MST_KVF - INVERTER VFD PER MOTORI ASINCRONI MONOFASE - 2

In questo tipo di controllo, al motore viene fornito un segnale a frequenza variabile generato dal controllo PWM di un inverter utilizzando il microcontrollore PICmicro ricco di funzionalità. Qui, il rapporto V/f viene mantenuto costante al fine di ottenere una coppia costante su tutta la gamma operativa. Poiché vengono controllate solo le magnitudini delle variabili di ingresso – frequenza e tensione – questo è noto come "controllo scalare". Generalmente, gli azionamenti con tale controllo sono privi di dispositivi di feedback (controllo in loop aperto). Pertanto, un controllo di questo tipo offre un costo basso ed è una soluzione facile da implementare.

In tali controlli, è richiesta poca conoscenza del motore per il controllo della frequenza. Pertanto, questo controllo è ampiamente utilizzato. Uno svantaggio di tale controllo è che la coppia sviluppata dipende dal carico poiché non è controllata direttamente. Inoltre, la risposta transitoria di tale controllo non è rapida a causa dello schema di commutazione predefinito dell'inverter.
Tuttavia, se c'è un blocco continuo alla rotazione del rotore, ciò porterà al riscaldamento del motore indipendentemente dall'implementazione del loop di controllo della sovracorrente. Aggiungendo un sensore di velocità/posizione, il problema relativo al rotore bloccato e alla velocità dipendente dal carico può essere superato. Tuttavia, ciò aumenterà il costo, le dimensioni e la complessità del sistema.

Esistono diversi modi per implementare il controllo scalare. Gli schemi più popolari sono descritti nelle seguenti sezioni.

PWM SINUSOIDALE

In questo metodo, i valori ponderati sinusoidali sono memorizzati nel microcontrollore PICmicro e sono resi disponibili alla porta di uscita a intervalli definiti dall'utente. Il vantaggio di questa tecnica è che è richiesto molto poco calcolo. È richiesta solo una tabella di ricerca dell'onda sinusoidale, poiché tutte le fasi del motore sono sfasate di 120 gradi elettrici. Lo svantaggio di questo metodo è che la magnitudine della tensione fondamentale è inferiore al 90%. Inoltre, le armoniche alla frequenza di commutazione PWM hanno una magnitudine significativa.

PWM A SEI PASSI

L'inverter del VFD ha sei stati di commutazione distinti. Quando viene commutato in un ordine specifico, il motore a induzione trifase AC può essere fatto ruotare. Il vantaggio di questo metodo è che non è richiesto alcun calcolo intermedio e quindi è il più facile da implementare. Inoltre, la magnitudine della tensione fondamentale è maggiore rispetto al bus DC. Lo svantaggio è un'armonica di ordine inferiore più elevata che non può essere filtrata dall'induttanza del motore. Ciò significa maggiori perdite nel motore, maggiore ondulazione della coppia e funzionamento a scatti a bassa velocità.

MODULAZIONE PWM DEL VETTORE SPAZIALE (SVMPWM)

Questa tecnica di controllo si basa sul fatto che i vettori di tensione trifase del motore a induzione possono essere convertiti in un singolo vettore rotante. La rotazione di questo vettore spaziale può essere implementata dal VFD per generare onde sinusoidali trifase. I vantaggi sono una minore magnitudine armonica alla frequenza di commutazione PWM dovuta alla media, un minore requisito di memoria rispetto al PWM sinusoidale, ecc. Gli svantaggi non sono un pieno utilizzo della tensione del bus DC, è richiesto più calcolo, ecc.

SVMPWM CON SOVRAMODULAZIONE

L'implementazione di SVMPWM con sovramodulazione può generare un'onda sinusoidale fondamentale di ampiezza maggiore rispetto al livello del bus DC. Lo svantaggio è il calcolo complicato, le forme d'onda da linea a linea non sono "pulite" e la distorsione armonica totale (THD) aumenta, ma è comunque inferiore alla THD del metodo PWM a sei passi.

Particolare attenzione bisogna porre nel maneggiare il regolatore in quanto le parti metalliche presenti possono essere sotto rete con conseguente pericolo di scosse elettriche.

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