Il convertitore di frequenza è un meccanismo utilizzato per regolare la velocità di rotazione dei motori. Qual è il principio dell'inverter e quali sono le sue possibili applicazioni? I convertitori di frequenza e gli inverter sono lo stesso dispositivo? Quanto costa un inverter monofase o trifase di buona qualità? Di seguito, risponderemo alle domande più importanti.
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Inverter contro convertitore di frequenza
Che cos'è un inverter?
In teoria, un inverter è un dispositivo progettato per convertire la corrente continua in corrente alternata con una frequenza di uscita regolabile. Questi saranno, ad esempio, vari tipi di convertitori per auto.
Il termine inverter è usato in modo intercambiabile con l'inverter. È così comune che gli stessi produttori utilizzino questa nomenclatura come alternativa. Tuttavia, l'inverter è in realtà solo un componente dell'inverter. Se sei interessato agli impianti elettrici, controlla anche articoli sull'installazione elettrica raccolti qui.
Che cos'è un convertitore di frequenza?
I convertitori di frequenza convertono la tensione CA da una rete a frequenza fissa in tensione CC. Si tratta di un passaggio per consentire la regolazione della velocità di rotazione dei motori elettrici. La tensione costante ottenuta dall'inverter consente la generazione di una tensione a frequenza regolata. Questo a sua volta fornisce il controllo della coppia del motore.
Osservando lo schema del dispositivo, noterai che un tipico convertitore di frequenza è costituito da diversi elementi chiave. Questi saranno un inverter, un raddrizzatore, un sistema di controllo, un sistema di alimentazione, un circuito intermedio e un sistema di supervisione.
Come possiamo vedere, l'inverter e il convertitore di frequenza sono due dispositivi diversi. Tuttavia, la terminologia generalmente accettata è così diffusa che i due nomi sono usati in modo intercambiabile. Useremo anche la stessa nomenclatura in questo articolo. Ogni volta che usiamo il termine inverter, significa convertitore di frequenza. Se sei interessato a questo argomento, leggi anche l'articolo sui costi di posa degli impianti elettrici.
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Il principio di funzionamento e le possibilità di utilizzo degli inverter
Il principio di funzionamento dell'inverter
A cosa servono i convertitori di frequenza? Per conoscere il principio di funzionamento dell'inverter, dobbiamo prima determinare le specifiche del funzionamento dei motori elettrici. Il motore collegato alla rete elettrica domestica funzionerà al numero di giri al minuto specificato. In alcune situazioni, accade che abbiamo bisogno del controllo della velocità. Il motore dovrebbe funzionare più velocemente o più lentamente (un buon esempio è il motore che aziona il cestello della lavatrice).
Il principio di funzionamento semplificato sembra abbastanza semplice. Il motore alimentato dalla rete riceve una corrente di 50 Hz. Se vogliamo cambiare la velocità di rotazione del dispositivo, dobbiamo ridurre la frequenza della corrente. I convertitori di frequenza convertono la tensione CA da una rete a frequenza fissa in tensione CC con una frequenza regolabile. Nel nostro caso questa regolazione va da 0 a 50 Hz. Alcuni convertitori di frequenza saranno in grado di aumentare il parametro a 87 Hz.
Riducendo la frequenza si ridurrà la velocità di rotazione del motore elettrico. L'aumento della frequenza funzionerà allo stesso modo, aumentando la velocità di rotazione del motore. La possibilità di regolare la velocità del motore ne aumenta l'utilizzo. Vale la pena aggiungere che la frequenza di 87 Hz fa girare il motore più velocemente, mentre la velocità di coppia inizia a diminuire. Controlla anche in questo articolo, com'è lo schema elettrico?.
Dove sono adatti i convertitori di frequenza?
La domanda può essere risolta molto brevemente. I convertitori di frequenza si dimostrano validi ovunque sia necessario regolare la velocità di rotazione e la coppia del motore. Il design avanzato del convertitore di frequenza ne consente l'utilizzo in molti settori. Alcuni modelli sono utilizzati anche nell'uso domestico.
Il convertitore di frequenza CA è comunemente usato nei motori di pompe e compressori. L'inverter si trova anche nei ventilatori domestici più avanzati. Inoltre, i convertitori di frequenza sono talvolta utilizzati anche nei sistemi di automazione per porte da garage e cancelli di recinzione. Le possibilità di applicazione in casa e all'aperto sono molteplici.
Vale anche la pena aggiungere che i convertitori di frequenza sono stati utilizzati nelle aziende manifatturiere. Lì, sono un elemento importante della trasmissione di nastri, alimentatori e trasportatori. Un ampio convertitore di frequenza fornisce il pieno controllo della regolazione della velocità e della coppia. Pertanto, sarà anche un importante elemento di equipaggiamento per i motori che azionano vari tipi di macchine di produzione. Se sei interessato a questo argomento, leggi anche questo articolo sull'interruttore magnetotermico.
Quanto pagheremo per il convertitore?
Il prezzo degli inverter varia notevolmente. Tutto dipende dai parametri operativi del dispositivo, dal metodo di controllo e dal grado di avanzamento. Acquistiamo semplici convertitori di frequenza per diverse centinaia di zloty. Tuttavia, i modelli più recenti e avanzati costeranno diverse migliaia di zloty.
Quando si sceglie un convertitore di frequenza, vale la pena prestare particolare attenzione alla qualità della lavorazione. Solo dispositivi di buona qualità garantiscono un'elevata precisione del controllo della velocità del motore. Il convertitore di frequenza di marca avrà anche un lungo periodo di garanzia.
Quando si sfogliano le offerte di vendita, prestiamo attenzione ad ABB, Siemens e Lenze. Questi sono i principali produttori di inverter, i cui dispositivi sono apprezzati dai professionisti.
Scelta e montaggio corretti del convertitore di frequenza
Parametri di installazione
Quando si sceglie un convertitore di frequenza CA, vale la pena considerare diversi importanti parametri di prestazione. Sarà, ad esempio, la frequenza minima e massima. Questi sono i valori che definiscono i limiti della frequenza di uscita del convertitore, che dovrebbero essere selezionati in base alla specificità del motore elettrico.
Un parametro importante sarà anche l'adeguamento del dispositivo ai parametri nominali del motore. Possiamo scoprirli guardando lo schema o la targhetta del dispositivo. I valori più importanti sono la velocità del motore, la corrente nominale, la frequenza nominale e la tensione nominale.
Quando si selezionano convertitori di frequenza diretti, prestiamo particolare attenzione alla selezione della potenza nominale. Il convertitore di frequenza deve avere la stessa potenza nominale del motore elettrico ad esso collegato. La situazione si complica quando si intende collegare più motori ad un unico convertitore. In questa situazione, sfogliamo lo schema o la targhetta di tutti i motori, trovando le marcature della potenza nominale. Quindi sommiamo il risultato e aggiungiamo circa il 20 percento di riserva. In questo modo otteniamo la potenza nominale che dovrebbe avere il nostro convertitore di frequenza.
Prima di iniziare il montaggio, analizziamo lo schema di collegamento dei convertitori ad una specifica tipologia di motore. Gli avvolgimenti del convertitore di frequenza sono collegati nel cosiddetto triangolo o asterisco. Sarà inoltre molto importante introdurre al convertitore i parametri di funzionamento del motore. Tutti i parametri di funzionamento del motore sono riportati sulla targa dati.
Selezioniamo convertitori di frequenza - il metodo di alimentazione del convertitore di frequenza
Il convertitore di frequenza deve essere adattato alla specificità del motore. Possiamo trovare molti tipi di questi dispositivi nelle offerte di vendita. Pertanto, di seguito faremo alcune importanti divisioni che determineranno la selezione del convertitore appropriato. Uno dei criteri più importanti per la divisione è il metodo di fornitura. Il convertitore di frequenza può essere alimentato da condensatori o direttamente dalla corrente nell'impianto elettrico.
I convertitori di frequenza in corrente continua sono dotati di un'induttanza, che garantisce il corretto funzionamento del dispositivo. I cosiddetti convertitori di tensione, che sono alimentati da banchi di condensatori di grande capacità, sono leggermente meno popolari.
Quando si sceglie il metodo di alimentazione per l'inverter, è necessario prestare attenzione anche al numero di fasi dell'installazione. Le offerte di vendita comprendono convertitori di frequenza trifase e convertitori monofase.
Il convertitore di frequenza trifase è adatto per installazioni trifase. Il diagramma schematico del dispositivo mostra tre fasi in ingresso e tre fasi in uscita (ad es. 3 x 230 V). La costruzione di un convertitore di frequenza monofase è leggermente diversa. Un convertitore monofase ha una fase di ingresso e tre fasi di uscita. Se vuoi conoscere le specifiche esatte dell'operazione, dovresti conoscere il diagramma del dispositivo.
Il metodo di controllo dei convertitori di frequenza
Il metodo di controllo è un altro parametro importante da considerare quando si seleziona un convertitore di frequenza. Gli inverter disponibili nelle offerte di vendita possono avere il controllo vettoriale (convertitori di frequenza vettoriali) e il controllo scalare (convertitori di frequenza scalari).
Il convertitore di frequenza scalare funziona in un azionamento variabile. Il design scalare del convertitore di frequenza consente al motore di ricevere la minor quantità di energia elettrica possibile, il che non abbasserà il valore di uscita al di sotto del valore impostato. I convertitori di frequenza scalari si trovano, ad esempio, nelle pompe.
La seconda soluzione è un convertitore di frequenza vettoriale. A differenza del suo predecessore, funziona con unità permanenti. Trova possibilità applicative versatili. Il design vettoriale del convertitore di frequenza garantisce un'elevata efficienza del controllo della velocità e della coppia.
