Il VFD fornisce una coppia costante? Spiegare la risposta e mostrare come lo fa o come non lo fa.

Carichi a coppia costante

Con carichi a coppia costante, la coppia non è una funzione della velocità. Al variare della velocità, la coppia rimane costante e la potenza varia linearmente con la velocità. I carichi a coppia costante fanno sì che i motori assorbano una corrente relativamente alta a basse velocità rispetto alle applicazioni a coppia variabile. Per questo tipo di utilizzo, il VFD deve essere in grado di fornire un'elevata coppia di avviamento (1,5 volte o più il tasso nominale) per superare l'attrito statico e l'inerzia del carico.

Figura 1: Profilo coppia - velocità dei carichi a coppia costante

La figura 1 mostra il grafico coppia-velocità e

potenza-velocità per carichi a coppia costante. La coppia rimane costante fino alla velocità di base/piena.

Per mantenere una coppia costante, che è direttamente collegata alla corrente, la tensione che va dal VFD al motore viene aumentata all'aumentare della velocità. Su un motore a 460 Volt, 460 Volt viene applicato al motore solo quando la velocità raggiunge i 60 Hz. Si ottiene una coppia costante perché il VFD sta aumentando la tensione al motore mentre aumenta la velocità. Questo viene visualizzato dal grafico Volt/Hz mostrato nella Figura 2. In questo grafico, quando il VFD è impostato su 30 Hz, applica 230Volt al motore e quando il VFD è impostato su 60Hz, 460 Volt sono applicati al motore. Questa relazione mantiene la corrente e la coppia al motore relativamente costante.

Le applicazioni tipiche sono: Traction Drives,

Compressors, Conveyors, Mixers, and Hoists.

Figure 3: Motor-Driven Hoist

Figure 3 shows a motor driven hoist which is a

good example for constant torque loads. The

Tension, T in the cable is,

T=Mass in kg× Accel due to gravity

T= 1000 kg × 9.81m/s^2 = 9810 N

The torque, τ applied by the load at the drum

will be given by

Torque=

Torque = 9810 × 0.25 = 2500

Consider the maximum hoisting speed to be 0.5

m/s. We want this to correspond with the motor

base speed of 1500 RPM by using a suitable gear

ratio (i.e., 80:1). The load torque as seen at the

motor side will be reduced by a factor of 80, from

2500 Nm to 31 Nm. As shown in Figure 1, the VFD

should be tuned to the motor to deliver a 100%

Full Load Torque (i.e., 31 Nm) up to 100%

base/full Speed (i.e., 1500 rpm).