Parte 4 - CARATTERISTICHE DI UN INVERTER PER ASCENSORI

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1 Parte 4 - CARATTERISTICHE DI UN INVERTER PER ASCENSORI - Correnti di avviamento elevate - Silenziosità del motore e della ventola - Possibilità di lavorare anche a temperatura ambiente di 50º C senza declassamenti - Conformità alle normative EMC sia per i disturbi radio che per le armoniche a bassa frequenza - Durata di vita elevata - Possibilità di adattamento ai più svariati tipi di motore - Dimensioni compatte - Sicurezza di funzionamento 20 / 37

2 CORRENTE DI USCITA DI UN INVERTER - Dimensionare SEMPRE l inverter in base alle correnti e MAI in base alla potenza del motore. Va ricordato che a parità di potenza la corrente assorbita dipende dal rendimento del motore e dal cos φ. - Scegliere un inverter che abbia la corrente di avviamento di 2 volte la corrente nominale del motore in salita a pieno carico. - Verificare, dal catalogo del costruttore, che la corrente sia garantita anche a 50º C di temperatura ambiente, che facilmente si raggiunge in estate con l inverter chiuso in armadio. - Ogni inverter subisce un declassamento della corrente erogabile se si aumenta la frequenza di commutazione (switching). Verificare che alla frequenza di switching desiderata (il motore non fa rumori fastidiosi), la corrente sopportabile sia uguale o superiore a quella richiesta, quindi che non ci siano declassamenti rilevanti della corrente in funzione della frequenza di commutazione. 21 / 37

3 Ad esempio, alcuni inverter hanno la corrente nominale a 4 KHz con un declassamento del 50% a 12 KHz. In questo caso, con un inverter da 10 A, portando la frequenza di switching a 12 KHz si ha un inverter da 5 A! - Verificare anche l eventuale declassamento delle correnti alle basse frequenze di lavoro del motore. Alcuni inverter hanno la corrente di avviamento che si riduce se la frequenza di uscita è bassa. Ad esempio si può verificare che la corrente di avviamento sia fortemente ridotta a frequenze inferiori a 5Hz, cioè nel momento in cui un motore per ascensore deve compiere il massimo sforzo per vincere gli attriti di primo distacco per muovere la cabina. 22 / 37

4 SILENZIOSITA La silenziosità dell inverter, del motore e dell impianto dipende da alcuni fattori : - Frequenza di switching. Quanto più è elevata tanto più è silenzioso il motore, ma si riduce la corrente erogabile dall inverter in quanto i componenti di potenza (IGBT) sono più sollecitati, quindi scaldano di più. Alcuni inverter riducono automaticamente la frequenza di switching all aumentare della temperatura di lavoro. - Parametrizzazione. Impostare sempre i dati corretti del motore. Con dati errati si introducono rumori e vibrazioni. - Ventola di raffreddamento. La ventola di raffreddamento, in modo particolare di notte, è fastidiosa se non ha un funzionamento regolabile. Per eliminare il problema scegliere un inverter la cui ventola si può spegnere a impianto fermo. - Qualità del motore. Utilizzare motori idonei all uso ascensoristico. 23 / 37

5 CONFORMITA ALLE NORMATIVE EMC - Ogni inverter è una fonte di disturbi per cui ha bisogno di filtri sia per limitare i disturbi in radiofrequenza che per contenere le armoniche di linea (5ª, 7ª, 11ª,13ª ). - I filtri, indispensabili, possono essere interni o esterni all inverter. Per il cablaggio seguire SEMPRE le istruzioni riportate nel manuale del costruttore. - Il certificato di conformità EMC, garantisce il completo rispetto delle normative EN12015 ed EN E opportuno tenerlo presente quando lo si firma. - Per limitare le armoniche e rispettare le normative, devono essere installate delle induttanze di rete che, inoltre, allungano la vita del gruppo inverter-motore. - Prestare particolare attenzione ai cablaggi inverter-motore-encoder che, se non eseguiti come prescritto, oltre alla non conformità EMC, provocano malfunzionamenti ed l inevitabile riduzione della vita dell impianto. Dove è installato un encoder, i cavi di potenza e dell encoder, oltre ad essere schermati, devono essere posti in canaline separate e distanti tra loro di almeno 50 cm. 24 / 37

6 DURATA DI VITA La durata di vita di un inverter dipende principalmente dai componenti di potenza : - Ponte a diodi di ingresso - Condensatori del bus - IGBT dello stadio di uscita Per prolungare il più possibile la vita di questi componenti è necessario : 1) Che la loro temperatura di lavoro sia più bassa possibile (e comunque sempre superiore a 0 ºC), per cui : - Eseguire l installazione in un armadio avente un adeguato ricambio di aria. - Mettere la resistenza di frenatura all esterno dell armadio - Controllare che la ventola di raffreddamento funzioni correttamente. Inoltre, se ad impianto fermo la ventola non funziona,inevitabilmente la sua durata di vita aumenta - Mantenere pulito il dissipatore, che se sporco di polvere o di incrostazioni ha un peggiore scambio termico del calore. 25 / 37

7 2) Proteggere il ponte a diodi di ingresso installando i fusibili extrarapidi di protezione. NOTA : se sono presenti,oltre ai filtri EMI, le induttanze di ingresso, non è necessario installare i fusibili extrarapidi. 3) Rigenerare, quando necessario, i condensatori del bus. Questi ultimi subiscono un degrado dovuto alle correnti di carica e scarica e, se non alimentati per lungo tempo, prima di rimetterli in funzione è necessario : - Se l inverter è fermo da alcuni mesi (ad es. negli alberghi delle stazioni balneari), alimentarlo per qualche ora ad impianto fermo. - Se l inverter è fermo da più di 12 mesi, alimentarlo a tensione ridotta (230 Vac per un inverter da 400 Vac) per almeno un ora, poi a tensione nominale per qualche ora. Le induttanze di ingresso, oltre a rendere conforme l inverter alla normativa EMC EN12015:2005, prolungano la vita dei condensatori del bus perché limitano i picchi di corrente di carica. Con queste precauzioni, i condensatori hanno una durata di vita di almeno 10 anni. 26 / 37

8 4) Gli IGBT dello stadio di uscita subiscono un invecchiamento dovuto alla temperatura che raggiunge la giunzione nel funzionamento, dalle extratensioni che nascono all apertura dei contattori e dai picchi di corrente. Se la temperatura di giunzione viene mantenuta al di sotto di ºC la durata di vita degli IGBT è praticamente illimitata, mentre temperature superiori la abbreviano ; se la giunzione poi raggiunge o supera i 150 ºC si ha l immediata rottura del componente. Quindi, in pratica, la durata di vita degli IGBT dipende : - Dalla parametrizzazione (un inverter programmato male, a parità di carico, ha correnti più elevate e quindi temperature di esercizio più alte che ne abbreviano la vita). - Dalla sequenza dei comandi. I contattori devono SEMPRE aprire e chiudere a inverter spento. - Dalla corrente massima che l inverter può erogare. Ad esempio, con motore da 10 A, un inverter da 10 A avrà vita più breve di un inverter da 20 A / 37

9 - Dalla durata e dall intensità della corrente continua di frenatura negli inverter ad anello aperto. I valori di durata ed intensità devono essere mantenuti al minimo possibile. - Dalla qualità del software dell inverter e dal tipo di motore. - Dalla frequenza di switching, che più è elevata più surriscalda i componenti abbreviandone la vita. - Dal tipo di servizio. Il servizio ascensore, ad esempio è più gravoso di un servizio industriale continuo al 30% di corrente assorbita in più. Inoltre, lo stesso inverter utilizzato con lo stesso motore, se installato in un condominio da 4 piani o in un ospedale o palazzo uffici da 15 piani, non può avere la stessa durata di vita, sia per il diverso numero di corse effettuato, sia per la diversa temperatura che raggiunge la giunzione durante corse aventi durate così diverse. 28 / 37

10 SICUREZZA DI FUNZIONAMENTO La sicurezza di funzionamento si ottiene con : - Blocco della frequenza di uscita ad un valore massimo che non deve MAI essere superato. - Gestione integrata del freno e dei contattori del motore (in caso di guasto il freno non apre e in caso di mancata chiusura dei contattori il motore non si avvia). - Controllo dell apertura e della chiusura del freno ad ogni manovra, quando è presente un freno di sicurezza (es. nei gearless). - Controllo della sequenza di fermata ad ogni corsa per prevenire la rottura dell inverter ed una precoce usura dei contattori. - Controllo della sequenza di comando ad ogni corsa. I comandi di direzione e velocità devono essere attivi in marcia e non attivi dopo la fermata. La ripartenza dopo la fermata deve avvenire dopo un certo tempo. - Diagnostica accurata in modo da rilevare facilmente qualunque anomalia o guasto. Reset automatico degli allarmi non pericolosi per evitare inutili interventi sul luogo, memorizzazione allarmi e guasti. 29 / 37