Perché il motore ha bisogno di EnergySaver?
L'articolo discute le capacità dell'ottimizzatore del controller di tipo «EnergySaver» per il controllo di motori asincroni.
Nell'industria, circa il 60% di tutta l'elettricità viene consumata da motori di vario tipo, di cui quelli asincroni rappresentano oltre il 90%. Rispetto ad altri tipi, i motori asincroni hanno un design relativamente semplice, basso costo, facilità d'uso, alta efficienza e affidabilità.
Ma nella tecnologia raramente qualcosa viene dato gratuitamente (ma anche nella vita). Il problema principale dei motori asincroni è l'incapacità di far corrispondere la coppia meccanica dell'albero motore con il carico meccanico, sia durante l'avviamento che durante il funzionamento. All'accensione, il motore rileva la velocità di funzionamento in una frazione di secondo, mentre il momento meccanico è 1,5-2 volte superiore al valore nominale e la corrente è 6-8 volte. Grandi correnti di spunto caricano le reti e, cosa più importante, riducono significativamente la durata del motore.
Un altro problema è legato alla modalità di funzionamento.Scegliendo la potenza del motore dalle condizioni di avviamento dei meccanismi, nella modalità nominale funziona sotto carico, ad es. con bassa coppia dell'albero. I meccanismi spesso operano in modalità ciclica, con bassi fattori di carico (LO). In questo caso, il motore di solito gira al minimo per la maggior parte del tempo. In questo caso, l'energia elettrica viene spesa in modo inefficiente.
Il primo dei problemi descritti è stato risolto con l'aiuto dell'avviamento dei reostati e con lo sviluppo della tecnologia dei semiconduttori: circuiti soft-start a semiconduttore. Questi mezzi tecnici consentono di avviare il motore in condizioni di avviamento difficili, ma cosa fare con il carico variabile sull'albero in modalità operativa? Inoltre, il processo di arresto del motore non deve essere trascurato: l'energia immagazzinata nello statore viene "scaricata" sotto forma di un impulso ad alta tensione, che danneggia l'isolamento dell'avvolgimento e l'apparecchiatura di commutazione.
L'emergenza convertitori di frequenza, che permette di variare il regime del motore in un ampio range, sembra aver completamente eliminato tutti i problemi del motore asincrono. Il convertitore di frequenza consente di accelerare il motore secondo qualsiasi legge, monitorare continuamente il carico in modalità operativa e arrestare dolcemente il motore. In applicazioni selezionate, è possibile ottenere risparmi energetici fino al 70% attraverso una gestione ottimale del carico sull'albero.
Ma per le ampie capacità del convertitore di frequenza devi pagare con il suo prezzo elevato. Questo prodotto ha funzionalità ridondanti che consentono l'implementazione di complessi algoritmi del motore. È questa flessibilità che diventa un ostacolo nelle applicazioni semplici. Il convertitore di frequenza non è un prodotto finito.Viene utilizzato come parte di sistemi di controllo in cui il costo degli elementi aggiuntivi (sensori, controllori, programmatori) è spesso paragonabile al costo del convertitore stesso.
La potente unità di controllo a microprocessore inclusa nel controller EnergySaver fornisce il controllo completo del motore durante l'avvio, il funzionamento e l'arresto. Il principio di controllo si basa sul mantenimento di un valore costante del momento di carico meccanico sull'albero. Misurando l'angolo di sfasamento tra corrente e tensione, la centralina diminuisce o aumenta la tensione del motore, variandone la potenza.
Il prodotto è funzionalmente completo, è sufficiente collegare i cavi di ingresso e uscita e il motore può essere controllato utilizzando i valori predefiniti delle impostazioni del produttore. Il controller combina la flessibilità di un convertitore di frequenza con soft starter a basso costo. Con un prezzo superiore del 25-30% rispetto all'avviatore, «EnergySaver», oltre alle funzioni di protezione standard dell'apparecchiatura contro il sovraccarico e il cortocircuito, protegge il motore dall'interruzione della sequenza delle fasi, perdendo una delle fasi. Poiché il controllo interno della tensione e della corrente viene eseguito separatamente per ciascuna fase, il controller elimina la tensione di alimentazione o lo squilibrio del carico.
Tutte queste proprietà consentono ai controller di essere ampiamente utilizzati per controllare i motori asincroni, garantendone il funzionamento a lungo termine e risparmio di energia elettrica.