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1 Document Title Business Unit Product Line Controllo Multimotore Power Controls IRIS BLUE Revision Date Description Paragraph TickRef New release All #8416

2 INDICE 1 Introduzione Controllo Multimotore Vantaggi Risparmio Energetico Esempio Applicativo Impianto con Pompe Inverter Master Modalità di impianto Modalità di Impianto a Velocità Fissa Gestione Slave a Velocità Fissa Applicabilità Modalità di Impianto a Velocità Variabile Gestione Slave a Velocità Variabile Master di Backup Applicabilità Tipo di Comunicazione

3 1 Introduzione Il convertitore di frequenza IRIS BLUE concentra in un singolo prodotto le funzionalità specifiche per la gestione di pompe, trattamento acqua, ventilatori e compressori. Una delle funzionalità specifiche del prodotto IRIS BLUE è la funzione Controllo Multimotore per la gestione, per esempio, di più pompe che lavorano in parallelo sullo stesso collettore o condotto. 2 Controllo Multimotore La funzione Controllo Multimotore integrata nel prodotto IRIS BLUE consente la gestione di più motori in parallelo (fino a 5). 3 Vantaggi La funzione Controllo Multimotore consente di realizzare: regolazioni di portata, livello, pressione, ecc., provvedendo al comando dei motori slave in base alla richiesta del regolatore (PID interno). il bilanciamento delle ore di funzionamento dei motori. lo scambio ciclico fra motori in servizio e motori disponibili alla marcia. con almeno due inverter nello stesso impianto si è in grado di garantire una maggiore continuità di servizio. In caso di guasto tale da non permettere l accensione di uno dei due inverter, quello di riserva provvederà a governare l impianto. consente la predisposizione di un motore di scorta. Il motore di scorta interviene solo in caso di problemi con uno dei motori in servizio. ridurre i costi di manutenzione. Tutto ciò è possibile senza l ausilio di apparecchiature esterne. 3.1 Risparmio Energetico L utilizzo di un convertitore di frequenza con la funzione Controllo Multimotore consente di: Migliorare l efficienza energetica riducendo le perdite legate alle usure meccaniche. Sui carichi con coppia quadratica (pompe, ventilatori, ecc), la riduzione della velocità ha effetti significativi sulla potenza assorbita in quanto quest'ultima si manifesta in funzione del cubo della velocità: riducendo del 20% il numero di giri del motore si ottiene una diminuzione della la potenza assorbita fino del 50%. L utilizzo di tutti i motori in prossimità dei punti di massimo rendimento. 2

4 3.1.1 Esempio Applicativo Impianto con Pompe In impianti idraulici dove la portata richiesta è molto variabile è consigliato l utilizzo di pompe in parallelo. Questa configurazione rende possibile l utilizzo delle pompe vicino al loro punto ottimo di lavoro, che corrisponde al punto di massima efficienza. Durante il funzionamento di una pompa centrifuga il punto di esercizio risulta dall'intersezione della curva caratteristica della pompa con la curva caratteristica dell'impianto. Questo permette di determinare la portata Q e la prevalenza H. Curva caratteristica della pompa Curva caratteristica dell impianto Punto di lavoro Figura 1: Punto di massimo rendimento Una variazione del punto di funzionamento richiede la variazione della curva caratteristica dell'impianto o della curva della pompa. La curva caratteristica dell'impianto può essere modificata solo variando le resistenze al flusso (ad es. cambiando il grado di apertura di'un organo di strozzamento) oppure variando la prevalenza statica (ad es. con una differente altezza del livello dell'acqua o della pressione nel serbatoio). La curva caratteristica di una pompa può essere modificata: o o cambiando la velocità di rotazione inserendo una pompa in parallelo 3

5 Curva caratteristica dell impianto: Variazione della portata utilizzando una valvola di ritegno. Curva caratteristica della pompa: Variazione della portata alterando la velocità di rotazione del motore. Figura 2: Controllo della portata configurazione a velocità fissa Vs variabile La Figura 2 illustra: la potenza richiesta per la variazione della portata a velocità fissa. la potenza richiesta quando la portata viene modificata alterando la velocità di rotazione del motore. La potenza utile fornita dalla pompa è proporzionale alle aree rettangolari ombreggiate. Dalle curve rappresentate in Figura 2 si evince una riduzione significativa di potenza in configurazione a velocità variabile. La curva caratteristica della pompa cambia nella configurazione in parallelo. Per esempio, un impianto costituito da tre pompe identiche installate in parallelo: la curva risultante prevalenzaportata varia in funzione del numero di pompe in esercizio. In questa configurazione ci sono tre possibili punti di funzionamento, come rappresentato in Figura 3. 4

6 Figura 3: Curve prevalenza portata. N.3 pompe in parallelo L utilizzo di un convertitore di frequenza per il controllo dei motori in parallelo consente di coprire tutti i valori di prevalenza-portata previsti dall impianto, quindi di lavorare sempre nel punto di lavoro ottimo del sistema. 4 Inverter Master Come appare dallo schema di principio in Figura 4, all inverter Master vanno mandati: il riferimento della grandezza da regolare la retroazione della grandezza da regolare i comandi (abilitazione, marcia, arresto del sistema, ecc ) lo stato di disponibilità dei motori slave: o in caso siano a velocità variabile, segnale di Inverter OK o in caso siano a velocità fissa con avviamento diretto, segnale di contatto Normalmente Chiuso della termica di protezione al motore o PTC o in caso siano a velocità fissa con Soft Starter, segnale di Soft Starter Ok L inverter Master provvederà a fornire: il riferimento, in caso di motori slave a velocità variabile comandati da inverter il comando marcia/stop ai motori slave 5

7 Figura 4: Schema di principio inverter Master 5 Modalità di impianto La funzione di Controllo Multimotore consente la gestione dei motori in due diverse modalità: Velocità fissa Velocità variabile 5.1 Modalità di Impianto a Velocità Fissa In questa modalità di impianto l inverter Master regola: la velocità del motore M1 per garantire una regolazione accurata della potenza. le accensioni e spegnimenti dei motori slave (fino a 4), secondo i tre criteri descritti in seguito: o Percentuale di potenza di utilizzo desiderata per il motore Master (consente un ottimizzazione del rendimento dell impianto). o Massimo errore di regolazione desiderato. o Massima differenza ore di funzionamento desiderata fra i motori disponibili Gestione Slave a Velocità Fissa La gestione dei motori Slave a velocità fissa può avvenire in due modalità: Avviamento diretto (DOL): consiste nel connettere il motore direttamente alla rete elettrica di alimentazione interponendo semplicemente un teleruttore: 6

8 Figura 5: Schema a blocchi avviamento diretto Avviamento controllato attraverso un Soft Starter: Figura 6: Schema a blocchi avviamento controllato da Soft Starter 7

9 5.1.2 Applicabilità Per un corretto funzionamento dell impianto è necessario che i rapporti fra le potenze dei motori rispondano ad uno dei casi seguenti: Caso 1: Tutti i motori hanno la stessa potenza. Caso 2: I motori hanno diversa potenza, ma rispettano le seguenti regole: a) ad ogni motore di potenza superiore deve corrispondere una combinazione dei motori più piccoli, la cui somma abbia potenza superiore o uguale ad essa b) la potenza del motore collegato all inverter master deve essere maggiore/uguale a quella del motore slave più piccolo. 20 kw 75 kw 15 kw 20 kw 20 kw Rispetta la condizione b Pmaster Pslave più piccolo Rispetta la condizione a Pmotori piccoli Pmotore maggiore Figura 7: Configurazione corretta con motori di potenza diversa 8

10 5.2 Modalità di Impianto a Velocità Variabile In questa modalità di impianto la gestione dei motori viene decisa in base ai tre criteri descritti in seguito: Percentuale di potenza di utilizzo del motore desiderato (consente un ottimizzazione del rendimento dell impianto). Massimo errore di regolazione desiderato. Massima differenza ore di funzionamento desiderata fra i motori disponibili Gestione Slave a Velocità Variabile La gestione dei motori Slave a velocità variabile può avvenire in due modalità: Impianto interamente gestito da inverter IRIS BLUE. Impianto gestito con inverter diversi, per esempio Sinus Penta. Figura 8: Schema a blocchi - modalità di impianto a velocità variabile 9

11 5.2.2 Master di Backup Al fine di garantire una maggiore continuità di servizio in caso di guasto, tale da non permettere l accensione dell inverter Master, è possibile predisporre un Master di Backup (inverter IRIS BLUE) che provvederà a governare l impianto. Figura 9: Schema a blocchi - modalità di impianto a velocità variabile con Master di Backup Applicabilità Per un corretto funzionamento dell impianto è necessario che tutti i motori abbiano la stessa potenza. 6 Tipo di Comunicazione La comunicazione tra i vari dispositivi coinvolti nell impianto può essere guidata attraverso: Segnali analogici/digitali Comunicazione seriale RS485, protocollo Modbus RTU 10

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