Inverter Per Controllo Pompa

[batbuffi]

Salve a tutti,

sono nuovo e mi sono registrato perchè ho dei problemi a connettere un INVERTER SV-iE5 monofase (uscita trifase) 0.1 kW, con una pompa SUNTEC VC 63.

La mia pompa necessita di un controllo PWM 220 VAC per funzionare (potenza max 45 W), e lavora in un range di frequenza che va da circa 180 a 400 Hz. Trova utilizzo come pompa per il combustibile nei bruciatori industriali.

Il fornitore non mi ha dato nessuna informazione riguardante il controllo PWM ed ho a disposizione solo questa brochure: http://www.suntec.fr/document/doctechnique/anglais/vc.pdf

In laboratorio avevo questo inverter che riesce a lavorare fino a 200 Hz. L'uscita è però trifase. Quindi cosa ho fatto: ho reimpostato i parametri di fabbrica, ho settato la frequenza in uscita a 200 Hz ed ho connesso una fase (del trifase) in uscita dall'inverter con la fase della pompa. Il neutro l'ho attaccato a monte.

L'inverter funziona e la pompa si muove a 100 Hz. In uscita dall'inverter la tensione è 240 V circa (dal display dell'inverter). Il problema sta che all'aumentare della frequenza, aumenta anche la tensione e dopo un secondo l'inverter stacca e da errore di sovratensione. Come mai?

Dipende dal rapporto V/f (del quale non ho capito ancora niente di preciso) o dalla connessione che ho fatto? Come mai a 100 Hz o meno va ed a salire muore? Qualcuno può aiutarmi per favore?

Allego una foto del mio banco prova

[Livio Orsini]

Il problema sta che all'aumentare della frequenza, aumenta anche la tensione e dopo un secondo l'inverter stacca e da errore di sovratensione. Come mai?

Perchè l'inverter sta facendo il suo dovere, con 230 V d'ingresso non può dare di più, ma se hai impostato la V/f in modo che la tensione cresca, l'inverter, correttamente, segnala errore.

La funzione V/f si imposta mettendo i valori di tensione e frequenza nominali del motore, ad esempio se sulla targa è riportato 400 V e 50Hz, si impostano 400V e 50 Hz. La tensione scenderà progressivamente proprozionalmente al diminuire della frequenza, sino a raggiungere il valore minimo di tensione.

Comunque tu stai cercando di distruggere il tuo motore che non è fatto per essere pilotato da un inverter, ma da un controllo PWM, le specifiche dicono chiaramente: "Power source: 100V - 240V (Pulse Width Modulation Circuit Bouard is Required) Ovvero devi usare la sua scheda di comando.

Il grafico della portata specifica chiaramente che gli impulsi variano tra 3 ms e 5.5 ms. Non ci sono informazioni sul periodo totale ma, a sensazione, dovrebbe essere nell'intorno dei 10 ms.

Ti sconsiglio nel modo più assoluto di continuare ad alimentare il motore con un inverter. Procurati il suo alimentatore o, almeno, specifiche precise ed inequivocabili sul tipo di alimentazione del motore.

PWM significa solo Pulse width modulation

[Lucky67]

Per di più questa frase:

For the AC input voltage options, usually the pump output pressure is generated when a half-wave AC voltage is applied.

mi fa dubitare che vada molto bene una sinusoide alternata sulla pompa. A naso mi pare che vadani applicate delle semionde a larghezza controllata..(non per nulla come fa notare Livio sarebbe auspicabile la scheda annessa)

[batbuffi]

Grazie mille per le risposte.

Avete perfettamente ragione. E' che sono giunto a ciò perchè: la SUNTEC (produttrice della pompa) non fornisce il controllo e tantomeno (chiamando addirittura in Francia) non sanno neanche cos'è. Loro vendono la pompa così com'è ed il controllo se lo fa l'utente per l'apposita funzione (plc integrati)..plc che comunque poi controlla anche altre cose.

Molti mi hanno detto che un inverter avrebbe funzionato..ma dubitavo. Ora me lo confermate.. perciò grazie. Tuttavia mi vien da pensare che un dimmer che regola nell'intorno di 2 - 6 ms potrebbe andar bene. Ho provato ( i dimmer dei led a bassa potenza ) e la pompa funziona.. non bene ovviamente e sotto portata nominale.

Se ho capito bene i 10 ms che dice Livio sono la semionda positiva.. il PWM dovrebbe prendere quindi la porzione di semionda positiva che va da 0 a 2 ms fino alla porzione che va da 0 a 6 ms?

Fatto sta che un PWM a 220 VAC nessuno sa cos'è, ne tantomeno come farlo. Il punto è che non sono in grado di costruirmi il circuito. E comprare un PLC che ha la funzione PWM costa minimo 400 Euro. Purtroppo non ho trovato soluzioni low cost (anche perchè la pompa è costata 200 Euro).

Ho necessità di usarla però. Avete soluzioni commerciali da propormi?

[Livio Orsini]

Ma la loro scheda non la vendono? Eppure c'è anche la fotografia nel depliant.

[Lucky67]

SUNTEC (produttrice della pompa)

Dubito che chi costruisce la pompa non sappia come controllarla..secondo me la importano soltanto dal giappone (almeno per quanto ho capito da internet). In ogni caso plc che giocano col pwm ce ne sono anche a meno di 400 euro...l'unico problema è che poi devi mettere qualcosa per farla andare almeno a 110 o 220 V (tiristori o similari) in quanto nei pòc iò segnale di uscita si attesta sui 24V.

[batbuffi]

Ho chiamato SUNTEC Francia e non sanno neanche di cosa si parla.

Ho contattato NIPCON in Giappone e pare siano falliti o giu di lì.

In sostanza.. mi devo arrangiare. Le ho provate tutte. Inverter, dimmer..

Questo PWM non so come farlo.

Ho trovato però questa specifica: http://www.howcon.com/e_ca_vc.pdf

Potete dargli un occhio e dirmi qualcosa di più per favore.. da qui capisco che andrebbe bene per 120 / 230VAC (50 / 60Hz) un Half-Wave Rectifier o un Phase Control Drive Circuit Board o un Pulse Width Modulation Circuit Board.

Grazie

[gabri-z]

Buon giorno a tutti !

Forse viene interpretato male il funzionamento di questa pompa . Per avere una portata di 10 L/h (depliant) , senza alcuna contropressione in uscita , con i determinati ugelli , le servono x impulsi al minuto (dove x è limitato da motivi più meccanici che elettrici , es. inerzia , ed è un dato di catalogo della pompa) . Se invece la pompa trova in uscita una pressione da ''battere'' , si deve ritoccare la lunghezza del'impulso come dal grafico sottostante (depliant) .

In conclusione , la pompa viene comandata con impulsi della stessa lunghezza , in base alla pressione da vincere , ma con una frequenza variabile con la portata desiderata .

Le pompe che uso io per lavoro hanno un massimo di 240 impulsi/min. con portate simili a quella della Tua .

Quando le sento andare a frequenza massima , dubito che una pompa 'normale' a solenoide possa accettare tanti più impulsi al minuto !

[batbuffi]

Si ma quindi le controlli con un inverter che a valle ha un rettificatore che prende solo le semionde positive?

[gabri-z]

Se un generatore di impulsi a frequenza variabile è quello che intendi , si. Attento alla lunghezza del impulso , un rettificatore Ti darà tutto l'impulso mentre Tu hai bisogno di qualche ms , e 2-5 Hz che Ti serviranno hanno una semionda molto più lunga.

Io farei (per le prove), un oscillatore variabile tra o,5-5 Hz (onda quadra) che mi comandi un monostabile da 3 ai 5 ms. A sua volta , questo deve comandare la pompa , attraverso un ... Igbt diciamo .

[gabri-z]

da Lucky:

A naso mi pare che vadani applicate delle semionde a larghezza controllata..(non per nulla come fa notare Livio sarebbe auspicabile la scheda annessa)

Si , di larghezza controllata e oltre questo , NON tutte le semionde ! La frequenza non credo possa superare 5 Hz,

[batbuffi]

Perchè 0.5-5 Hz? Io devo generare una semionda di 12 ms (41.6 Hz, come dice nel grafico http://www.howcon.com/e_ca_vc.pdf) e poi col PWM prendere la porzione che sta nell'intervallo 3-5.5 ms per controllare la pompa.

Stavo pensando alla soluzione Inverter(che mi porta la f a 41.6Hz)+Dimmer(che in teoria regola la semionda)..

[gabri-z]

Hai ragione , avevo letto solo il primo depliant , vuol dire che per motivi di masse in movimento minori , chi sa che altre soluzioni costruttive , si può andare più su in frequenza .

Comunque , il principio è quello.

Stavo pensando alla soluzione Inverter(che mi porta la f a 41.6Hz)+Dimmer(che in teoria regola la semionda)..

Chi Ti dice che i 3-5,5 ms sono gli ultimi dei 12 e non a meta semionda ?Perché la tensione in uscita cambierebbe , no ? Forse sono proprio gli ultimi , e TI andrà bene , ma hai pensato all'ampiezza degli impulsi a 41,6 Hz , quale sarà , che non lo dicono ?

[batbuffi]

Chi Ti dice che i 3-5,5 ms sono gli ultimi dei 12 e non a meta semionda ?Perché la tensione in uscita cambierebbe , no ? Forse sono proprio gli ultimi , e TI andrà bene , ma hai pensato all'ampiezza degli impulsi a 41,6 Hz , quale sarà , che non lo dicono ?

Credo di si perchè se guardi nelle possibilità di controllo sulle specifiche della pompa, accanto all'alimentazione 220 VAC dice che va bene un half wave rectifier ed un phase modulator

[gabri-z]

Vero , ma Ti dicono per caso che i 220 VAC sono a 41,5 Hz ? Non credo . Per qui è chiaro che la loro scheda è Più di un semplice raddrizzatore semionda e un dimmer .

Visto che Ti permettono di andare ai 40 Hz , puoi fare lo stesso come Ti ho detto , variando la frequenza fino ai benedetti 41,5 Hz.

Tutto questo per capire come la devi comandare,dato che dici :

In sostanza.. mi devo arrangiare. Le ho provate tutte. Inverter, dimmer..

Questo PWM non so come farlo.

Vedrai che funziona e poi penserai a come migliorare lo schema , adattarlo alle Tue necessità .

P.S.

Se riesco a ''scovarla'' , ne ho una in garage ; la smonto , cerco di fare ''un'indagine '' sulla scheda e Ti aggiorno , anche se in grosso modo è come Ti ho raccontato ( ho riparato qualcuna , ne ho anche buttate un paio)

[Livio Orsini]

Scusa ma la pompa che dovresti usare è quella del primo foglio o quella del secondo? Perchè ci sono alcune differenze.

In entrambi i fogli specificano che deve essere usata una scheda di controllo e che in fabbrica si può adattare a 4 differnti tensioni di ingresso.

In nessun caso però indicano ne la tensione di alimentazione della pompa, ne la corrente assorbita.

A mio parere bisognerebbe alementarle con impulsi di larghezza variabile, come dai realitivi diagrammi, e frequnza variabile entro i limiti dir egime previsti.

Ritengo che gli impulsi siano rettangolari, ovvero si applichi una corrente continua e si chopperi. Questo anche alla luce di quanto dichiarano come tensioni di alimentazione (ma anche facendo una ricognizione all'ingrandimento fotografico della scheda di controllo, peccato che oltre un certo ingrandimento non si possa andare perchè squadretta.)

[batbuffi]

Grazie ancora per i suggerimenti.

@gabri-z: sospettavo anch'io che la loro scheda fosse qualcosa di più che un semplice raddrizzatore semionda + dimmer

@Livio: Sulla mia pompa c'è scritto 220 VAC. Ci sono 4 modelli della VC 63. Nel secondo link spiega quali. Nel caso l'alimentazione sia davvero ad impulsi rettangolari da DC (chopperi non so cosa significhi poi), come posso fare? E' questo che farebbe un PWM in AC?

Eventualmente avete delle soluzioni commerciali da propormi? grazie

[gabri-z]

Buon giorno a tutti!

Sono riuscito a trovare la pompa ,l'ho aperta ed eccola :

http://imageshack.com/i/0yfx2rj

http://imageshack.com/i/mjjmvkj

http://imageshack.com/i/nrlhwnj

Spero che siano visibili , è la prima volta che provo . Sulla scheda ci sono un microcontrollore (st7flite09m6,in zona centrale della scheda) , un IRF 830 comandato dal micro attraverso un paio di transistor ed un optoaccoppiatore , e due ponti raddrizzatori , di qui uno alimenta lo stadio finale (bobina , IRF) .Quest'ultimo raddrizza direttamente la rete 220 VAC (solo un fusibile di mezzo ) , per qui niente half wave ,in più ,è anche 'quasi' filtrato ( 10nF)

La lunghezza degli impulsi non la posso dire con precisione , ma dato che la frequenza è molto bassa (su questa è da 0 a 3 Hz cca.) , cioè sia udibile che visibile , direi che sono di lunghezza costante , come detto in precedenza .

La bobina presenta in cc una resistenza di 360 Ohm .

[batbuffi]

Grazie mille a gabri-z ed al tempo che stai dedicando a questa discussione. Come pure a tutti gli altri che mi stanno aiutando a capire.

Ma quella pompa dovrebbe essere simile alla mia? ..ossia un solenoide che controlla un pistoncino che va in su e giu? A me sembra più un controllo per motore asincrono.. e la pompa è centrifuga. Dico bene?

E nel caso io sono su piccole potenze..45 W massimi.. lì credo sarà un po' di più.

Infine scusatemi l'ignoranza ma sono un povero ingegnere energetico e non ho ben capito il funzionamento del circuito

[gabri-z]

Buon giorno , batbuffi , di niente !

A me sembra più un controllo per motore asincrono.. e la pompa è centrifuga. Dico bene?

No ! E sempre una pompa a solenoide , solo che fisicamente più grande della Tua ,ed il nucleo metallico mobile non spinge un pistoncino , ma una membrana .

Per quel che riguarda la potenza , Ti sbagli di nuovo , sono 11 W !

Una domanda avrei , ed è importante : Che grado di sicurezza necessita la Tua applicazione ? Su cosa intendi utilizzarla ?

[batbuffi]

Biocombustibili ed oli vegetali. Quella che ho comprato è buona per gasolio/kerosene ma anche (presumo) per olio se scaldato un po'. Pardon ma dalla foto non capivo.. e dalle dimensioni mi sembrava più potente

[gabri-z]

A questo punto presumo che Ti interessa poco variare la pressione in uscita , ma probabilmente la portata (flusso) , vorresti poter modificare .

Si tratta di un travaso o di alimentare un bruciatore ? Cosa può capitare se dovesse fermarsi o accelerarsi senza motivo ?Questo per valutare rischi ,non perché non potresti farla meglio di una commerciale , ma una scheda acquistata dovrebbe essere coperta di una certa garanzia , che non è poco .

[Livio Orsini]

Gabri-z, dalla descrizione che hai fatto della tua pompa sembra quasi un controllo di burst, visto che parli di un frequnza dell'ordine dei 3 Hz. E' ancora più rudimentale del controllo che avevo ipotizzato.

Daltronde se un solenoide che aziona un pistoncino o un membrana non può essere tanto veloce.

Anch'io opterei per un alimentatore commerciale con un minimo di garanzia. Per autocostruirlo bisognerebbe avere una certa capacità ed esperienza, non dico come il nostro Mirko Pitagorico ma ....quasi.

[batbuffi]

Esatto mi serve per un bruciatore.. o perlomeno, qualcosa di simile. Fatto sta che a valle della pompa c'è un riscaldatore e poi un ugello. Ho scelto QUELLA pompa per la portata ridotta e la buona prevalenza..adatta proprio per quel genere d'applicazioni.

Vi chiederei in che siti potrei trovare tale dispositivo di controllo visto che nelle mie ricerche ho trovato poco e niente. Se è necessario costruirselo invece, a chi posso rivolgermi?

Grazie

[gabri-z]

Buona sera Livio , buona sera a tutti !

non dico come il nostro Mirko Pitagorico ma ....quasi.

Con questa frase ......offendi Mirko ! 'ste cose le progetta mentre fa collazione !

Per la frequenza , la pompa che ho presentato è una '' pigra'' , se si possono chiamare veloci quelle che uso fino a poco più di 4 Hz .....

Si prepari la difesa contro la reazione di Mirko !