L'inverter NPC in azionamenti di MT per motori asincroni - DimacReD

L‟espressione della coppia per bassi scorrimenti e quindi nel tratto stabile può essere scritta,
trascurando s*ZK 2 rispetto a Rr ‟ per i bassi valori di scorrimento, trascurando poi la resistenza
statorica, si ottiene:
L‟espressione della coppia generale può essere riscritta mettendo in evidenza la dipendenza dalla
frequenza, risulta:
Inoltre l‟espressione della coppia massima, trascurando la resistenza statorica, può essere
semplificata:
Le relazioni matematiche precedenti verificano come l‟azionamento possa lavorare in due precise
zone di funzionamento, descritte nel seguito.
a) Diminuzione della frequenza (f ≤ fn ) per diminuire la velocità di rotazione.
La diminuzione della frequenza di alimentazione comporta la contestuale diminuzione della
tensione di alimentazione, questo per mantenere costante il flusso magnetico rotante. Infatti un suo
aumento comporterebbe problemi di saturazione del nucleo, aumento della corrente magnetizzante e
delle perdite nel ferro.
L‟azionamento per frequenze da zero a quella nominale mantiene quindi costante il rapporto Vf/f:
ovvero la tensione varia in modo proporzionale con la frequenza. Da notare come mantenendo
costante il rapporto Vf/f la coppia massima non modifichi il suo valore. In questa zona di
funzionamento il motore genera una coppia costante, che può essere pari a quella nominale.
b) Aumento della frequenza (f > fn ) per aumentare la velocità di rotazione.
Quando la tensione crescendo con la frequenza raggiunge il valore nominale, si è arrivati al limite
del funzionamento con Vf/f costante. Infatti se si desidera aumentare ulteriormente la velocità si
agisce solo sulla frequenza, poiché la tensione ha raggiunto il valore nominale e non può essere più
incrementata. In questa zona di funzionamento viene quindi mantenuta costante la tensione di
alimentazione, con la conseguente diminuzione del flusso magnetico rotante. Diminuendo il flusso,
la coppia massima della caratteristica meccanica diminuisce in prima approssimazione in modo
inversamente proporzionale al quadrato della frequenza.
Nella prima parte di questa zona di funzionamento la velocità di rotore Ω k * f è proporzionale
alla frequenza di alimentazione, il motore è in grado di generare una potenza (C * Ω) costante.
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