Un azionamento a frequenza variabile (VFD) controlla la velocità di un motore, in particolare un motore trifase. Per capire meglio un VFD, esaminiamo i motori che controllano.

La maggior parte dei sistemi HVAC commerciali richiedono motori potenti e spesso operano su una potenza trifase (il metodo standard per i sistemi di distribuzione di energia elettrica a causa della sua efficienza). Un motore trifase è più economico da utilizzare rispetto ai motori monofase perché utilizza meno corrente (meno corrente spesso si traduce in dimensioni e costi ridotti del filo), specialmente dove sono necessari grandi requisiti del motore.

La maggior parte dei motori trifase sono collegati a ventilatori HVAC e funzionano a velocità fissa. Il motore è accoppiato direttamente alla ventola o azionerà la ventola utilizzando una cinghia & pulegge (la combinazione di pulegge controlla la velocità fissa della ventola).

Supponiamo di avere un’applicazione che richiede una ventola HVAC a due velocità. Sembra abbastanza semplice da installare un motore a due velocità. Tuttavia, non si potrebbe pensare che la semplicità sarebbe la risposta corretta.

Posso fare una breve divagazione; Recentemente ho completato un video che spiega Come leggere e utilizzare una calcolatrice condotto dell’aria. Nel video spiego i problemi di flusso d’aria che un’unità HVAC incontrerà con il lavoro del condotto e altre parti di distribuzione dell’aria che comprendono un sistema HVAC. Plenum; angoli del condotto& riduttori; adattatori per cordoli; concentrici; sezioni di smorzatori e simili, tutti introducono resistenza (pressione statica) e influenzano la quantità di aria o l’uscita di aria da un’unità HVAC.

Detto questo, supponiamo che tu abbia perfettamente bilanciato il flusso d’aria della ventola HVAC in tutto l’edificio alla bassa velocità del tuo motore a due velocità. Rapidamente dopo aver avviato la seconda velocità del motore fisso, scoprirai che i risultati non sono come previsto. Perché? Poiché l’uscita di aria dalla ventola è direttamente correlata alla pressione statica (resistenza) del sistema di distribuzione HVAC. La pressione statica del sistema cambierà all’aumento della velocità dell’aria che influenza l’uscita del volume d’aria della ventola. Se stai ricevendo troppa aria, potresti essere costretto a introdurre pressione statica nel tuo sistema alla velocità due. Se il flusso d’aria è troppo basso, è necessario modificare le dimensioni della ventola o introdurre ventole per condotti in linea o simili. In entrambi i casi, aumenta i costi del progetto e aggrava il proprietario dell’edificio.

La soluzione è un azionamento a frequenza variabile (VFD). Un VFD controlla la velocità di un motore a corrente alternata trifase, con conseguente risparmio energetico! Risparmia energia perché il motore non richiede tanta corrente a velocità inferiori. Sebbene assomigli alla funzionalità di un motore a più velocità, è molto diverso.

È possibile impostare un azionamento a frequenza variabile (VFD) su velocità specifiche. Ciò consente a un motore di ottenere velocità multiple, che possono essere regolate o ottimizzate per la precisione. Inoltre, possono essere azionati tramite controlli per variare costantemente la velocità di una ventola. Un esempio è lo scarico di potenza modulante MicroMetl. Come notato in un precedente articolo; quando è collegato a un trasduttore di pressione, come la pressione dell’edificio varia, il controllo della pressione oscillerà e varierà la velocità del VFD consentendo allo scarico di potenza di adattarsi rapidamente a pressioni variabili. Un’applicazione molto diversa è la MicroMetl Energy Recovery Units (ERV). Utilizza l’integrazione di VFD per offrire un volume d’aria costante a un’unità sul tetto HVAC monitorando i cambiamenti nella pressione statica del sistema da elementi come filtri aria sporchi, una ruota ERV sporca, posizioni degli ammortizzatori del sistema e simili. Pertanto, man mano che la pressione statica all’interno del sistema cambia, i controlli altereranno la velocità delle ventole ERV per mantenere un’uscita del volume d’aria coerente.

Altri vantaggi A

• Un VFD elimina l’alta corrente di punta-Quando un motore standard è acceso, disegna una quantità molto elevata di corrente per un periodo di tempo molto breve (fungendo da cortocircuito per un breve periodo di tempo). Questo picco di assorbimento di corrente può causare il sovraccarico di alcuni circuiti. Inoltre, la selezione di dispositivi di protezione da sovracorrente come fusibili e interruttori è resa più complicata quando si verificano correnti di spunto elevate. Un azionamento a frequenza variabile è progettato per iniziare lentamente, impedendo quindi la corrente di spunto; ridurre lo stress sui componenti del motore; prolungando così la vita del motore.
• Il VFD può anche essere integrato in un sistema monofase da 120 volt o 220 volt collegando le linee monofase nel VFD e collegando l’uscita a un motore trifase.
• Molti produttori stanno integrando le unità direttamente nelle ventole come si vede più spesso con le ventole inclinate all’indietro.

Svantaggi

• Le unità a frequenza variabile richiedono tipi di fusibili specifici e possono causare distorsioni armoniche. La distorsione armonica colpisce altre apparecchiature in un edificio trasmettendo fondamentalmente il rumore attraverso i cavi di alimentazione che forniscono l’apparecchiatura. Questo è facilmente curabile con reattori di linea o trasformatori di isolamento. Il reattore di linea è il componente più comune ed economico utilizzato per isolare la distorsione armonica.
• Inoltre, nessun formato misura tutti! È necessario acquisire un VFD per abbinare in modo specifico le dimensioni e la tensione del motore (dalla potenza del cavallo), nonché la tensione in ingresso al VFD. È possibile ridimensionare il motore a un VFD (abbinare un VFD da 5 HP a un motore da 3 HP), ma mai sovradimensionare. Per motivi economici, dimensionare sempre correttamente il VFD alla potenza del cavallo del motore. Inoltre, si consiglia di abbinare un solo motore a un VFD. È possibile azionare due motori da un singolo VFD se dimensionato correttamente (esempio; Un VFD da 5HP per azionare due motori da 2HP). Tuttavia, se uno dei motori si spegne termicamente per qualsiasi motivo, una volta che si ripristina e si riavvia, si verificherà un errore sul VFD e potrebbe danneggiarlo.

Non tutti i motori sono uguali

Senza diventare troppo complicato; un VFD influenza la velocità di un motore modificando la frequenza della potenza inviata a un motore. Un motore standard non è adeguatamente progettato per superare gli effetti negativi tra cui calore aggiuntivo, rumore udibile, vibrazioni, problemi di cuscinetti e rottura dell’isolamento. Un motore che funziona a velocità molto bassa con un VFD farà sì che il motore generi calore. Se si controlla costantemente il motore a velocità molto basse, si dovrebbe considerare l’utilizzo di un piccolo motore.

Avvolgendolo!

Altri nomi comuni per un azionamento a frequenza variabile sono; Velocità regolabile Drive, frequenza regolabile Drive, AC Drive, Microdrive, e Inverter. Un VFD è un’ottima soluzione quando è richiesta una soluzione di velocità della ventola flessibile. L’integrazione di azionamenti a frequenza variabile nelle unità HVAC sta diventando richiesta dal codice. La programmazione di alcuni VFD è complessa e può essere travolgente. Vi suggerisco di capire la sua funzionalità di base, ma lasciare la programmazione ad un operaio elettrico esperto.