Filtro EMC per inverter

[stefanofer]

Buongiorno a tutti, ho un motore da 250 kw attualmente azionato da teleruttori, avendo acquistato un inverter usato di pari potenza da un fallimento, non c'era il filtro, ho provato ad installarlo sulla macchina. Trattasi di un PDrive (ora schneider-electric) MX eco 4V da 250 kw appunto. Riguardo al funzionamento tutto ok, però l'inverter intereferisce su diversi strumenti di misura che sono a bordo macchina e che segnalano valori non reali, naturalmente ho provato a portare la frequenza portante al minimo. Tolto l'inverter è tornato tutto a posto. Dovendo installarlo nuovamente ho pensato all'acquisto di un filtro EMC da installare a monte, ma essendo questo inverter fuori produzione il filtro è molto costoso e di difficile reperimento. Secondo voi posso montare un filtro Omron di pari caratteristiche a posto del pdrive? E' meglio il filtro a monte o a valle dell'inverter? (considerate che tutti gli altri inverter montati hanno il filtro a monte). La linea dall'inverter al motore è lunga circa 7 metri. Vi ringrazio anticipatamente per le risposte

[Livio Orsini]

Per prima cosa devi mettere a norma il collegamento inverter motore con cavi schermati e cavo PE esterno allo schermo.

Difficilmente troverai cavi schermati per quelle correnti, quindi devi prendere 3 corde adatte, twistarle ed infilarle in una calza di rame che nadrà messa a terra lato inverter e lato motore. le 2 terre devono essere rigorosamente equipotenziali, meglio se entrambe collegate al medesimo dispersore.

 

L'ideale poi sarebbe mettere i filtri EMI in ingresso ed in uscita dell'inverter. Dovrebbero essere indicati sul manuale di installazione uso e manutenzione. Ti vengono a costare più dell'inverter ed occupano un volume totale superiore a quello dell'inverter stesso.

Potresti provare con una semplice induttanza trifase posta immediatamente prima dell'ingresso della rete nell'inverter. Calcoli il valore dell'induttanza in modo tale che con assorbimento di corrente nominale ci sia una cdt di circa il 4% del valore nominale di tensione (16V per reti a 400V).

 

Inverter e induttore di rete dovrebbero essere montati in un armadio metallico collegato a terra.

 

In genere con un buon  cablaggio motore inverter, armadi messi a terra ed induttori lato rete i distrubi rientrano entro limiti sopportabili.

[stefanofer]

Grazie per la risposta veloce, il motore ora è azionato da teleruttori quindi i cavi esistenti sono 6 per via dello stella-triangolo, la vedo dura twistare. Sicuramente le terre dell'armadio e del motore sono equipotenziali, in linea d'aria sono a 2 metri l'uno dall'altro e il conduttore PE è abbastanza grosso.

Io avevo pensato di mettere, come faccio sempre, il seguente filtro: Rasmi 3G3RV-PFI3600-SE da 600 A, tra rete e inverter, secondo te è meglio mettere un'induttanza? Non so se può essere utile sapere che l'alimentazione a del quadro elettrico arriva direttamente dalla cabina e quel quadro ha un trasformatore 20KV/400V solo per esso. Le altre macchine sono alimentate da linee che prendono alimentazione da altri trafo.

Grazie

[Livio Orsini]

Con l'inverter ti serve solo una terna di cavi perchè l'avviamento Y/D non è più necessario

 

Un'induttore 3 fase costa meno di un filtro ed ha quasi il medesimo effetto.

 

se hai un trasfo direttamente nel quadro, forse non è nemmeno necessario mettere l'induttore. credo che i problemi nascano per la maggior parte in uscita dall'inverter.

Al limite il filtro è meglio metterlo dopo l'inverter, però ci vuole un filtro appropriato.

 

Io farei le cose per gradi.

Prendi un terna di cvi e fai un'elica anche a passo abbastanza lungo, poi l'infili in una calza. La calza la metterai a massa tramite gli appositi collarini.

Potresti, se possibile, oltre che metterla a terra ad inizio e fine metterla anche in 2 punti intermedi.

Poi provi e vedi i risultati. Hai almeno il 70% di probabilità che i problemi di interferenza sian risolti, comunque se non completamente risolti saranno di molto ridotti.

 

Anche l'alimentazione degli strumenti, ed i segnali che vanno e vengono da essi, se non lo sono già, dovrebbero viaggiare in cavo schermato e distanti e non paralleli al cavo motore - inverter.

[fmussolin]

Oltre a quanto già detto da Livio e che condivido, mi scappa una domanda...

 

Il motore è idoneo per essere alimentato da inverter? Voglio dire, non una prova di qualche decina di minuti, ma mesi e mesi di funzionamento continuo.

La questione sembra banale, ma non lo è. Non tutti i motori elettrici, specie se non proprio di recente costruzione, sono idonei a essere alimentati da inverter.

Ci sono i separatori di fase e le cave sono correttamente isolate? Oltre a questo, a causa delle correnti parassite che ogni inverter, anche il migliore,  "infila" nel motore dovresti prevedere il cuscinetto isolato posteriore che in genere è un pò più piccolo e quindi costa un pò di meno di quello lato carico. Questo per evitare disastrose conseguenze a breve termine con le scariche delle correnti parassite sui cuscinetti.

Ti suggerisco per approfondimento di cercare googlando l'ottima

Guida tecnica n° 5 ABB-Correnti d’albero nei moderni azionamenti in c.a

Li la questione è trattata secondo me piuttosto bene e con cognizione di causa.

 

Buon lavoro

 

[Livio Orsini]

Condivido le considerazioni di fmussolin.

Molto dipende dall'anno di costruzione del motore, perchè i motori recenti di buona qualità, son tutti progettati e costruiti per essere pilotati da inverter.

[stefanofer]

L'inverter l'ho provato, per testarne il funzionamento, per circa una mesata su un motore da 90 kw montato sulla stessa macchina. Ora sul quel motore ho montato un A1000 da 90 kw con filtro. In realtà l'ho preso per montarlo sul motore da 250, un Ansaldo San Giorgio del 77 che gira da una trentina d'anni. A mio modesto parere la qualità costruttiva di quel motore è ottima e spero non gli succeda niente, di inverter nuovi su motori vecchi ne ho montati parecchi (mettendo sempre il filtro in ingresso) e non non ho mai avuto problemi. Qui l'incognita è piuttosto l'inverter, non ho mai montato un pdrive, e le interferenze con gli strumenti elettronici a corredo della macchina. Trattandosi di un azionatore piuttosto grande con cavi di sezione importante, vorrei "azzeccare" l'installazione al primo colpo, senza dover rimetterci le mani.

[fmussolin]

La mia considerazione è  rivolta esclusivamente agli effetti collaterali negativi delle correnti parassite sui cuscinetti; non dubito che il tuo motore sia di buona qualità, anzi è stato costruito in anni dove magari ancora non si tirava tutto all'osso....di buona qualità come detto, ma costruito per funzionare bene con avviamento Y/D, non con inverter. Credimi, se con i filtri sistemi la questione disturbi, non è detto che risolvi anche quella delle correnti parassite  che ti distruggono i cuscinetti e di conseguenza il motore.

Il limite della pericolosità di queste correnti è proprio intorno ai 90 kW o più in generale, all'altezza d'asse 315 dei motori.

Il fenomeno esiste anche sui motori più piccoli ma la sua entità è trascurabile, perchè le correnti sono dell'ordine dei nano/micro A.

Oltre i 90 kW le correnti raggiungono le decine di milliampere e le scariche che si chiudono proprio sul punto di rotolamento della sfera del cuscinetto, provocano la carbonizzazione del lubrificante. In seguito a questo fenomeno, le piste di rotolamento delle sfere si deteriorano e il danno è fatto.

 

 

[stefanofer]

In effetti non avevo considerato questo aspetto, del resto non avevo mai montato un inverter su un motore così grosso, prima di muovermi dovrò informarmi meglio. Tenere d'occhio il cuscinetto dietro o addirittura sostituirlo con uno isolato non dovrebbe essere un problema, per quello davanti le cose cambiano. Devo prima verificare almeno i costi dei cuscinetti. Comunque io l'inveter lo devo mettere in uso prima possibile, vi ringrazio per i preziosi consigli, se pensate che vi possano essere altre criticità su questo argomento vi chiedo di evidenziarmele, se volete vi tengo informato sugli sviluppi.

[Livio Orsini]

Quote

i inverter nuovi su motori vecchi ne ho montati parecchi (mettendo sempre il filtro in ingresso) e non non ho mai avuto problemi.

 

Il filtro in ingresso o filtro di rete, blocca eventuali disturbi,armoniche e altro che possano uscire dall'inverter. Un induttore trifase è già sufficiente per ridurre a livelli accettabili questi elementi disturbanti.

 

Se monti un filtro tra inverter e motore, oltre ad abbattere i disturbi, preservi il motore da buona parte degli inconvenienti dovutia all'elevato dv/dt ed alle armoniche ad alta requenza, perchè il filtro abbatte buona parte delle armoniche e riduce di molto il dv/dt. Riduce anche le correnti parassite, proprio per l'abbattimento delle componenti ad alta frequenza.

 

Nel caso di un vecchio motore, di quella potenza, consiglierei vivamente la spesa di un filtro di uscita.