di controllo del processo, stress del sistema e risparmio energetico.

Controllo del processo: controllare l'output del processo per soddisfare le necessità; sincronizzare le diverse parti del processo principale per garantire un flusso regolare tra i sottoprocessi; modificare facilmente la configurazione quando cambiano i requisiti del processo.

Nello stress del sistema: riduzione della corrente di avviamento, che consente l'uso di fusibili e collegamenti di alimentazione più piccoli e riduce i picchi di carico sulla rete elettrica; riducendo lo shock meccanico nelle situazioni di avvio e arresto.

Energia: risparmio di energia elettrica rispetto ai tradizionali metodi di controllo del processo. Ad esempio, nelle applicazioni con pompe e ventilatori, il risparmio energetico è generalmente del 20-50%.

Nelle applicazioni di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria (HVAC) i processi principali sono legati al riscaldamento, raffreddamento, essiccazione e circolazione dell'aria. I processi di supporto sono per lo più legati all'estrazione del calore in eccesso dall'edificio o alla fornitura di energia termica aggiuntiva all'edificio.

La maggior parte delle applicazioni HVAC in cui vengono utilizzati gli azionamenti in ca sono ventilatori, pompe e compressori.

Ventilatori e pompe: l'utilizzo di un convertitore di frequenza per controllare l'uscita della ventola o della pompa anziché utilizzare serrande, palette, valvole o controllo on/off comporta un notevole risparmio energetico, se l'uscita richiesta è inferiore a quella nominale per la maggior parte del tempo.

L'azionamento CA controlla la velocità della pompa e della ventola modificando l'energia elettrica fornita anziché smorzando il flusso di aria o acqua. È come ridurre la velocità di un’auto premendo meno sull’acceleratore invece di usare il freno per rallentare. Il tempo di recupero dell'investimento in un convertitore di frequenza è in genere di un anno o meno.

Altri vantaggi derivanti dall'utilizzo dell'azionamento in CA per controllare la velocità della ventola o della pompa sono: