MST_K05VF - INVERTER PER MOTORI ASINCRONI MONOFASE - 3

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Funzionamento dell'inverter VFD

L'inverter MST_K05VF e' semplice da utilizzare: basta collegare ai rispettivi connettori l'alimentazione di rete in AC, il motore e pilotare gli ingressi SS e VC del connettore di controllo. Nella modalità manuale tramite uno switch si attiva la partenza e la fermata del motore ( funzione di START/STOP ) mentre mediante un potenziometro si seleziona la velocità del motore.

Funzione di Soft Start e  Soft Ramp

Onde  evitare elevate correnti di spunto sia all'accensione ( partenza da fermo) e durante il funzionamento nel cambio di settaggio  di velocità una rampa di accelerazione/ decelerazione e' applicata quando si passa da  un valore di regolazione ad un altro. Nel caso di partenza da fermo si parla di rampa di accelerazione di soft start mentre durante il funzionamento si parla di soft ramp che può implicare una rampa  di accelerazione o decelerazione.

Impostazione della velocità

Il valore della velocità del motore si setta mediante la tensione sul pin VC del connettore X4. Nella applicazione manuale si utilizza un potenziometro alimentato dai pin GND e V5V del connettore  X4 con il terminale centrale collegato a VC. Questa tensione può essere fornita anche da una scheda esterna ( PLC, Arduino, etc). In realtà tramite la tensione su VC si sceglie la coppia di valori  Ampiezza_Rms - Frequenza della sinusoide in uscita con cui si alimenta il motore. Il range di regolazione parte dalla coppia 220Vrms - 50Hz ( alimentazione piena) al valore minimo di 49.5Vrms - 11,25Hz.  per una tensione di ingresso di Vin=220Vrms (312,5 Vmax).

Ci sono 32 possibili valori selezionabili (il passo e' di 1,25Hz). Il rapporto tra tensione e frequenza è mantenuto costante per tutto il range di regolazione al valore di 220/50=4.4. Per esempio, per un motore a 4 poli la velocità di rotazione RPM e' funzione della frequenza f e del numero dei poli P secondo la formula:

RPM = 120 * f /P

definito come descritto nel tutorial sui motori AC

Per f= 50Hz e P = 4 la velocità  ( massima) di rotazione e' RMP_max = 1500 rpm. La velocità minima del motore sia ha per f= 11.25Hz ovvero RPM_min = 337,5

Protezioni

SAFE START

L'inverter  possiede delle protezioni per salvaguardare l'integrità dello stadio di uscita e la sicurezza dell'utente.
La funzione di Safe Start e' una protezione che evita l'attivazione del motore quando il circuito viene alimentato dall'utente o per il riarmo della tensione di rete a seguito di una interruzione dell'energia elettrica. L'utente, per attivare l'inverter, deve passare per la posizione di STOP e poi andare su START.

Protezione Termica (OTP)

La protezione termica OTP ( Over Temperature Protection)  si attiva quando lo stadio di uscita raggiunge una temperatura di guardia settata a 100°C. Per conoscere la temeprarura dello stadio finlae si utiliiza il sensore di tipo NTC e' presente all'interno del modulo IPM. Il microcontrollore legge la tensione in uscita del partitore che comprende il sensore NTC. Questa tensione rappresenta la temperatura ed e' misurabile anche dal pin 2 del connettore X4. Per indirizzare la tensione VNTC sul pin 2 bisogna agire sul connettore X2. Se la protezione si attiva per ripristinare l'inverter bisogna eseguire una seguenza di STOP e START.

Protezione al sovraccarico (OLP)

La protezione al sovraccarico OLP  si attiva quando la corrente del carico supera una soglia o in occasione di un corto sulla linea di uscita. La soglia di attivazione dipende dal valore dei resistore Rsense di sensing scelto: quando la tensione ai capi del resistore di sensing Rsense, in virtù della corrente I_motor che scorre nel motore, supera la soglia di 0.47V si attiva la protezione spegne lo stadio di uscita molto velocemente.

I_motor= 0.47 /Rsense

Monitor di stato

Tramite il valore dei segnali SS e FOUT del connettore X4 ( a cui si possono collegare dei diodi LED vedi schema collegamenti) si può conoscere lo stato del regolatore:  Di seguito la tabella che riassume le diverse condizioni di funzionamento del regolatore sulla base delle indicazioni dei valori di tensione dei pin SS e FOUT del connettore X4. Si intende che queste funzioni hanno senso per un regolatore alimentato correttamente dalla VIN.( connettore J1 configurato per avere FOUT sul pin2 del connettore X4).

Tabella riassuntiva  dello stato del regolatore in funzione di SS e FOUT

Quando si attivano le protezioni, per poter ripartire, bisogna portare il comando di START/STOP prima nella posizione di STOP e poi in START dopo aver atteso qualche secondo per il raffreddamento dello stadio di uscita o rimosso la condizione di sovraccarico.

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