Ventilatore con inverter oltre i 50hz

[drake82]

Buonasera a tutti, scusate la domanda banale ma ho dubbio. Ho un ventilatore con motore da 11kw che viene pilotato da un inverter.

Se provo a superare i 50hz cosa succede? 

La coppia dovrebbe diminuire con la corrente perché si è in potenza costante, ma avendo meno coppia non sono sicuro che il ventilatore giri a 60hz perché non è detto che effettivamente riesce a far girare il ventilatore a quella frequenza.

Giusto oppure ho detto una cavolata??

Scusate ancora per la banalità della domanda 

Grazie a tutti

[Livio Orsini]

Devi verificare sul diagramma copia velocità del ventilatore

Il motore a60 Hz perde il 20% della coppia; conosci la coppia nominale quindi puoi sapere se è in grado di azionare il ventilatore 

 

 

[Marco Fornaciari]

Un ventilatore, o una pompa centrifuga, sono a copia quadratica rispetto al numero di giri, pertanto se aumenti la frequenza di alimentazione aumenta la corrente richiesta.

Se hai bisogno di superae i 50 Hz per aumentare la portata, se inverter, motore e ventola, lo consentono, puoi impostare come dati di targa del motore quelli a 60 Hz: io faccio così. Non è tanto ma quasi sempre basta.

 

Nota sugli inverter.

Se per pompe e ventilatori si usano inverter standard è bene limitare frequenza e corrente massime per non superare i valori di targa del motore. Se si usano inverter specifici, questi hanno questi limiti per defaut allineati a quelli del motore abbinato.

Modificato: 26 giugno 2019 da Marco Fornaciari

[drake82]

Ok grazie per le risposte 

[Semplice 1]

Ciao drake82

 

Stando sulla linea già tracciata da Marco Fornaciari  !

 

Per darti una idea numerica della Potenza che richiederà il tuo ventilatore qualora tu fossi in grado di portarlo ai giri corrispondenti alla frequenza di 60 Hz  e supponendo che ora ai 50 Hz vengano utilizzati tutti gli 11 kW di targa del motore :

 

11 kW x 60² Hz / 50² Hz = 15,84 kW

 

Ora tu dovresti vedere quanta è la Potenza Reale assorbita attualmente a 50 Hz , e poi magari rifare il calcoletto mettendo la Potenza Reale al posto degli 11 kW del mio esempio.

 

Comunque l'aumento di Potenza pecentuale  rispetto a quella attuale sarà sempre dato da (60² / 50²) - 1 = + 44%.

Non credo che il tuo Inverter possa avere un tale margine di potenza in sovrappiù, però chissà........

 

Non si sa nulla del motivo che ti porta a voler aumentare i giri del ventilatore (forse vuoi una maggiore portata d'aria).

 

Comunque tieni presente che la quantità d'aria aumenta in rapporto diretto al n° dei giri (e la Pressione con il quadrato del n° dei giri).

Nel tuo caso se a 50 Hz hai un volume d'aria "100" ai 60 Hz ne avrai 100 x (60/50) = "120"

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Comunque tutto quanto detto serve solo per tracciare un quadro generale della situazione ma, in pratica, serve a poco o nulla in quanto il tuo Motore attuale (11 kW) se pretendi (e magari ci riesci perché l'inverter è molto sovradimensionato) di farlo lavorare a maggiori giri, con maggiore sviluppo di Potenza  (e pure con maggiore Coppia) si brucerà sicuramente in quattro e quattr'otto.

 

Vedi quanto già detto da Livio Orsini , anche se in altri termini che forse non risultano così espliciti.

[drake82]

Buongiorno e grazie. 

Quindi io posso aumentare i giri al mio motore solo se la coppia generata a 60hz e sufficiente a far girare il ventilatore a quella velocità ( valore che prenderò dalla curva coppia velocita del ventilatore). 

Domanda per capire meglio.

Se tra motore e ventilatore ci fosse un riduttore il discorso cambierebbe??

Con il riduttore si ha più coppia quindi i calcoli di sopra non sarebbero così veloci, giusto??

 

[Marco Fornaciari]

La presenza di una riduzione non cambia nulla per il motore.

 

Un motore che ha sulla targa riporta i dati a 50 e 60 Hz, ovviamente non brucia se fatto andare con un inverter a 60 Hz, ma bisogna tassativamente inserire nell'inverter i dati a 60 Hz; va da se che l'inverter deve acconsentire la manovra, quindi anche lì vedere i dati di targa.

Poi bisogna stare attenti perchè la machina è a copia quadratica, e nel caso dei ventilatori/aspiratori, non è detto che la portata e la pressione aumentino del desiderato, alla fine che mette l'ultima parola sono le sezioni dei passaggi e le curve presenti.

Ripeto è un modo che a volte uso, ma solo se sulla targa del motore ci sono i dati a 60 Hz, diversamente chiamo chi ha calcolato la macchina e gli passo la patata.

Modificato: 27 giugno 2019 da Marco Fornaciari

[Livio Orsini]

13 ore fa, Marco Fornaciari scrisse:

Se hai bisogno di superae i 50 Hz per aumentare la portata, se inverter, motore e ventola, lo consentono, puoi impostare come dati di targa del motore quelli a 60 Hz: io faccio così

 

Dire bugie all'inverter serve a poco, anzi a nulla, se la tensione rimane a 400V. Il motore sarà comunque deflussato perchè è sotto alimentato. Se il motore è deflussato la coppia è inferiore al valroe di coppia nominale. Di quanto? Di una qantità proporzionale alla diminuita tensione di alimentazione.

 

Questo "trucco" si fa collegando il motore a "D" se è un motore 220V / 400V e parametrizzando l'inverter per 87Hz a 400V. In questo caso si riesce ad ottenere la coppia nominale si a 87Hz circa.

ATTENZIONE!

In questo modo il motore potrebbe arrivare a dissipare una potenza pari a 1.73 volte la potenza nominale, quindi il "trucco" serve se si va oltre i limiti di targa per periodi molto breve e con tempi di ripetizione proporzionali, in modo da dissipare sempre la potenza termica di targa.

 

6 ore fa, Semplice 1 scrisse:

 

Per darti una idea numerica della Potenza che richiederà il tuo ventilatore qualora tu fossi in grado di portarlo ai giri corrispondenti alla frequenza di 60 Hz  e supponendo che ora ai 50 Hz vengano utilizzati tutti gli 11 kW di targa del motore :

 

11 kW x 60² Hz / 50² Hz = 15,84 kW

 

 

Secondo le leggi della meccanica classica, la potenza meccanica di un motore è data dalla formula

 

         W = Cm * w   ===> dove Cm è la coppia espressa in Nm e w è la velocità angolare espressa in radianti secondo, ovvero in rpm/60.

Essendo la velocità del motore asincrono direttamente proporzionale alla frequenza e inversamente proporzionale al numero di poli, se il numero di poli è costante la velocità è funzione diretta della frequenza.

 

Facciamo un esempio pratico per un motore a 2 poli

      11kW = (Cm * 2860 rpm) / 60 ==> 230.77 Nm.

Se si passa a 60Hz la velocità sale del 20% ovvero, senza tener conto della variazione di scorrimento, si hanno 3432 rpm.

Se la coppia rimanesse costante la potenza erogata dal motore sarebbe pari a 3432 * 230.77 / 60 ==> 13.2 kW,  cioè esattamente il 20% in più!!

 

Questo se il motore lavorasse in regime di coppia costante.

Ma ad un aumento di potenza meccanica erogata corrisponde un pari aumento, se consideramo cosphi e rendimento come costanti, della potenza elettrica assorbita. Quindi il motore assorbirebbe una potenza elettrica maggiore del 20% della potenza nominale, il che comporterebbe un incremento della temperatura tale da causare danni irreversibili agli avvolgimenti.

 

Se la tensione di alimentazione del motore non supera la potenza di targa, all'aumento della velocità si avrà una corrispondente riduzione della coppia erogata, quindi la potenza assorbita e la potenza generata rimarranno costanti.

Questo almeno secondo le leggi dell'elettronecnica in vigore sino ad oggi.

 

48 minuti fa, drake82 scrisse:

Se tra motore e ventilatore ci fosse un riduttore il discorso cambierebbe??

Con il riduttore si ha più coppia quindi i calcoli di sopra non sarebbero così veloci, giusto??

 

Come sempre pasti gratis non se ne trovano.

Se inserisci un riduttore di velocità avrai un aumento proporzionale della coppia, ridotto però dalle perdite del riduttore, quindi in sotanza la potenza all'albero lento sarà inferiore a quella in ingresso sull'ìalbero veloce.

 

Se vuoi aumentare la portata del ventilatore aumentandone la velocità devi fare quello che ti ho suggerito da subito.

Verifica la coppia assorbita dal ventilatore a quella velocità, quindi verifica se il motore è in grado di erogare quel valore di coppia a quella velocità.

 

[drake82]

Livio buongiorno farò come hai detto al 100%. Un ultima cosa. Se dal grafico coppia velocita del ventilatore riscontro che a 60 Hz il motore ha coppia sufficiente devo avere qualche accorgimento oppure posso stare tranquillo a impostare la velocità massima a 60hz??

 

Modificato: 27 giugno 2019 da drake82

[Semplice 1]

Ciao drake82 e tutti gli altri

 

Devo chiedere scusa per l'errore e rettificare (ieri forse faceva troppo caldo e poi era anche una certa ora di notte....)

Mi è andata bene che nessuno se ne è accorto e così (forse) eviterò di essere scudisciato a sangue !

 

7 ore fa, Semplice 1 scrisse:

Per darti una idea numerica della Potenza che richiederà il tuo ventilatore qualora tu fossi in grado di portarlo ai giri corrispondenti alla frequenza di 60 Hz  e supponendo che ora ai 50 Hz vengano utilizzati tutti gli 11 kW di targa del motore :

 

11 kW x 60² Hz / 50² Hz = 15,84 kW

 

Ora tu dovresti vedere quanta è la Potenza Reale assorbita attualmente a 50 Hz , e poi magari rifare il calcoletto mettendo la Potenza Reale al posto degli 11 kW del mio esempio.

 

Comunque l'aumento di Potenza pecentuale  rispetto a quella attuale sarà sempre dato da (60² / 50²) - 1 = + 44%.

Non credo che il tuo Inverter possa avere un tale margine di potenza in sovrappiù, però chissà........

 

 

Il tutto corretto (la Potenza aumenta con il CUBO DEL RAPPORTO TRA I GIRI).

 

8 ore fa, Semplice 1 scrisse:

Per darti una idea numerica della Potenza che richiederà il tuo ventilatore qualora tu fossi in grado di portarlo ai giri corrispondenti alla frequenza di 60 Hz  e supponendo che ora ai 50 Hz vengano utilizzati tutti gli 11 kW di targa del motore :

 

11 kW x 60³ Hz / 50³ Hz = 19,00 kW

 

Ora tu dovresti vedere quanta è la Potenza Reale assorbita attualmente a 50 Hz , e poi magari rifare il calcoletto mettendo la Potenza Reale al posto degli 11 kW del mio esempio.

 

Comunque l'aumento di Potenza pecentuale  rispetto a quella attuale sarà sempre dato da (60³ / 50³) - 1 = + 72,8%.

Non credo che il tuo Inverter possa avere un tale margine di potenza in sovrappiù, però chissà..

 

Dunque non ci sono trucchi di nessun tipo che si possano attuare validamente.

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Il sicurissimo "punto debole" è il Motore Elettrico.

 

I nostri Motori Europei, quando portano i dati di funzionamento a 60 Hz e di solito per Tensioni Americane(440-460-480 V) riportano sempre la Stessa Potenza che viene data per il funzionamento ai nostri classici 400 V - 50 Hz.

Ciò vuole dire che aumentando la Frequenza (i giri effettivi del motore) la Coppia diminuisce in proporzione inversa all'aumento dei giri.

 

In pratica i motori sono "plafonati" ad una certa Potenza Massima in funzione della dimensione meccanica del loro "corpo". Con una certa grandezza di "corpo meccanico" i motori (che siano a 2 o a 4 o a 6 Poli) hanno poca variazione di "Potenza Erogabile".

 

Da un catalogo qualsiasi e per il tuo Motore da 11 kW che dovrebbe essere di grandezza 160 M : 2 poli = 11 kw ; 4 poli = 11 kW , 6 poli (ma grandezza 160 L - corpo lungo) = 11 kW.

 

Dell'inverter non si sa nulla di preciso (dati) ma dubito che possa dare molto di più di adesso

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Forse, se sei fortunato e se si fanno i conti del farmacista potrai aumentare i giri tanto quanto te lo permettono 2 o 3 Hz in più degli attuali 50 hz che stai usando.

[Livio Orsini]

3 ore fa, drake82 scrisse:

Se dal grafico coppia velocita del ventilatore riscontro che a 60 Hz il motore ha coppia sufficiente devo avere qualche accorgimento oppure posso stare tranquillo a impostare la velocità massima a 60hz??

 

Nel caso di un moto ventilatore si lavora solitamente con l'inverter in modalità scalare, quindi si devono fissare i 2 punti che individuano la retta V/f.

Facciamo un esempio numerico che chiarisce meglio.

Imposti ad esempio come primo punto 40 V e 5 Hz, come secondo punto 400 V e 50 Hz.

Con questi dati l'inverter aumenterà la tensione in modo linerare partendo da 40V a 5Hz sino a 400V a 50Hz; sotto i 5Hz la tensione rimarrà fissa a 40V, mentre la tensione non potrà comunque crescere oltre i 400V.

Portando la fequenza a 60Hz per l'inverter non ci saranno problemi, ovviamente il limite di freqeunza dovrà essere => 60Hz. Può essere che illimite di frequenza del tuo inverter sia gà predisposto per una frequenza >= 60Hz, comunque è sempre meglio che illimite massimo di frequenza sia di pochissimo superiore alla massima frequenza operativa, specialmente se usi un riferimento analogico.

 

Ti riporto un link di una nota tecnica di un produttore di ventilatori/aspiratori, nota tecnica che potrà aiutarti, se lo desideri, nel dimensionamento; è molto pratica e, a parer mio, molto ben fatta.

[drake82]

Vedo subito. Grazie a tutti