V/f - Vettoriale

[razzo1]

Un saluto a tutti gli amici del forum, non ho un problema in particolare, vorrei solo dei chiarimenti

riguardo la possibilità di configurare un inverter in V/F oppure Vettoriale, quali sono i criteri da valutare

per scegliere un impostazione piuttosto che l'altra?.

Che vantaggi ho in V/F rispetto al vettoriale?.

Ho letto in altri Post che in vettoriale si riesce ad ottenere una coppia vicina ai valori nominali anche a frequenze basse, si perde però qualcosa in altre applicazioni??

Grazie Mario

[mrx]

Che vantaggi ho in V/F rispetto al vettoriale?.

Stai confrontando le pere con le patate, in quanto la modalita' V/F controlla il motore in velocita' mentre il vettoriale lo controlla in posizione.

Ho letto in altri Post che in vettoriale si riesce ad ottenere una coppia vicina ai valori nominali anche a frequenze basse, si perde però qualcosa in altre applicazioni??

Le uniche perdite che mi vengono in mente sono quelle di sodi e tempo quando si usa un vettoriale per fare quello che puo fare un semplice V/F

[emanuele.croci]

Ciao,

Vettoriale vantaggi e svantaggi, secondo me.

Vantaggi: hai un controllo migliore del motore, cioè miglior precisione sulla velocità, conoscenza della coppia erogata, miglior coppia alle basse frequenze. Ciò ancora di più SE LAVORI AD ANELLO CHIUSO (cioè con un ENCODER collegato), ma anche ad anello aperto.

Svantaggi:

- talvolta gli inverter vettoriali costano di più del modello simile non-vettoriale (es. Siemens 420 vs 440)

- devi parametrizzare molto bene il motore, fare l'autotuning ed usare più parametri per AVERE questi vantaggi

- non puoi pilotare più motori in parallelo

- se vuoi l'anello chiuso devi aggiungere un encoder + eventuale scheda encoder sull'inverter (costi, cablaggi)

- hai dei limiti sulla taglia motore che puoi collegare (ad es. il motore deve essere >=25% della taglia inverter)

- se lavori in anello aperto (cosa sperimentata purtroppo di recente...) hai una buona coppia ma NON PROPRIO FINO A ZERO HZ, cioè per un sollevamento potrebbe essere necessario aggiungere l'encoder o aumentare di una taglia il motore

Ciao, Emanuele

Stai confrontando le pere con le patate, in quanto la modalita' V/F controlla il motore in velocita' mentre il vettoriale lo controlla in posizione.

what...??????

[peopeo]

MRX mi sa che ti stai confondendo tra pere e patate.

L'inverter vettoriale viene controllato in coppia e non in posizione e la differenza di utilizzo tra uno e l'altro dipende dall'aplicazione meccanica. Se hai necessità di coppie a bassi giri per movimentare carichi con elevate inerzie, un vettoriale è sicuramente più performante di un V/f.

[mrx]

MRX mi sa che ti stai confondendo tra pere e patate.

no,non credo.E' solo che ho ritenuto la domanda molto vaga a cui e' seguita una risposta altrettanto vaga.

Quello che intendevo dire e' che quando si usa un inverter in modalita' V/F, lo si fa per ottenere una data VELOCITA' di rotazione dell'albero motore ( e di conseguenza quello che all'albero e' collegato).

INVECE

quando si usa un vettoriale (NORMALMENTE) lo si fa perche' si ha bisogno di controllare la POSIZIONE dell'albero motore (e di conseguenza quello che all'albero e' collegato).

Certo poi si puo' usare un vettoriale per particolari necessita' dinamiche, si, pero' ritengo che comprendere anche questa risposta significhi iniziare ad addentrarsi troppo nello specifico, perdendo di vista la domanda iniziale

quali sono i criteri da valutare

per scegliere un impostazione piuttosto che l'altra?.

[AndreaC]

quando si usa un vettoriale (NORMALMENTE) lo si fa perche' si ha bisogno di controllare la POSIZIONE dell'albero motore

quali sono i criteri da valutare per scegliere un impostazione piuttosto che l'altra?.

Se hai necessità di coppie a bassi giri per movimentare carichi con elevate inerzie, un vettoriale è sicuramente più performante di un V/f.

Questo si, che è un motivo determinante.

[Livio Orsini]

A parte la trattazione teorica la vera differenza sostanziale tra un controllo vettoriale ed un controllo tensione/frequenza, sta nel fatto che con un controllo vetteriale si controlla la coppia erogata dal motore, tanto che un buon azionamento vettoriale può essere usato in modalità controllo di coppia come se l'azionamento fosse in corrente continua. Questo indipendentemente se si usa ad anello chiuso o ad anello aperto, cioè senza encoder o resolver in retroazione. E' tanto vero che un a nota casa produttrice di ottimi inverter vettoriali e di ottimi motori, suggerisce di usare la configurazione ad anello chiuso solo in caso di impiego per sollevamento.

La chiusura dell'anello è necessaria per conosce l'esatta posizione del rotore rispetto allo statore, onde controllare il flusso.

Si può semplificare il tutto basando la regolazione su di un ottimo modello matematico che prevede, in funzione della misura di determinnati parametri, dove dovrebbe essere il rotore rispetto allo statore.

Più il modello è accurato maggiore è la precisione della stima della posizione. Se non intervengono eventi esterni disturbanti la posizione teorica calcolata coincide con la posizione reale.

Sintetizzando. Il controllo vettoriale non controlla la posizione, ma la misura per poter controllare la coppia.

Ovviamente i concetti che ho espresso sono sintetici e banalizzati.

[AndreaC]

E' tanto vero che un a nota casa produttrice di ottimi inverter vettoriali e di ottimi motori

Qual'è?

[emanuele.croci]

Quello che intendevo dire e' che quando si usa un inverter in modalita' V/F, lo si fa per ottenere una data VELOCITA' di rotazione dell'albero motore ( e di conseguenza quello che all'albero e' collegato).

INVECE

quando si usa un vettoriale (NORMALMENTE) lo si fa perche' si ha bisogno di controllare la POSIZIONE dell'albero motore (e di conseguenza quello che all'albero e' collegato).

Probabilmente sarò anormale... perché ad es. io ho una tipologia di macchina dove è presente un controllo di posizione fatto con inverter V/f e 2 controlli di velocità fatti con inverter vettoriali....

Diciamo che un inverter vettoriale, garantendo una miglior precisione sulla velocità, ti permette anche di essere più preciso se vuoi fare un posizionamento (il quale posizionamento è controllato da un'elettronica quale controllo numerico, scheda asse, plc, in genere esterna all'inverter o in qualche caso incorporata in esso).

Il vettoriale è più preciso in velocità in quanto riceve una RETROAZIONE dal motore (encoder=anello chiuso oppure corrente, tensione = modello matematico = anello aperto).

Il V/f non regola per niente la velocità, si limita a erogare una certa frequenza (proporzionale alla velocità che vogliamo). Dopodiché, essendo il motore a-sincrono, non ne conosciamo in nessun modo la velocità reale. L'errore di velocità è dato dallo SCORRIMENTO del motore.

Infine: concordo su tutto il post di Livio, però la nota casa di inverter (ABB?) che propone l'anello chiuso solo sui sollevamenti è secondo me un po' troppo ottimistica sul suo modello matematico. Secondo me se devi sincronizzare in velocità 2 motorizzazioni o comunque essere estremamente preciso sul controllo di velocità non c'è alternativa all'anello chiuso...

Ciao, Emanuele

[razzo1]

Grazie a tutti per le risposte, a questo punto però mi è venuto un altro dubbio in che modo controllo

la posizione dell'albero in Vettoriale?

[AndreaC]

Guarda la risposta #7 di Livio, è spiegato lì:

encoder o resolver in retroazione

chiudi l'anello di controllo montandolo direttamente sul rotore e collegandolo agli opportuni ingressi della scheda dell'inverter.

regolazione su di un ottimo modello matematico che prevede, in funzione della misura di determinnati parametri, dove dovrebbe essere il rotore rispetto allo statore

lasci aperto l'anello, DESUMENDO la posizione.

Ricordati che

Il controllo vettoriale non controlla la posizione, ma la misura per poter controllare la coppia

[emanuele.croci]

in che modo controllo la posizione dell'albero in Vettoriale?

Ciao,

Come dice appunto Livio, devi avere un trasduttore di posizione (tipicamente, per un motore asincrono => encoder). La soluzione "controllo di posizione ad anello aperto" la scarterei, in genere non è attuabile

(...nell'anello aperto, l'errore di misura sulla posizione possiamo stimarlo MOLTO ottimisticamente pari allo 0.1% dello spazio percorso. A meno che tu non abbia un sensore -tipo proximity- che ti permette periodicamente, ad es. a ogni ciclo, di ricontrollarti la posizione, ti troverai con una posizione sempre più sballata man mano che la macchina lavora...)

Questo encoder a chi lo colleghiamo? A chi ti fa la regolazione della posizione:

- hai un PLC o una scheda assi? potrebbe essere una buona ipotesi collegarlo lì

- non ce l'hai? potresti collegarlo all'inverter... però nota bene che SOLO UNA MINORANZA DEGLI INVERTER VETTORIALI gestisce il controllo di posizione, quindi devi verificare se IL TUO inverter lo può fare...

Come si fa a fare il controllo di posizione?

Ci sono una miriade di algoritmi, il più semplice dei quali è del tipo:

Sono a posizione 9000, devo andare a 10000 => VAI avanti

Sono a posizione 9000, devo andare a 8000 => VAI indietro

La distanza da percorrere |10000-9000| > TOT => vai VELOCE, se no LENTO

Ciao, Emanuele

[mrx]

Credo propio di essermi espresso male e di essere stato giustamente frainteso.

Aggiungo con questo stato di coscienza, queste osservazioni a "emanuele.croci"

Probabilmente sarò anormale... perché ad es. io ho una tipologia di macchina dove è presente un controllo di posizione fatto con inverter V/f e 2 controlli di velocità fatti con inverter vettoriali.

posso essere d'accordo e anche no sull'uso di tali inverter, tutto dipende dalla tua applicazione e dalle relative esigenze dinamiche (nonche' di budget).

Il V/f non regola per niente la velocità, si limita a erogare una certa frequenza (proporzionale alla velocità che vogliamo). Dopodiché, essendo il motore a-sincrono, non ne conosciamo in nessun modo la velocità reale. L'errore di velocità è dato dallo SCORRIMENTO del motore.

il V/F eroga un rapporto costante di tensione/frequenza (quindi varia la tensione e anche la frequenza) e questo rapporto permette di ottenere una buona coppia anche a rotazioni del motore molto distanti dal regime nominale (se aggiungo una dinamo tachimetrica o un encoder o un resolver nulla mi vieta di chiudere l'anello con il plc , per esempio.)

Diciamo che un inverter vettoriale, garantendo una miglior precisione sulla velocità, ti permette anche di essere più preciso se vuoi fare un posizionamento (il quale posizionamento è controllato da un'elettronica quale controllo numerico, scheda asse, plc, in genere esterna all'inverter o in qualche caso incorporata in esso).

L'inverter vettoriale ti garantisce una miglior precisione sulla "polarizzazione" del flusso in modo che questo sia il piu' possibile a 90° gradi con il flusso irradiato dai magneti permanenti del rotore (nel caso del motore brushless).Questo ti permette di avere la massima corrente attiva ... e solo di conseguenza la massima coppia.

... resto in attesa di post

P.s.

Anchio sono curioso di sapere qual'e' quel misterioso inverter citato da Livio, e suppongo pure io si tratti di ABB.Ho letto "Raccolte di guide tecniche per azionamenti in c.a. di ABB" della loro speciale tecnica di retroazione con modello matematico chiamata DTC (DirectTorqueControl) ma non ho mai potuto constatare sul campo la differenza con un normale modello matematico.

senza rancore.

[Livio Orsini]

P.s.

Anchio sono curioso di sapere qual'e' quel misterioso inverter citato da Livio, e suppongo pure io si tratti di ABB.Ho letto "Raccolte di guide tecniche per azionamenti in c.a. di ABB" della loro speciale tecnica di retroazione con modello matematico chiamata DTC (DirectTorqueControl) ma non ho mai potuto constatare sul campo la differenza con un normale modello matematico.

Si mi riferivo a quel produttore.

Noto però che c'è, da parte di qualcuno, scarsa conoscenza delle due tecniche di controllo.

Riassumo banalizzando.

V/f

Si controlla la frequenza. La tensione è funzione di un retta che ha come valore massimo la tensione nominale alla frequnza nominale (p.e. 400v a 50Hz) ed il valore minimo ad una valore di frequenza limite (p.e. 80v a 10z)

La velocità del motore segue approssimativamente la frequanza, la differenza è dovuta allo scorrimento, il cui valore varia in funzione dle carico, della frequenza e di altri parametri.

Vettoriale

Si controlla sia la frequanza che la coppia. per controllare la coppia è necessario conoscere o stimare la posizione del retoro rispetto allo statore. Se si misura la posizione si deve fare uso di un encoder o di un resolver montato sull'albero motore. Se la si stima si fa uso di apposito modello matematico che prevede la posizione del rotore.

Si può realizzare un'ottimo sistema di posizionamento con un controllo V/f, mentre per certe applicazioni in velocità è necessario usare un controllo vetoriale.

Se si vuol realizzare un controllo di coppia come, ad esempio, un controllo di avvolgitura ad anello aperto è indispensabile il controllo vettoriale. Sensorless se ci si limita ad un quadrante, con encoder o resolver se si necessita il controllo su 4 quadranti.

Modificato: 9 settembre 2006 da Livio Orsini

[razzo1]

Grazie a tutti..