L'inverter riduce la potenza attiva assorbita?

[loganwolverine]

Buongiorno,
sono un nuovo iscritto e spero sia giusta la sezione in cui chiedere (nel caso ci fossero errori vi invito a correggermi).
-Dalle mie conoscenze sapevo già i vari vantaggi nell'utilizzare un inverter: riduzione correnti di avviamento, riduzione stress delle parti meccaniche, rifasamento.. ecc e ancora più vantaggioso riduzione della potenza assorbita (P) in sistemi a velocità variabile (grazie alla retroazione l'inverter porta il sistema ad erogare la sola potenza necessaria al sistema per garantire tale coppia). La mia domanda nasce dal fatto che ho notato, con mia incredulità, che anche in sistemi a velocità fissa e coppia fissa l'utilizzo dell'inverter porta una riduzione di potenza attiva assorbita significativo (20/30%) e volevo chiedervi il motivo (mi sarei aspettato in linea una riduzione della sola potenza reattiva causato dal rifasamento intrinseco dell'inverter ma non anche di quella attiva).
- Il secondo quesito riguarda il risparmio energetico: cercando in internet ho scoperto che per la mia applicazione (motore asincrono 75 kW) sostituendo un motore IE1 (bassa efficienza) con uno IE3 (alta efficienza) ho un incremento di rendimento del 2 per cento (valori di rendimento riferiti ad alimentazione a 50 Hz). La normativa indica che per nuove applicazioni da gennaio 2017 bisognerà comprare motori IE3 oppure IE2+inverter ; da ciò se ne deduce che un IE3 sotto rete sia eguagliabile ad un IE2+INVERTER allora mi è sorto un dubbio se i valori di rendimento a 50 Hz rimangano immutati se utilizzassi per entrambi i motori lo stesso inverter oppure l'utilizzo di un inverter riduca questa differenza di rendimento tra i due.

Ho cercato diversi articoli in internet ma non sono riuscito ad avere delle delucidazioni soddisfacenti ai mie quesiti ecco perché provo a chiedervi aiuto. Grazie a tutti quelli che risponderanno.

[EcoTan]

ho notato, con mia incredulità, che anche in sistemi a velocità fissa e coppia fissa l'utilizzo dell'inverter porta una riduzione di potenza attiva assorbita significativo (20/30%)

Dici a monte di tutto cioè incluse tutte le perdite?

[loganwolverine]

Esatto! La prova l'ho effettuata a 'bocca aperta' con lo stesso ventilatore, misurato il consumo collegandolo direttamente a rete e successivamente a monte dell'inverter interposto tra rete e ventilatore.

[EcoTan]

Se è centrifugo, a bocca aperta assorbe parecchio. Resta nei limiti? La velocità resta la stessa? Certo recuperare un 30% mi sembra tanto, da dove potrebbe saltare fuori?

[loganwolverine]

si, consumava parecchio.. ma ho fatto la prova per un minuto al massimo proprio per simulare le stesse condizioni, la velocità non l'ho misurata ma ho impostato l'inverter per farlo andare a 50 Hz quindi deduco che la velocità nei due casi sia pressoché la stessa.

[SandroCalligaro]

Le prove andrebbero fatte a parità di potenza di uscita, quindi ad esempio con il ventilatore a parità di velocità.
A parità di frequenza non è detto che si sia esattamente alla stessa velocità (anche se lo scarto in velocità dovrebbe essere relativamente piccolo).

Se la coppia di carico è più bassa di quella nominale, con il motore collegato direttamente alla rete il flusso generato è alto (e con questo anche la corrente), causando perdite relativamente alte. Con l'inverter si può "dosare" il flusso, riducendo la corrente assorbita.

[Candy]

Mi sembra un'affermazione esagerata. Con quali strumenti e` stata misurata la potenza attiva senza e con inverter?
Poi, che inverter? V/f? Vettoriale? Alimentato in trifase? Monofase?

Se l'inverter e` di tipo V/f, lo scorrimento a 50 Hz puo` essere maggiore che rispetto all'alimentazione diretta del motore. Senza misurare la velocita' reale, tutti i ragionamenti sono inutili.
Po misurare la potenza attiva in ingresso ad un inverter non e` cosa di poco conto.

[loganwolverine]

- per quanto riguarda la coppia nell'esperimento è quella massima richiedibile (ventilatore a bocca aperta), ovvio se la coppia fosse inferiore di quella nominale è palese il vantaggio nell'utilizzare l'inverter.

-la potenza l'ho misurata con un analizzatore di rete, proverò a rieseguire la prova misurando anche la velocità del motore per esser sicuro dei dati. Riguardo all'affermazione che sotto inverter con controllo V/f lo scorrimento del motore potrebbe essere persino superiore rispetto a quando alimentato sotto rete quale è la motivazione? grazie

[NSE]

Diciamo che in questa situazione sono più i fattori di disturbo che altro.
a) devi essere sicuro di misurare la potenza reale, l'inverter ha una corrente assorbita distorta pertanto non sempre è chiara la potenza assorbita se non hai uno strumento affidabile.
b) la legge fondamentale dei ventilatori che lega potenza, velocità di rotazione / frequenza, varia al cubo: ovvero se raddoppi la velocità di rotazione la potenza assorbita varia la cubo ovvero di 8 volte. E' pertanto sufficente che tu abbia fatto girare il motore attaccato alla rete a 51 Hz (es) ed abbia girato attaccato all'inverter a 49 Hz (anche solo per errore dell'inverter stesso) e ti ritrovi una potenza assorbita pari a 12% inferiore.
c) per avere una prova affidabile biosgnerebbe che tu fossi in condizioni di laboratorio. "Bocca libera" non significa nulla! Il venitlatore è una macchina volumica che sposta una massa, sposta una massa d'aria dal punto A al punto B; se quella massa d'aria ha caratteristiche psicrometriche diverse (es. temperatura, es. umidità) il peso dell'aria cambia e cambia il lavoro che svolge il ventilatore.

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.

Mantenendo un atteggiamento agnostico, mi viene da pensare solo ad un fattore che potrebbe confermare la tua tesi ovvero:
a) a monte dell'inverter la tensione di rete è perturbata
b) a valle dell'inverter la tensione è pulita.
Alimentanto il motore con una tensione priva di perturbazioni / armoniche, potrebbe darsi che il motore renda di più e quindi consumi meno.

[loganwolverine]

Grazie mille! chiarissimo! l'unica spiegazione che mi è venuta è proprio quella, siccome la rete probabilmente è molto perturbata potrebbe darsi che il motore riceva anche armoniche superiori alla fondamentale causando coppie frenanti.. quindi il suo rendimento si riduca. Alimentando con inverter elimino sul motore tali armoniche e potrebbe darsi che il suo rendimento sia maggiore. Oppure come mi hai suggerito il ventilare potrebbe esser alimentato anche solo con una differenza di frequenza che seppur minima causa un significativo differenza di assorbimento.