Guida all'applicazione degli azionamenti HVAC della serie YVF2 di Ever-Power Korea

L'uscita di un inverter (VFD) è una forma d'onda a modulazione di larghezza di impulso (PWM) con picchi di tensione di commutazione da 1.000 a 1.600 V (a seconda della lunghezza del cavo e della frequenza di commutazione dell'inverter) che si ripetono alla frequenza portante da 2 a 16 kHz. L'isolamento degli avvolgimenti standard di classe F, progettato per un'alimentazione sinusoidale, si degrada rapidamente sotto l'effetto di ripetuti picchi di tensione ad alta frequenza. Le scariche parziali nell'isolamento degli avvolgimenti erodono progressivamente l'isolamento del conduttore, causando cortocircuiti tra le spire entro 2-4 anni di funzionamento dell'inverter in assenza di un adeguato isolamento del motore.

I motori IC411 standard utilizzano una ventola montata sull'albero per raffreddare lo statore e l'avvolgimento: il flusso d'aria di raffreddamento è proporzionale alla velocità dell'albero. A 25 Hz (50% di velocità nominale), la ventola di raffreddamento fornisce solo circa 25% di flusso d'aria di raffreddamento a piena velocità. Tuttavia, a 25 Hz il motore produce ancora la coppia nominale e quindi circa 50% di potenza nominale, che genera una notevole quantità di calore che la ventola non è in grado di dissipare adeguatamente. La temperatura dell'avvolgimento aumenta al di sopra del limite di Classe F, accelerando l'invecchiamento dell'isolamento di 2 volte per ogni 10 K di temperatura in eccesso (Regola di Montsinger).

La commutazione PWM degli inverter crea un accoppiamento capacitivo tra gli avvolgimenti dello statore e l'albero del rotore, inducendo una tensione di modo comune sull'albero. Questa tensione sull'albero si scarica attraverso i cuscinetti del motore (il percorso a minore resistenza verso terra), causando un'elettroerosione ad alta frequenza (EDM) delle piste e delle sfere dei cuscinetti. Il danneggiamento dei cuscinetti dovuto alla corrente produce caratteristiche striature e scanalature sulla superficie delle piste, che portano a un aumento delle vibrazioni e al guasto dei cuscinetti entro 6-18 mesi nei cuscinetti standard non protetti che funzionano con inverter ad alta frequenza.

La serie YVF2 utilizza un isolamento degli avvolgimenti di classe H (temperatura massima continua 180 °C) con una formulazione specifica per azionamenti a frequenza variabile (VFD) che include una maggiore resistenza alle scariche parziali. L'isolamento di classe H nella serie YVF2 offre due strati di protezione aggiuntiva rispetto all'isolamento di classe F di un motore Y2 standard:

Nei motori YVF2 con telaio 180M e superiori, il cuscinetto lato non motrice (NDE) è alloggiato in una custodia isolata che interrompe il percorso della corrente dall'albero al cuscinetto e al telaio. La corrente del cuscinetto è costretta a trovare un percorso alternativo verso terra che non coinvolge le superfici di contatto del cuscinetto, proteggendo quest'ultimo dalla maggior parte della corrente circolante.

Un anello di messa a terra conduttivo in microfibra per l'albero fornisce un percorso a bassa impedenza per la scarica a terra della tensione di modo comune dell'albero, senza che questa attraversi il cuscinetto. Consigliato per motori YVF2 superiori a 11 kW con inverter a frequenza portante superiore a 4 kHz, o per installazioni con cavi motore lunghi (oltre 30 m). Disponibile come optional da Korea Ever-Power.

Un filtro dV/dt in uscita sul VFD riduce la velocità di aumento della tensione degli impulsi PWM, limitando la sovratensione di picco ai terminali del motore. Per cavi di collegamento motore-VFD di lunghezza superiore a 50 m, un filtro dV/dt riduce la tensione di picco ai terminali del motore al di sotto del limite di isolamento YVF2, indipendentemente dalla frequenza di commutazione del VFD. Korea Ever-Power raccomanda l'utilizzo di filtri lato VFD per installazioni di ventilatori HVAC con lunghi percorsi di cablaggio dai pannelli VFD centrali alle unità di trattamento aria remote.

La serie Korea Ever-Power YVF2 è un motore progettato specificamente per applicazioni con inverter VFD in sistemi HVAC e industriali. L'YVF2 è disponibile nella Sezione prodotti per motori con inverter VFD Disponibili in una gamma di potenza da 0,75 a 200 kW, con configurazioni a 2 e 4 poli. La configurazione a 4 poli (1.450 giri/min) è lo standard per ventilatori di unità di trattamento aria (UTA), ventilatori di torri di raffreddamento e pompe per acqua refrigerata; la configurazione a 2 poli (2.900 giri/min) è utilizzata per ventilatori centrifughi ad alta velocità e pompe di processo, dove la pompa o il ventilatore sono progettati per funzionare a 2.900 giri/min.

I ventilatori a tiraggio indotto delle torri di raffreddamento utilizzano motori YVF2 a 4 poli da 3,0 a 30 kW. Il controllo tramite inverter modula la velocità del ventilatore per mantenere costante la temperatura dell'acqua di condensazione, riducendo il consumo energetico del ventilatore dal 50 al 70% rispetto ai motori a due velocità a velocità fissa. L'installazione all'esterno richiede un grado di protezione IP55; l'isolamento di classe H è importante poiché il motore espelle aria calda e umida dalla torre.

Le pompe di alimentazione delle caldaie negli impianti a vapore industriali utilizzano motori YVF2 a 2 o 4 poli con potenze comprese tra 3,0 e 55 kW. Il controllo tramite inverter modula il flusso di alimentazione in base alla richiesta di vapore, sostituendo la valvola di controllo del livello del tamburo con un controllo diretto della velocità e consentendo un risparmio energetico della pompa dal 20 al 40% negli impianti a vapore a richiesta variabile.

I ventilatori per l'aspirazione di cucine, cappe aspiranti da laboratorio e parcheggi utilizzano motori YVF2 con azionamento a frequenza variabile (VFD) a controllo di richiesta di CO o CO₂. La velocità del ventilatore si riduce al minimo durante i periodi di bassa occupazione, consentendo un risparmio energetico dal 40 al 60% nei sistemi di ventilazione di edifici commerciali e strutture pubbliche.

Controllo della capacità del compressore del refrigeratore centrifugo tramite motori attuatori delle palette direttrici azionati da inverter o azionamento diretto dell'inverter del compressore. Motori YVF2 da 0,75 a 7,5 kW per l'azionamento degli attuatori delle palette direttrici. L'azionamento completo dell'inverter del compressore utilizza motori YVF2 con la potenza nominale del motore del compressore, in genere da 30 a 200 kW per i refrigeratori di grandi dimensioni.