In qualità di fornitore di azionamenti a frequenza variabile (VFD) da 15KW, ricevo spesso richieste sui dettagli tecnici dei nostri prodotti, in particolare per quanto riguarda la protezione da sottotensione. In questo post del blog, approfondirò come funziona la protezione da sottotensione su un VFD da 15KW.
Comprendere le basi di un VFD da 15KW
Prima di discutere della protezione da sottotensione, è essenziale capire cos'è un VFD da 15KW. Un azionamento a frequenza variabile è un dispositivo elettronico che controlla la velocità di un motore CA variando la frequenza e la tensione fornita al motore. Un VFD da 15KW è progettato per gestire motori con una potenza nominale fino a 15 kilowatt, rendendolo adatto per un'ampia gamma di applicazioni industriali e commerciali come nastri trasportatori, pompe e ventilatori.
I componenti principali di un VFD includono il raddrizzatore, il bus CC e l'inverter. Il raddrizzatore converte la potenza CA in ingresso in potenza CC, che viene immagazzinata sul bus CC. L'inverter riconverte quindi la potenza CC in potenza CA con frequenza e tensione variabili per controllare la velocità del motore.
L'importanza della protezione da sottotensione
Condizioni di sottotensione possono verificarsi per vari motivi, come fluttuazioni della rete elettrica, cavi lunghi o sovraccarico del sistema elettrico. Quando la tensione di ingresso al VFD scende al di sotto di un certo livello, può avere diversi impatti negativi sul VFD e sul motore collegato.
Innanzitutto, la bassa tensione può far sì che il VFD assorba una corrente eccessiva per mantenere la stessa potenza in uscita. Questo aumento di corrente può portare al surriscaldamento dei componenti VFD, danneggiando potenzialmente i dispositivi a semiconduttore e riducendo la durata dell'unità. In secondo luogo, una tensione inadeguata può causare un funzionamento irregolare del motore, producendo una coppia inferiore e aumentando il rischio di stallo. In alcuni casi, un motore in stallo può assorbire ancora più corrente, aggravando ulteriormente il problema.
La protezione da sottotensione è fondamentale per prevenire questi problemi. Garantisce il funzionamento affidabile del VFD e del motore collegato, riduce il rischio di danni alle apparecchiature e minimizza i tempi di fermo.
Come funziona la protezione da sottotensione su un VFD da 15KW
- Rilevamento della tensione
Il sistema di protezione da sottotensione in un VFD da 15KW inizia con il rilevamento della tensione. I sensori sono posizionati all'ingresso del VFD per monitorare continuamente la tensione CA in ingresso. Questi sensori sono generalmente progettati per misurare il valore RMS (Root Mean Square) della tensione, che fornisce una rappresentazione accurata del livello di tensione effettivo.
I sensori di tensione inviano i segnali di tensione misurata alla scheda di controllo del VFD. La scheda di controllo è dotata di un microcontrollore che elabora questi segnali e confronta la tensione misurata con un valore di soglia preimpostato. Questa soglia è solitamente regolabile e consente agli utenti di impostare il livello di protezione da sottotensione in base ai requisiti specifici dell'applicazione.
- Confronto delle soglie e processo decisionale
Una volta che il microcontrollore riceve i segnali di tensione dai sensori, confronta la tensione misurata con la soglia preimpostata. Se la tensione misurata è superiore alla soglia, il VFD funziona normalmente e il motore funziona alla velocità impostata.
Tuttavia, se la tensione misurata scende al di sotto della soglia, il microcontrollore rileva una condizione di sottotensione. A questo punto, il sistema di controllo del VFD avvia una serie di azioni per proteggere l'azionamento e il motore.
- Risposta alle condizioni di sottotensione
- Attivazione dell'allarme: Quando viene rilevata una condizione di sottotensione, il VFD attiva innanzitutto un allarme. Questo allarme può assumere la forma di un indicatore visivo sul display del VFD o di un segnale acustico. L'allarme avvisa l'operatore o il personale di manutenzione della presenza di un problema con la tensione di ingresso, consentendo loro di intraprendere le azioni appropriate.
- Riduzione della potenza del motore: Per evitare che il VFD assorba corrente eccessiva e si surriscaldi, il sistema di controllo potrebbe ridurre la potenza di uscita del motore. Lo fa diminuendo la frequenza e la tensione fornita al motore. Questa riduzione della potenza in uscita aiuta a mantenere l'equilibrio tra la tensione in ingresso disponibile e i requisiti di potenza del motore.
- Fermare: In condizioni di sottotensione grave, dove la tensione scende significativamente al di sotto della soglia per un periodo prolungato, il VFD potrebbe spegnersi completamente. Questa è una misura di ultima istanza per proteggere l'azionamento e il motore da eventuali danni. Quando il VFD si spegne, smette di fornire energia al motore e il motore si ferma. Il VFD rimarrà nello stato di spegnimento finché la tensione di ingresso non tornerà a un livello accettabile, a quel punto potrà essere riavviato manualmente.
Fattori che influenzano le prestazioni della protezione da sottotensione
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Impostazione della soglia
La precisione della protezione da sottotensione dipende in gran parte dalla corretta impostazione della tensione di soglia. Se la soglia è impostata su un livello troppo alto, il VFD potrebbe spegnersi prematuramente a causa di lievi fluttuazioni di tensione, causando inutili tempi di inattività. D'altro canto, se la soglia è impostata su un valore troppo basso, il VFD e il motore potrebbero essere esposti a condizioni di sottotensione potenzialmente dannose per un periodo prolungato. -
Tempo di risposta
Anche il tempo di risposta del sistema di protezione da sottotensione è cruciale. Un tempo di risposta rapido consente al VFD di rilevare e rispondere rapidamente alle condizioni di sottotensione, riducendo al minimo il rischio di danni. Tuttavia, se il tempo di risposta è troppo breve, il VFD potrebbe essere eccessivamente sensibile ai buchi temporanei di tensione, provocando falsi allarmi e spegnimenti non necessari.
Prodotti e applicazioni correlati
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Conclusione
La protezione da sottotensione è una caratteristica vitale di un VFD da 15KW, garantendo il funzionamento affidabile e sicuro dell'azionamento e del motore collegato. Monitorando continuamente la tensione di ingresso, confrontandola con una soglia preimpostata e adottando le azioni appropriate in caso di condizioni di sottotensione, il VFD può prevenire danni ai suoi componenti ed evitare costosi tempi di inattività.
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Riferimenti
- "Azionamenti a frequenza variabile: principi, funzionamento e risoluzione dei problemi" di Mohan Nedungadi
- "Manuale dell'elettronica di potenza" di Muhammad H. Rashid