Forma d'onda Inverter

[bit]

Vorrei aprire una discussione sul funzionamento degli inverter dal punto di vista elettronico (e non solo dell'istallazione). Se una discussione simile è già stata aperta vi prego di scusarmi e di segnalarmela.

Premetto che non ho esperienza di inverter, ne conosco solamente il funzionamento di principio studiato sui libri e qualche dettaglio costruttivo spulciato sui manuali e osservando come sono costruiti.

Avrei una curiosità: Con che forma d'onda viene pilotato un motore trifase da un inverter? Ne esistono di diversi tipi?

Teoricamente dovrebbe essere sinusoidale, viene generata con la tecnica PWM e filtrata? Oppure è l'induttanza del motore a fare da filtro?

Che frequenza devono avere gli impulsi PWM?

Ho trovato anche (ma probabilmente è solo uno schema di principio) una spiegazione secondo la quale l'inverter fornisce tre onde quadre al motore. Funzionerebbe, o darebbe solo problemi?

[Mario Maggi]

Caro bit,

all'inizio gli inverter erano a onda quadra di tensione.

Qualcuno li ha realizzati anche a gradini quadrati, ma non si sono imposti sul mercato.

Poi sono comparsi i sinusoidali. Qui da dove ti scrivo ora sono stati realizzati il primo Berges sinusoidale, il primo Regatron sinusoidale, il primo Ansaldo sinusoidale, il primo Controls sinusoidale, nel 1981 a 220 V, e l'anno successivo anche il primo a 380 V anche per la Silectron.

Questi "sinusoidali" - come la quasi totalita' degfli inverter in commercio - sfruttano l'induttanza del motore per "spianare" la tensione a blocchi per ottenere corrente quasi-sinusoidale.

Esiste poi una tecnica denominata NFO (Natural Field Orientation) che non sfrutta l'induttanza del motore, e che permette di usare cavi non schermati verso il motore.

Frequenza degli impulsi PWM o VVC o DTC o NFO o altre : visti da 400 Hz su centinaia di kW a 40 kHz su applicazioni speciali

Ciao

Mario

[bit]

Beh, grazie! Comincio a capire qualcosa.... Faccio ancora qualche domandina, per capire meglio (sono curioso).

Dunque, gli inverter a onda quadra non vengono usati, ma solo per un fatto commerciale? Quindi funzionerebbero? O le notevoli armoniche superiori (la 5a e la 7a soprattutto, quelle multiple di tre non possono esserci) creano problemi al motore?

In questo tipo di inverter come si abbassa la tensione quando il motore viene alimentato con frequenze minori di 50 hz? La tensione deve essere proporzionale alla frequenza no?

Quelli sinusoidali quindi sfruttano la modulazione PWM degli impulsi. Quelle altre sigle che hai citato a cosa si riferiscono?

Fino a che frequenza lavorano i motori? Bastano 400 hz (frequenza di impulsi) per generare una buona sinusoide anche alle frequenze più alte?

Grazie delle consulenze!

[Gabriele Corrieri]

Ciao Mario,

come funziona la NFO?

Sempre sul tema inverter: da noi si usa sempre mettere la resistenza di frenatura (con modulo apposito), io volevo fare alcune prove utilizzando un azionamento DC 4Q tradizionale, in ricordo di un articolo di AO di qualche anno fa, a cura di Eurotherm Drives, dove in una cartiera avevano alimentato un bel po' di inverter con un 598 (Mario sa di cosa sto parlando), senza altri aggeggi (autotrafi & altro che mi ha detto qualcuno come indispensabili per rigenerare), almeno così appariva dall'articolo. Ovviamente un bel filtro prima del 598 ci dev'essere ...

Ciao

[Mario Maggi]

Ora non ho tempo di riscpondere come vorrei ...

A presto

Mario

[bit]

Beh, grazie lo stesso. Rispondi pure con calma!! Ciao!!

[Mario Maggi]

Caro bit e Gabriele, vado veloce.

Di inverter a onda quadra per motori asincroni ne ho prodotti circa 10.000 pezzi anni fa. Non c'era niente di meglio, allora (anni 70). Creavano molte armoniche con conseguatnti problemi al motore. Ricordo che le armoniche 5a, 11a, 17a ecc. (n6-1) generano coppie frenanti ma fanno assorbire corrente attiva.

Per ridurre la tensione si modula in PWM l'onda quadra, con una modulazione lineare e non sinusoidale.

Poi si e' passati all'onda di corrente sinusoidale, o alla sinusoidale con terza armonica aggiunta appositamente.

Altre sigle: DTC = Direct Torque Control, tecnologia proprietaria di ABB.

VVC = Voltage Vector Control, un sistema di controllo vettoriale della tensione.

NFO = Natural Field Orientation, una teoria del Prof.Leonhard ora applicata a inverter con brandname prestigioso. Quando saro' autorizzato, mettero' a disposizione dei documenti tecnici su questa teoria.

I motori (speciali) possono lavorare anche a 3000 Hz. La mia esperienza diretta arriva a 1200 Hz.

Con 400 Hz come frequenza di impulsi la sinusoide non e' bella, ma se usi GTO anziche' IGBT non puoi salire molto in frequenza di commutazione.

Ciao

Mario

[bit]

Grazie!! Non ti voglio disturbare oltre. Sai però se esistono dei volumi per imparare un po' questo tipo di elettronica? Mi incuriosisce ma non ho occasione di vederla in pratica e devo fare l'autodidatta.

Sui volumi di scuola al massimo trovo qualche accenno, con circuiti teorici che non funzioneranno mai. Ciao!

[Mario Maggi]

Caro bit,

i libri hanno il difetto di essere sempre un po' indietro. Su nessun libro ho visto parlare di NFO. Ci sono libri specializzati che costano 200 euro, mah!

Se te la cavi bene con l'inglese, il web e' una miniera, gratuita.

Nella sezione LINK di PLCforum ci sono gia' alcuni punti di partenza es.: (drivesmag , motioncontrol )

Ciao

Mario

[bit]

Grazie delle segnalazioni. Mi metto a cercare. Ciao!

[r_raffaele]

prova su rainettunosat2, verso fine mese ci sono 4 lezioni sull'inverter trifase, le trasmettono dalle 02.30 alle 03.15

buona visione