Calcolo Potenza Assorbita da Quadro Elettrico di una Macchina Industriale

[malta]

Buongiorno a Tutti

Mi ricollego , almeno in parte , a un mio vecchio post ...

Quando vado a calcolare la potenza assorbita da un quadro elettrico di una macchina industriale vado a sommare tutte le potenze , o le correnti , degli utilizzatori (motori , trasformatori , alimentatori ecc.) il grosso dubbio che mi assilla è però quando mi trovo davanti a un motore controllato da inverter. Sul manuale dell'inverter infatti non viene riportata la corrente assorbita ma il dato della potenza attiva espressa in KVA che tiene conto del sovraccarico con il THDI ; nelle applicazioni che noi facciamo il sovraccarico è nullo quindi , confrontandomi con un tecnico degli inverter Mitsubishi , mi dice che in linea di massima per calcolare la mia potenza apparente dovrò moltiplicare per 1,8 i KW nominali del motore che l'inverter controlla. Capite benissimo che se terrò conto della potenza apparente per il calcolo della potenza assorbita , che poi sarà quella che andrò a riportare sulla targa della macchina , nel caso in cui abbia per esempio motori da 37/45 e più KW il risultato che ne uscirà sarà quasi il doppio. Ora questa nota della Mitsubishi forse mi ha messo un po' in confusione ; secondo voi quale è la procedura migliore che dovrei seguire per il calcolo della potenza totale assorbita nel caso in cui mi trovi di fronte a motori gestiti da inverter ?

Grazie

[Livio Orsini]

 

Sul manuale dell'inverter infatti non viene riportata la corrente assorbita ma il dato della potenza attiva ....

 

Se leggi bene il manuale ti da almeno 2 dati per calcolartila potenza dissipata dall'inverter

1. massima corrente in ingresso
2. potenza dissipata dall'inverter

Per il motore la potenza assorbita la ricavi dalla targa === potenza meccanica resa (dato di targa) * cosphi (dato di targa) * rendimento (targa o catalogo)

Se usi la corrente massima assorbita dall'inverter hai gia il dato di potenza apparente di tutto l'azionamento; considera che il cosphi che presenta l'inverter è molto vicino a 1, quindi in pratica hai lapotenza attiva

[StefanoSD]

Esempio. La potenza assorbita di un motore, con i dati di targa di 4 kW è rendimento 0,89:

 

Pas = Pn*10³/eta = 4*10³/0,89=4.494W

Pas = potenza assorbita.

Pn = potenza nominale.

eta = (rendimento).

 

 

 

 

 

[leleviola]

Scusate ma perchè fate un calcolo dal rendimento derivando dalla potenza meccanica la potenza appareente tramite il rendimento? Sui dati di targa del motore vi è riportata la corrente nominale assorbita dal motore alla tensione nominale allo scorrimento nominale del motore per produrre la potenza meccanica dichiarata nei dati di targa, tramite i dati elettrici di tensione e corrente mi sembra banale calcolare la potenza apparente assorbita e cioè radice di 3 x 400 corrente assorbita, questa la potenza apparente assorbita dal motore. La potenza apparente assorbita dall'inverter invece è data dalla corrente massima d'ngresso assorbita dall'inverter per la quale lo stesso inverter deve essere protetto con una protezione rapida a fusibile rapido oppure a protezione termica con interruttore, tale corrente è leggermente più alta perchè tiene in conto della carica dei condensatori sullo stadio di alimentazione del bus DC, quindi è leggermente sovraddimensionata rispetto a quella di utilizzo in marcia dell'inverter ma è comunque la corrente da considerare anche perchè è quella assorbita dall'inverter al momento dell'accensione, non è una corrente continuativa che l'inverter assorbe in maniera continua ma che ne deve essere reso disponibile l'assorbimento, perciò se devi dichiarare una potenza da mettere a disposizione dall'utente è quella la corrente da considerare per calcolare la potenza apparente

Modificato: 23 dicembre 2019 da leleviola

[StefanoSD]

Per essere più precisi trascrivo i dati del motore preso per esempio.

Motore 2 poli trifase: Pn 4 kW – A 7,72 – cosfi 0,88 – rendimento 85% - 2895 1/min.

 

La potenza assorbita è: 4/0,85 = 4,70 kW

La potenza apparente assorbita è: 4,70/cosfi 0,88 = 5,34 kVA

La potenza reattiva è: P_n * tg = 4 * 0,540 = 2,16 kvar

 

 

 

 

 

[StefanoSD]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Modificato: 24 dicembre 2019 da StefanoSD
doppio post

[leleviola]

La potenza dichiarata sulla terghetta non è una potenza assorbita ma è la potenza meccanica resa all'albero dal motore ai giri nominali, di li si ricava pure la coppia visto che Pn = C * n, la potenza dichiarata non è elettrica, quella elettrica te la ricavi facilmente come detto sopra, se utilizzi nel calcolo anche il cosfi ricavi la potenza attiva, quella reattiva la ricavi con il senfi. La potenza apparente non la ricavi dalla potenza meccanica del motore se non conosci il rendimento del motore, come detto sopra basta che fai la moltiplicazione di tensione e corrente per la radice quadrata di 3

[Livio Orsini]

 

La potenza apparente non la ricavi dalla potenza meccanica del motore se non conosci il rendimento del motore,

 

Ha tutti i dati, compreso il rendimento,quindi può ricavarsi tutto conpreso il senphi, visto che dalla trigonometri elementare senphi = radice(1-cophi²).

 

Però basta leggere il manuale per avere il dato di massima potenza assorbita dall'inverter, quindi tutti i conti non sono necessari.

[malta]

Scusate il ritardo nella risposta ma sono rientrato oggi al lavoro e sono andato subito a ricontrollare i manuali ...

Come ricordavo infatti il mio problema , ricollegandomi alla risposta di Livio , è proprio che sul manuale non viene messo il dato di corrente assorbita ma , come si può notare nell'immagine allegata , il dato di potenza d'ingresso espressa in KVA . Se per esempio prendiamo in considerazione la taglia da 55K si può notare che la potenza in ingresso è di 100 KVA , grossomodo quindi il doppio (volendo semplificare tutti i calcoli e considerando grossolanamente che i KW e i KVA siano la stessa cosa) rispetto al motore che ci andrò ad applicare sotto (da 55KW) ; a questo punto mi trovo in difficoltà perché non riesco a capire se sul calcolo della potenza assorbita della mia macchina (dato che dovrò poi imprimere sulla targa del quadro) dovrò tener conto dei 55KW del motore o considerarne 100.

[Livio Orsini]

36 minuti fa, malta ha scritto:

dovrò tener conto dei 55KW del motore o considerarne 100.

 

 

Devi tenere conto di quanto assorbi dalla linea, non della potenza resa dal motore.

Il vallore di 55kW di targa del motore indica la potenza meccanica resa all'albero alla velocità nominale.

[malta]

Quindi tutti i miei calcoli dovranno essere riferiti all'assorbimento , nel caso dell'esempio , di 100KVA … che poi se non erro posso considerarlo come un 100KW visto che il fattore di potenza di un inverter è quasi uguale a 1.

[Livio Orsini]

Esattamente così.

[malta]

Grazie per il chiarimento

Da tempo era motivo di discussione anche con i miei colleghi che calcolavano la potenza assorbita tenendo conto solo della potenza del motore.

[Livio Orsini]

2 ore fa, malta ha scritto:

Da tempo era motivo di discussione anche con i miei colleghi che calcolavano la potenza assorbita tenendo conto solo della potenza del motore.

 

Sono molto.... ottimisti.

[leleviola]

Infatti se calcoli la potenza assorbita dal motore moltiplicando i dati di targa del motore tensione e corrente per radice di 3 noti che la potenza assorbita dal motore è maggiore di quelli meccanica dei dati di targa con un rendimento del 70-80% poi aggiungi la potenza di conversione dell'inverter arrivi a un rendimento totale ancora inferiore, comunque 100kVA assorbiti dall'inverter per un motore di 55kW mi sembrano un po' esagerati, non vorrei che tale potenza sia calcolata con la corrente iniziale di carica dei condensatori, tale corrente è transitoria e solo necessaria alla carica iniziale dei condensatori, bisognerebbe sapere quanta è la corrente assorbita a pieno carico dall'inverter con motore sotto carico nominale, se riesci a reperirla forse è meglio, bisognerebbe controllare i manuali, vero è però che anche se transitoriamente tale corrente di carica iniziale viene comunque assorbita e perciò necessaria in fase iniziale di accensione dell'inverter

[malta]

Quote

100kVA assorbiti dall'inverter per un motore di 55kW mi sembrano un po' esagerati

Tempo fa , confrontandomi con un tecnico Mitsubishi , questo dato (100kVA) dovrebbe esprimere la potenza attiva più sovraccarico (150-200%) più il THDI provocato dall'inverter.

Quote

bisognerebbe sapere quanta è la corrente assorbita a pieno carico dall'inverter

Per la maggior parte delle serie di inverter Mitsubishi non c'è sul manuale il dato in corrente e viene quindi sempre espresso in kVA ; se dai un'occhiata al mio primo post ho descritto come il tecnico Mitsubishi mi ha consigliato di calcolare la potenza apparente per le nostre applicazioni. Resta comunque il fatto che dovrò dichiarare una potenza assorbita dalla mia macchina , di gran lunga superiore a quella che è l'assorbimento del motore e questo ha sempre creato motivi di ampia discussione nel nostro ufficio ; questo mi ha spinto a fare ulteriore chiarezza sul fatto aprendo qui una discussione .

[Livio Orsini]

55 minuti fa, malta ha scritto:

Tempo fa , confrontandomi con un tecnico Mitsubishi , questo dato (100kVA) dovrebbe esprimere la potenza attiva più sovraccarico (150-200%) più il THDI provocato dall'inverter.

 

Se è possibile che ransitoriamente il motore assorba il 200% della corrente nominale, ovvero non limiti, con l'apposito parametro, questo assorbimento allora è corretto usare quel valore di corrente.

 

Se ti ricordi il nome del tecnico, se vuoi, comunicamelo per MP, è abbastanza probabile che lo conosca (ho lavorato per 5 anni con il distributore Mitshubishi, quando non esisteva Mitsubishi Italia).

[malta]

Per la precisione il sovraccarico nelle mie applicazioni è da considerarsi nullo , per gli inverter della serie FR-A741 (inverter rigenerativi) il THD è migliore perché sono dotati di reattanze sulla rigenerazione e quindi la potenza apparente va calcolata (mi ripeto nel mio caso con sovraccarico nullo) 1,4xKW nominali motore ; in tutti gli altri casi 1,8xKW nominali motore.

Quote

Se ti ricordi il nome del tecnico, se vuoi, comunicamelo per MP

si tratta di un fornitore di zona (Alto Vicentino) di prodotti Mitsubishi , non quindi un tecnico ufficiale , ma è molto preparato sull'argomento. Se mi dai il tuo contatto ti invio il nome senza problemi .

[Livio Orsini]

4 ore fa, malta ha scritto:

si tratta di un fornitore di zona (Alto Vicentino) di prodotti Mitsubishi

 

Non fa nulla; io pensavo alla Mitsubishi Italia di Milano, dove ci lavorano alcuni miei ex colleghi.

 

Comunque se non vai mai oltre la corrente nominale considerare 1.4 la potenza del motore è corretto.