Potenza assorbita inverter

[teopado89]

Ciao a tutti mi presento mi chiamo Matteo e sto facendo la tesi per la laurea magistrale in ingegneria meccanica (mi presento qui perché non ho trovato la sezione presentazioni e sono un po' di fretta, scusate).
Ho il seguente problema:
io sto analizzando un impianto di depurazione delle acque che ha una stazione per pompare l'acqua costituita da 3 pompe da 22 kW e due pompe da 13.5 kW. Tali pompe attualmente funzionano con una logica on-off impostata su certi livelli della vasca di raccolta dove sono installate le pompe.
(le pompe sono 3 flygt CP 3201.180 MT girante 637 22 kW e 2 flygt CP 3152.181 girante 431 13.5 kW).
Il mio tutor vuole che faccia uno studio sul risparmio energetico possibile installando alcuni inverter, sia per ridurre gli avviamenti e l'usura delle macchine, sia per risparmiare quando non è richiesto che le pompe funzionino a pieno regime a 50 Hz.
Vuole inoltre che consideri il consumo da parte dell'inverter. Lui mi ha detto che tale consumo è una percentuale (variabile) della potenza assorbita, e che l'inverter consuma di più a basse frequenze (attriti...) e consuma meno ad alte frequenze (dove invece le pompe assorbono molta potenza).
Io ho cercato su moltissimi cataloghi ma questo consumo dell'inverter non riesco a trovarlo. Io non cerco un dato precisissimo, lo so che dovrei anche considerare la temperatura e altro, a me interessa una specie di curva che mi dice esempio: a 20 Hz l'inverter consuma 5% della potenza richiesta dalla pompa (quindi mi servirebbe il 105% delle potenza della pompa, che so calcolare), a 25 Hz consuma il 4.5%, a 30 Hz il 4%... (i numeri sono buttati a caso).
Mi aiutate per favore? sono in alto mare.
Grazie mille a tutti!

[bomber]

cosa intendi per consumo? le perdite dell'inverter? un'inverter buono ha rendimenti intorno al 90% su quasi tutto il range di funzionamento

[teopado89]

cosa intendi per consumo? le perdite dell'inverter? un'inverter buono ha rendimenti intorno al 90% su quasi tutto il range di funzionamento

Si intendo le perdite.
Il mio tutor sostiene che se faccio lavorare l'inverter a basse frequenze (Hz) consuma in % di più perché ci sono più attriti. Tu invece ragioni a % persa costante?

[Candy]

Personalmente ho pensieri un poco diversi, però:
1) L'inverter è una macchina statica. Non ha attriti di nessun tipo.
2) Si può affermare che il rendimento percentuale dell'inverter sia migliore alle alte velocità dei motori, perché si riduce la loro corrente. Essendo le perdite di un inverter praticamente direttamente proporzionali alla corrente del motore, la curva delle perdite dell'inverter sarà, praticamente, proporzionale alla curva della corrente motore.
3) Nell'inverter ci saranno un minimo di perdite costanti, dovute all'energia utile per il suo funzionamento. Ed una quota di perdite variabili dipendenti praticamente dal ponte raddrizzatore e poi dal ponte modulatore.

Che tipo di precisione occorre al tuo lavoro? Non ricordo di avere mai visto riportate curve di rendimento sui documenti tecnico commerciali degli inverter. Magari carlomariamanenti ne sa di più in tal senso.

[teopado89]

Si può affermare che il rendimento percentuale dell'inverter sia migliore alle alte velocità dei motori, perché si riduce la loro corrente.
Che tipo di precisione occorre al tuo lavoro? Non ricordo di avere mai visto riportate curve di rendimento sui documenti tecnico commerciali degli inverter. Magari carlomariamanenti ne sa di più in tal senso.

Ciao, intanto grazie a tutti.
Forse sugli attriti ho capito male io, ma sia tu Candy che il mio tutor sostenete che un inverter consuma di più a basse velocità (bene abbiamo un punto di partenza).
Il mio lavoro su questo punto non richiede una precisione eccessiva, poiché questo è un dato di input ma il cuore del ragionamento è su tutt'altro.
A me basterebbe dire esempio l'inverter a tot hertz ha tot consumo percentuale della potenza in uscita, e magari un piccolo calcolo che giustifica dove ho ricavato queste percentuali, o la fonte da citare.
Provo anche a mandare un messaggio alla persona che mi hai indicato e chiedo se si unisce alla conversazione.

[Candy]

Io, personalmente farei così: mi baserei unicamente sullo schema a blocchi dell'inverter, senza entrare in troppi dettagli. Assumerei convenzionalmente basse le potenze utili a far funzionare la logica dell'inverter. Praticamente trascurabili. E mi concentrerei nell'analizzare le perdite sul circuito raddrizzatore per ricavare la c.c. e sul circuito di potenza di modulazione. Viste le elevate potenze in gioco, non escluderei la presenza di circuiti di filtro che, tra l'altro, avranno anche delle perdite di potenza attiva.
Sia il circuito raddrizzatore, sia il circuito modulante di potenza è costituito da semiconduttori, i quali presentano una caduta di tensione dell'ordine di pochi volt. Non è un valore costante, ma, dovendo fare una stima, potresti convenzionalmente fissarne il valore in modo accademico.
A questo punto, ti ritroveresti con un dispositivo, (modello di inverter elementare), che presenta delle cadute di tensione ipotizzate costanti. Le perdite di potenza dipenderanno dunque dall'andamento della corrente nel motore. Basta quindi risalire alla curva della corrente di un MAT alimentato da inverter, per vedere quale sarà l'equivalente curva delle perdite.
Poi, per raffinare le cose, potrai dire: le cadute ti tensione che abbiamo preso come costanti in verità non lo sono, ma sappiamo certamente che rientrano entro un massimo ed un minimo di ... volt, quindi potrai tracciare un grafico, ad esempio, che dirà quanto ragionevolmente possono valere le perdite al varia della corrente motore.

Certo io l'ho fatta facile. C'è del lavoro dietro. Se vuoi iniziare ad usare un poco LaTeX e FidocadJ e postare qui qualche tuo pensiero e non solo domande, sono convinto che troverai parecchio aiuto.

[teopado89]

Ehm grazie ma... penso tu abbia sopravvalutato le mie misere conoscenze di elettrotecnica Io su questa parte volevo dedicare poco tempo, perché rischio di andare fuori tesi. Il cuore della tesi è ridurre le ore di lavoro e i consumi delle pompe in un'ottica di manutenzione migliorativa. E' possibile semplificare quanto mi hai illustrato prima? perché io tecnicamente l'inverter non devo progettarlo, lo prendo da catalogo (però non so come sceglierlo), e poi faccio un'ottimizzazione sui consumi delle pompe.
P.S. i due programmi che hai citato non li conosco quindi iniziare ad usarli da zero e capire come funzionano credo di non avere il tempo.

[carlomariamanenti]

Ciao teopado89, quanta urgenza, addirittura un MP.
Ti leggo dal palmare e non riesco ora ad aiutarti in modo completo.
Gli aspetti energetici di un sistema controllato da inverter sono molteplici e pretendono una complessa analisi che non riesco ora descrivere in poche righe,
Vedrò di trovare il tempo per risponderti in modo compiuto.
per ora un saluto e buona serata a tutti.
-carlo.

[Candy]

Non condivido. Come puoi pensare di fare una tesi saltando piè pari alcuni punti che ti è stato detto di valutare.
Spendere uno o due giorni per analizzare il problema, mettere assieme due formule e due grafici, e non doverci più tornare sopra è molto meglio che attendere risposte di chissà quale tipo e qualità da un forum.

[teopado89]

Ciao teopado89, quanta urgenza, addirittura un MP.
Ti leggo dal palmare e non riesco ora ad aiutarti in modo completo.
Gli aspetti energetici di un sistema controllato da inverter sono molteplici e pretendono una complessa analisi che non riesco ora descrivere in poche righe,
Vedrò di trovare il tempo per risponderti in modo compiuto.
per ora un saluto e buona serata a tutti.
-carlo.

Ciao scusa non sapevo che essere taggati in un posto portasse in automatico ad una notifica
comunque a me non serve un'analisi spinta, cioè se addirittura trovassi su un catalogo una curva che stima le perdite in funzione degli Hertz userei quella per ricavarmi le % dal grafico e fine, perché questo è solo un aspetto su cui si è impuntato il tutor, ma non è il cuore della tesi. Intanto grazie!