Inverter: controllo velocità, inversione di marcia, tempi di accelerazione e decelerazione

Inverter e controllo V/f

L'inverter è un convertitore statico AC-DC-AC: raddrizzatore a diodi, DC link con condensatori e ponte a IGBT. Alimenta il motore asincrono con tensione trifase a frequenza variabile. Il controllo mantiene V/f costante per preservare il flusso magnetico e la coppia massima; per un motore $230\,\mathrm{V}/50\,\mathrm{Hz}$ la costante è $4{,}6\,\mathrm{V/Hz}$ ($230/50$). La velocità di sincronismo segue $n=\frac{60\cdot f}{p}$, con $n$ in giri/min, $f$ in Hz e $p$ coppie di poli. L'inverter eroga tipicamente $0{,}5\div100\,\mathrm{Hz}$.

Rampe e inversione

I tempi di rampa regolano accelerazione e decelerazione, in secondi da 0 Hz alla frequenza massima.

• Tempi brevi ($<2\,\mathrm{s}$): coppia di spunto elevata e picchi di corrente fino al $200\%$ del nominale.
• Tempi lunghi ($>10\,\mathrm{s}$): riduzione degli shock meccanici e minore usura dei freni.

La frenatura può usare una resistenza di dump o la rigenerazione verso la rete. Per l'inversione di marcia l'inverter decelera a 0 Hz, attende la smagnetizzazione ($1\div3\,\mathrm{s}$), inverte la sequenza U-V-W e accelera nel nuovo senso. Le protezioni includono sovracorrente ($>150\% I_{\mathrm{nom}}$), sovratemperatura del dissipatore IGBT ($>75\,^\circ\mathrm{C}$) e sottotensione del DC link ($400\,\mathrm{V}$ minimo per bus $540\,\mathrm{Vdc}$).