L'inverter riduce la potenza attiva assorbita?

[SandroCalligaro]

Se inserisci in una rete un elmento che riesce a far assorbire meno energia e a fare il solito lavoro. . puoi tranquillamente gareggiare per il nobel.

Non direi, ci sono vari fattori per i quali si può ottenere un rendimento diverso dell'azionamento (motore+inverter), a parità di potenza in uscita.
Uno di questi, probabilmente quello più pesante, è il punto di lavoro della macchina in termini di flusso.
Ad un certo valore di coppia in uscita (e velocità), rimane un grado di libertà nella scelta del flusso. In generale esisterà un punto di lavoro che minimizza le perdite. Per carichi bassi rispetto a quello nominale del motore, la differenza in termini di rendimento può essere importante.

Siccome la variabile più importante, per il ventilatore, è la velocità, non la confonderei con la frequenza: in un asincrono non corrispondono del tutto, sono due cose diverse anche concettualmente.
Questa confusione purtroppo è "alimentata" da alcuni costruttori di inverter, che fanno inserire all'utente il riferimento in termini di frequenza (anziché velocità), anche se magari il controllo è vettoriale...

[Candy]

Con un inverter commerciale, la tensione al motore, in termini di qualità e contenuto armonico, le cose peggiorano.

Anche il valore efficace si riduce, con perdita di coppia e velocità. Se non c'è un controllo vettoriale o ad anello chiuso, il risparmio energetivo visto è per buona parte dovuto ad una riduzione di velocità non percepita. Servono misure precise.

[SandroCalligaro]

Se non c'è un controllo vettoriale o ad anello chiuso, il risparmio energetivo visto è per buona parte dovuto ad una riduzione di velocità non percepita.

Si può ridurre il flusso (a carico parziale) anche con un controllo scalare, se si sceglie bene la curva V/f.

Concordo invece sulla maggiore "pulizia" della tensione di rete (casi anomali a parte), naturalmente.

[Jack82]

Buongiorno a tutti,
mi ricollego ad un vecchio post per non doverne aprire un altro di simile...dato che l'argomento è più o meno lo stesso...
ho letto moltissime discussioni sull'argomento ma, chiedo venia, ho ancora qualche dubbio che mi assilla...espongo il tutto con un esempio.

Supponiamo di dover alimentare tramite inverter un motore trifase (di un compressore) che assorbe al massimo 5.6 kW, per una massima corrente assorbita di 10A (considerando un collegamento a triangolo , 400V a 50 Hz).
Ipotizziamo di voler usare lo stesso motore anche a velocità superiori (con la "tecnica" degli 87Hz). Devo quindi collegare il mio motore a stella ed impostare l'inverter per avere una tensione pari a 230 V a 50Hz (e di conseguenza di 400V a 87Hz, mantenendo quindi costante il rapporto V/f).

Il motore quindi assorbirà, in un ampio range, praticamente una corrente costante pari a 10 x rad(3) = 17,8A.
A 400V (87Hz) questo si traduce in un aumento della potenza assorbita dal motore che quindi sarà di 5.6 x rad (3) = 9.7kW.

E' noto che l'inverter deve essere scelto in base alla corrente da erogare (in questo caso deve essere > 17,8A).

E qui viene il mio dubbio...supponiamo di voler sapere quanto corrente assorbirò a monte del mio inverter.

Se faccio un ragionamento sulle potenze otterrei:

P assorbita dall'inverter (Pa_inv) = P assorbita dal motore (Pa_m) / rendimento inverter

Ipotizziamo un rendimento del 95%. Per cui avremo che Pa_inv= 10.21 kW

Per cui considerando il cos fi dell'inverter (0,98) posso calcolarmi in prima approssimazione la corrente assorbita con la classica formula Iass=Painv/(rad(3)*400*0.98) = 15.03 A

Tuttavia i costruttori d'inverter mi indicano sempre che per una data corrente erogata dall'inverter la corrente in ingresso è sempre superiore. Esempio...Inverter Toshiba (taglia immediatamente superiore ai 17A)...
Rated output current = 27.7A
Input current (senza induttanza di linea) = 36.6A

Una domanda: tutto questa maggiorazione di corrente tra ingresso e uscita è dovuta principalmente alle armoniche? Esiste un modo, un coefficiente con il quale ne possa tenere conto?

A questo punto, se dovessi creare un dato di targa del mio assieme inverter + motore, che potenza e che corrente assorbita potrei indicare?
Per la potenza direi di indicare la Pav ma per la corrente?
Considerando le armoniche indicare il valore calcolato prima (15.03A) mi sembra riduttivo....cosa posso indicare? ( 17,8A? o forse di più?)

Scusate la prolissità ma volevo chiarire al massimo il mio quesito...spero che qualcuno possa rispondermi al più presto

Vi ringrazio

[Candy]

Il motore quindi assorbirà, in un ampio range, praticamente una corrente costante pari a 10 x rad(3) = 17,8A.

No, ammesso che tutti i tuoi ragionamenti numerici siano esatti, (non ho controllato), anche con questa tecnica il motore assorbira` una corrente in qualche modo proporzionale al carico. La corrente ha il valore massimo a bassisima frequenza perche` le perdite meccaniche formano tutto il carico ammissibile, poi, salendo di velocita` questa assumera` un andamento anche in funzione della coppia resistente.

Tuttavia i costruttori d'inverter mi indicano sempre che per una data corrente erogata dall'inverter la corrente in ingresso è sempre superiore. Esempio...Inverter Toshiba (taglia immediatamente superiore ai 17A)...
Rated output current = 27.7A
Input current (senza induttanza di linea) = 36.6A

L'inverter e`, ai fini della linea di alimentazione, un alimentatore stabilizzato e l'andamento della corrente in ingresso e` molto particolare. Ragionare con la corrente termica e` ingannevole, con forte rischio di far intervenire le protezioni.

Meglio affidarsi alle tabelle di coordinamento date dai costruttori, o assumere dei coefficienti cautelativi, grossomodo circa tre volte la corrente termica.

Per schiarirti le idee puoi documentarti su qual'e` l'andamento di corrente in un ponte raddrizzatore che alimenta un condensatore.

[Jack82]

Innanzitutto Grazie mille per la risposta...

per l'assorbimento di corrente (che scrivevo essere costante) mi stavo riferendo ad un range da 30 Hz a 87Hz, considerando poi il compressore come un carico a coppia costante..
che range consideri quando parli di bassissima frequenza?

Tornando invece ai dati di targa dell'ipotetica macchina (inverter+compressore), al fine di fornire un numero verosimile potrebbe essere un'idea considerare la corrente assorbita al massimo dal motore (17.8) e moltiplicarla per il rapporto fornito dal costruttore (Iin/Iout, che in questo caso vale 36.6/27.7 = 1.32, quindi 17.8 x 1.32 = 23.5A)? Non mi sembrerebbe corretto indicare la corrente massima in ingresso riportata dal costruttore (36.6A) dato che questa si riferisce al carico massimo in uscita (27.7A)

Se è vera questa ipotesi, per calcolare la Passorbita dall'inverter devo quindi considerare la corrente appena calcolata, utilizzando la formula Pa_inv= rad(3)*400*23.5*0.98= 15.95 kW ?

Ancora grazie

[SandroCalligaro]

Rispondo per ora solo alla tua ultima affermazione.
La potenza in ingresso al raddrizzatore dell'inverter è, molto più semplicemente, pari a
Pout/rendimento
visto che si tratta della potenza attiva.

PS: credo che tu abbia scambiato stella con triangolo e viceversa, ma questo conta poco per il resto dei ragionamenti.

[mario_maggi]

Jack82,

Per cui considerando il cos fi dell'inverter (0,98) posso calcolarmi in prima approssimazione la corrente assorbita con la classica formula Iass=Painv/(rad(3)*400*0.98) = 15.03 A

No.
Ci sono diversi "fattori di potenza" in questo caso, essendoci molte armoniche di corrente in ingresso all'inverter. Il cosFi è il fattore di potenza della sola frequenza fondamentale, invece bisogna considerare il fattore di potenza complessivo dato dalla combinazione del cosFi e dei fattori relativi alle altre frequenze armoniche dispari.
Problema: le armoniche non dipendono solo da ciò che si trova a valle (quindi l'inverter) ma anche dalla sitazione a monte (cavi, induttanze, trasformatori, fabbriche vicine, ecc.).
In pratica risulta difficilissimo definire esattamente l'assorbimento da rete di un inverter, a meno che non si abbia a disposizione un simulatore di rete http://www.electroyou.it/mario_maggi/wiki/simulatore-della-rete-trifase che eroghi in ogni istante una corrente perfettamente sinusoidale.

Esiste un modo, un coefficiente con il quale ne possa tenere conto?

Riguardo al rapporto tra corrente di ingresso e corrente di uscita di un inverter VVVF, non ci può essere linearità, al variare della taglia si può passare da un rapporto superiore a 1 ad uno inferiore ad 1, anche per inverter della stessa famiglia e stessa marca.
Ciao
Mario

[Jack82]

Grazie mille Mario per questa delucidazione...

Volendo tirare le somme, sempre nell'ipotetica etichetta, la situazione più verosimile mi sembra quindi la seguente:

P assorbita dalla macchina (inverter + motore) [W] = P assorbita dal motore [W] / rendimento dell'inverter ... questo mi sembra possa dirsi alla fine un dato certo

I assorbita dalla macchina = I assorbita dal motore x coeff. di sicurezza.

A priori questo coefficiente di sicurezza però non è noto, ne definibile (dato che dipende da molti fattori, sovente non noti al momento della produzione della macchina come le caratteristiche della linea in cui essa andrà installata)... l'unico dato certo, a quanto pare, è la corrente massima in ingresso indicata dal costruttore dell'inverter, la quale però si riferisce al massimo carico fornibile in uscita dall'inverter stesso, che potrebbe essere ben maggiore della reale potenza assorbita dal mio motore.

Alla peggio, senza avere informazioni aggiuntive sulla linea, dovrei indicare quest'ultima come I assorbita?

Grazie

[Candy]

Ai fini pratici è più corretto indicare la corrente utile a dimensionare la linea di alimentazione.