Come gli azionamenti a frequenza variabile riducono il consumo di energia nei sistemi motori industriali

L’efficienza energetica è diventata una considerazione sempre più importante per gli impianti industriali di tutto il mondo. L’aumento dei costi operativi, i requisiti di sostenibilità e il continuo sviluppo dell’automazione industriale stanno incoraggiando i produttori a cercare modi pratici per ridurre il consumo di elettricità senza sacrificare la produttività.

Una delle tecnologie più efficaci per migliorare l’efficienza dei sistemi a motore è laAzionamento a frequenza variabile (VFD).

Controllando la velocità del motore in base alla richiesta effettiva del processo, un VFD può ridurre il consumo energetico non necessario, migliorare il controllo del processo e ridurre lo stress meccanico sulle apparecchiature.

DaAzionamenti a frequenza variabile Danfossutilizzato in progetti industriali impegnativi e convenientiSoluzioni VFD Yongsenper macchinari e applicazioni OEM, il controllo dei motori a velocità variabile sta diventando una parte sempre più importante dei moderni sistemi industriali ad alta efficienza energetica.

I motori elettrici sono ampiamente utilizzati in tutti gli impianti industriali.

Le tipiche apparecchiature a motore includono:

• Pompe

• Tifosi

• Compressori

• Trasportatori

• Miscelatori

• Sistemi di raffreddamento

• Apparecchiature HVAC

• Macchinari per la lavorazione

• Linee di produzione

In molti sistemi tradizionali, i motori funzionano continuamente alla velocità nominale o in prossimità di essa anche quando l'applicazione non richiede la massima potenza.

Il flusso o la pressione possono quindi essere controllati meccanicamente utilizzando valvole, smorzatori o altri metodi.

Sebbene questo approccio possa controllare il processo, il motore potrebbe comunque consumare più elettricità del necessario.

Un azionamento a frequenza variabile fornisce un altro approccio: invece di forzare il motore a funzionare continuamente alla massima velocità, il VFD regola la velocità del motore in base alle effettive esigenze operative.

Un azionamento a frequenza variabile controlla la frequenza e la tensione fornita a un motore elettrico.

Quando il processo richiede una potenza inferiore, l'azionamento può ridurre la velocità del motore.

Quando la domanda aumenta, l'azionamento può aumentare di conseguenza la velocità del motore entro il campo operativo progettato.

Ciò significa che il motore non ha bisogno di funzionare continuamente alla massima velocità.

Il potenziale risparmio energetico dipende fortemente da:

• Tipo di applicazione

• Profilo di carico del motore

• Orari di funzionamento

• Intervallo di velocità richiesto

• Metodo di controllo esistente

• Efficienza del motore

• Progettazione del sistema

Le applicazioni con una domanda altamente variabile generalmente offrono migliori opportunità di risparmio energetico rispetto alle applicazioni che funzionano continuamente a carico e velocità quasi costanti.

I sistemi di pompaggio sono tra le applicazioni più comuni per gli azionamenti a frequenza variabile.

In un sistema di pompaggio tradizionale, un motore può funzionare a una velocità fissa mentre una valvola controlla il flusso.

Ciò può comportare un consumo energetico non necessario.

Con il controllo VFD è invece possibile regolare la velocità della pompa in base a:

• Domanda di flusso

• Requisiti di pressione

• Livello del serbatoio

• Condizioni di processo

• Requisiti di produzione

Questo approccio può ridurre il funzionamento non necessario del motore fornendo allo stesso tempo un controllo del processo più fluido.

Le applicazioni tipiche includono:

• Approvvigionamento idrico

• Trattamento delle acque reflue

• Sistemi di irrigazione

• Raffreddamento industriale

• Sistemi idrici di processo

• Servizi edili

• Stazioni di pompaggio

Per gli impianti che utilizzano più pompe per lunghi periodi, l’ottimizzazione della velocità del motore può avere un impatto significativo sul consumo totale di elettricità.

I ventilatori rappresentano un'altra importante applicazione.

I sistemi di ventilazione tradizionali possono utilizzare serrande per regolare il flusso d'aria mentre il motore continua a funzionare a una velocità relativamente elevata.

Un VFD consente di controllare il flusso d'aria regolando direttamente la velocità della ventola.

Ciò rende gli azionamenti a frequenza variabile particolarmente utili in:

• Sistemi HVAC

• Torri di raffreddamento

• Sistemi di ventilazione

• Ventilatori di scarico

• Unità di trattamento dell'aria

• Sistemi di raffreddamento industriale

Nelle applicazioni in cui la richiesta di flusso d'aria cambia in modo significativo durante il giorno, il funzionamento a velocità variabile può fornire sostanziali vantaggi in termini di efficienza rispetto al funzionamento continuo a velocità fissa.

Il consumo energetico non è l’unica considerazione.

L'avviamento di un motore direttamente attraverso la linea può produrre un'elevata corrente di spunto e uno stress meccanico significativo.

Un VFD fornisce un'accelerazione controllata.

Invece di applicare immediatamente il funzionamento a piena velocità, il convertitore può aumentare gradualmente la velocità del motore in base alle impostazioni di accelerazione programmate.

Questo può aiutare:

• Ridurre lo stress elettrico

• Ridurre lo shock meccanico

• Proteggono giunti e cinghie

• Ridurre i picchi di pressione nei sistemi di pompaggio

• Migliora la stabilità iniziale

• Prolungare la vita utile delle apparecchiature

Per gli impianti industriali che utilizzano motori di grandi dimensioni o apparecchiature che si avviano frequentemente, l'accelerazione controllata può fornire importanti vantaggi operativi.

Il valore di risparmio energetico di un VFD non si limita al consumo di elettricità.

Un controllo preciso della velocità può anche migliorare i processi di produzione.

Ad esempio, un'unità configurata correttamente può aiutare a mantenere più stabile:

• Velocità del trasportatore

• Pressione della pompa

• Flusso d'aria della ventola

• Velocità di produzione

• Velocità di avanzamento del materiale

• Velocità di miscelazione

Una migliore stabilità del processo può ridurre gli sprechi di prodotto, i cicli macchina non necessari e l'usura meccanica.

Pertanto, il vantaggio economico di un azionamento a frequenza variabile dovrebbe essere valutato in base alle prestazioni complessive del sistema piuttosto che al solo risparmio energetico.

È importante evitare di dare per scontato che l'installazione di un VFD creerà automaticamente grandi risparmi energetici in ogni applicazione.

Il risparmio effettivo dipende dal funzionamento dell'apparecchiatura.

Ad esempio, un motore che deve funzionare continuamente a circa la massima velocità nominale può avere un potenziale di risparmio energetico inferiore rispetto a una pompa o un ventilatore con una domanda ampiamente variabile.

Prima di selezionare un VFD per un progetto di risparmio energetico, gli utenti dovrebbero valutare:

1. Velocità operativa attuale del motore

2. Orari di funzionamento giornalieri

3. Variazione del carico

4. Metodo di controllo del flusso o della pressione esistente

5. Velocità minima e massima richiesta

6. Costo dell'elettricità

7. Specifiche del motore

8. Requisiti del processo

Una corretta analisi dell'applicazione aiuta a determinare se il controllo a velocità variabile è tecnicamente ed economicamente appropriato.

La corretta selezione dell'unità è essenziale.

I fattori importanti includono:

• Tensione nominale del motore

• Corrente nominale del motore

• Potenza del motore

• Tipo di carico dell'applicazione

• Capacità di sovraccarico richiesta

• Temperatura ambiente

• Ambiente di installazione

• Requisiti di comunicazione

• Metodo di controllo

La selezione di un VFD basata solo sulla potenza in kW del motore potrebbe non essere sufficiente.

È necessario considerare anche la corrente del motore, i requisiti di servizio e le caratteristiche dell'applicazione.

Per progetti industriali impegnativi, il supporto alla selezione tecnica può aiutare a prevenire il sottodimensionamento o il sovradimensionamento non necessario.

Danfoss ha una vasta esperienza nel controllo di motori a velocità variabile e fornisce soluzioni di azionamento per un'ampia gamma di applicazioni industriali.

A seconda dell'applicazione, le famiglie di azionamenti Danfoss comunemente utilizzate nei sistemi di motori industriali includono:

• VLT® HVAC Drive FC 102

• VLT® AQUA Drive FC 202

• VLT® AutomationDrive FC 302

• VLT® Micro Drive FC51

• VLT® AutomationDrive FC 360

Diverse famiglie di azionamenti sono progettate per diverse applicazioni ed esigenze.

Ad esempio, le applicazioni HVAC e idriche possono dare priorità al controllo efficiente di pompe e ventilatori, mentre i macchinari industriali possono richiedere prestazioni di coppia e velocità più avanzate.

La scelta della serie appropriata è quindi una parte importante della progettazione del sistema.

Per i clienti che necessitano di un'alternativa flessibile ed economica,Azionamenti a frequenza variabile Yongsenfornire soluzioni per un'ampia gamma di applicazioni di controllo motore.

I VFD Yongsen possono essere applicati ad apparecchiature quali:

• Pompe

• Tifosi

• Trasportatori

• Macchinari di produzione

• Attrezzature per l'imballaggio

• Sistemi di movimentazione dei materiali

• Macchinari industriali generali

Il nostro obiettivo è fornire controllo motore stabile, funzionalità pratiche e soluzioni competitive per produttori OEM, distributori, integratori di sistemi e utenti industriali.

La cooperazione OEM e ODM è disponibile anche per i clienti con requisiti specifici di prodotto e applicazione.

Quando si acquista un VFD, il prezzo iniziale del prodotto rappresenta solo una parte dell'investimento complessivo.

Anche gli utenti industriali dovrebbero considerare ilCosto totale di proprietà (TCO).

Ciò può includere:

• Costo di acquisto iniziale

• Installazione

• Messa in servizio

• Consumo di elettricità

• Manutenzione

• Tempi di inattività

• Pezzi di ricambio

• Vita utile dell'attrezzatura

Un'unità a basso prezzo non garantisce necessariamente il costo più basso a lungo termine se l'affidabilità, l'efficienza o il supporto tecnico sono inadeguati.

Allo stesso modo, la soluzione più costosa non è automaticamente la più appropriata.

L'obiettivo dovrebbe essere quello di selezionare un'unità che fornisca il corretto equilibrio tra prestazioni, affidabilità, efficienza energetica e costi di investimento per l'applicazione.

Gli azionamenti a frequenza variabile sono sempre più integrati con i moderni sistemi di automazione.

Attraverso la comunicazione con PLC, HMI, sensori e altre apparecchiature di controllo, il funzionamento del motore può essere regolato in base alle condizioni di processo in tempo reale.

Un sistema intelligente può regolare automaticamente la velocità del motore in base a:

• Pressione

• Temperatura

• Fluire

• Domanda di produzione

• Livello del serbatoio

• Stato della macchina

Ciò crea opportunità sia per un migliore controllo del processo che per un uso più efficiente dell’energia.

Man mano che l’automazione industriale continua a svilupparsi, i VFD rimarranno un importante collegamento tra motori elettrici e sistemi di controllo intelligenti.

Ridurre il consumo energetico industriale richiede molto più che il semplice acquisto di attrezzature efficienti. È necessario comprendere come e quando viene utilizzata l’energia.

Gli azionamenti a frequenza variabile forniscono un modo efficace per abbinare la potenza del motore alla domanda effettiva del processo.

In applicazioni quali pompe, ventilatori, sistemi HVAC, trasportatori e macchinari industriali, i VFD correttamente selezionati e configurati possono migliorare l'efficienza energetica fornendo allo stesso tempo un avviamento più fluido, un migliore controllo del processo e uno stress meccanico ridotto.

Tuttavia, i potenziali risparmi variano a seconda delle applicazioni, rendendo essenziali la corretta analisi del sistema e la selezione del VFD.

Se un progetto richiede di essere stabilitoAzionamenti a frequenza variabile Danfosso flessibileSoluzioni VFD Yongsen, il nostro team è in grado di supportare i clienti industriali con la selezione degli azionamenti, l'abbinamento delle applicazioni, la cooperazione OEM e ODM e l'assistenza tecnica per progetti di controllo motori.