Motori a velocità variabile ad alta efficienza e risparmio energetico, che consentono un controllo preciso nell'automazione industriale.

Titolo dell'articolo:Motore con azionamento a frequenza variabileLa forza chiave che sta ridefinendo l'efficienza energetica industriale e la precisione dei controlli

prefazione

Spinte dall'ondata dell'Industria 4.0, le imprese manifatturiere hanno posto requisiti senza precedenti in termini di “efficienza energetica” e “precisione di controllo” delle attrezzature. Di fronte all'aumento dei costi energetici e alle esigenze di lavorazione di precisione, i motori tradizionali a velocità fissa faticano a soddisfare le esigenze di flessibilità della produzione moderna. In quanto “cuore” dei sistemi di automazione industriale,Motore con azionamento a frequenza variabileGrazie alle sue eccezionali caratteristiche di risparmio energetico e alle precise capacità di regolazione della velocità, sta diventando sempre più la soluzione preferita per l'aggiornamento di vari tipi di macchinari e attrezzature. Non solo risolve il problema della scarsa dissipazione del calore a basse velocità nei motori tradizionali, ma è anche diventato uno strumento fondamentale per le imprese per ottenere una riduzione dei costi e un aumento dell'efficienza.

Che cos'è un motore con azionamento a frequenza variabile e quali sono i suoi principali vantaggi

Motore con azionamento a frequenza variabileNon si tratta semplicemente di un “motore standard più convertitore di frequenza”, bensì di un motore specializzato progettato specificatamente per adattarsi alle caratteristiche di alimentazione delle fonti di energia a frequenza variabile. Rispetto ai motori asincroni convenzionali, la sua differenza strutturale più significativa risiede nell'inclusione diSistema di raffreddamento indipendente a ventilazione forzataCiò significa che, indipendentemente dal fatto che il motore funzioni a basse o alte velocità, la sua ventola di raffreddamento mantiene una velocità di rotazione costante. Ciò previene efficacemente il rischio di surriscaldamento e bruciatura che si verifica comunemente nei motori standard durante il funzionamento a bassa frequenza a causa di un flusso d'aria insufficiente.

Per le imprese che perseguono una produzione ad alta efficienza, il valore fondamentale dell'adozione di questo motore si riflette principalmente nei seguenti due aspetti:

1. Significativo risparmio energeticoNelle applicazioni che comportano carichi quali ventilatori e pompe, la portata viene controllata regolando la velocità del motore, con un consumo energetico tipicamente proporzionale al cubo della velocità di rotazione. DaMotore con azionamento a frequenza variabileSe utilizzato in combinazione con azionamenti a frequenza variabile, può impedire il notevole spreco di energia causato dalla regolazione con valvole convenzionali.



2. Prestazioni di controllo superioriÈ dotato di un intervallo di regolazione della velocità più ampio, che consente una regolazione continua della velocità. Durante la fase di avvio, il motore può raggiungereavvio gradualeCiò riduce significativamente l'impatto delle correnti di avviamento sulla rete elettrica, minimizzando al contempo l'usura del sistema di trasmissione meccanica e prolungando la durata complessiva delle apparecchiature.

Caso di studio: Ristrutturazione per il risparmio energetico dei sistemi di ventilazione in un impianto chimico

Per acquisire una comprensione più intuitivaMotore con azionamento a frequenza variabilePer illustrarne l'efficacia pratica, possiamo fare riferimento al caso di studio relativo alla ristrutturazione dei ventilatori di circolazione di un grande impianto chimico. L'impianto utilizzava originariamente motori convenzionali per regolare il flusso d'aria tramite il controllo delle serrande, funzionando costantemente in uno stato di “sovraccarico” inefficiente. Ciò comportava un notevole spreco di energia elettrica e un rumore considerevole dei motori.

All'introduzioneMotore con azionamento a frequenza variabileA seguito dell'aggiornamento del sistema, l'ingegnere ha modificato il metodo di controllo per utilizzare i segnali di pressione provenienti dai sensori, regolando così automaticamente la velocità del motore.

• Prima della ristrutturazioneL'apertura della serranda è stata mantenuta a circa 60% per un periodo prolungato, ma il motore continua a funzionare a piena velocità, con un conseguente consumo energetico estremamente elevato.
• Dopo la ristrutturazioneLa velocità del motore si riduce automaticamente a circa il 65% della velocità nominale in base alle effettive esigenze.

Dopo sei mesi di monitoraggio dei dati operativi, il sistema ha raggiunto un tasso di risparmio energetico complessivo superiore a 35%. Inoltre, eliminando il fischio delle serrande e le vibrazioni meccaniche, l'ambiente di lavoro dell'officina è stato notevolmente migliorato. Questo caso di studio dimostra in modo conclusivo che, in condizioni di carico variabile, la tecnologia di regolazione precisa della velocità è fondamentale per ridurre i costi operativi.

Come selezionare e mantenere correttamente

SebbeneMotore con azionamento a frequenza variabilePrestazioni superiori, ma nelle applicazioni pratiche è fondamentale una scelta adeguata. Al momento dell'acquisto, le aziende devono definire chiaramente se le caratteristiche di carico rientrano nei seguenti ambiti:Carico di coppia costante(come nastri trasportatori, compressori d'aria) oCarico a coppia variabile(come ventilatori e pompe dell'acqua).

Inoltre, le prestazioni di isolamento sono un altro fattore critico che non deve essere trascurato. Poiché la tensione pulsata ad alta frequenza emessa dal convertitore di frequenza esercita una sollecitazione sullo strato isolante del motore, è necessario utilizzare isolanti di alta qualità.Motori a frequenza variabileIn genere vengono utilizzati materiali isolanti di classe F o H, con speciali trattamenti di rinforzo applicati per prevenire l'invecchiamento precoce dell'isolamento. Solo garantendo una perfetta compatibilità tra motore, convertitore di frequenza e carico è possibile sfruttare appieno il potenziale del sistema di controllo automatizzato.