Tehnologia NFO Sinus: convertizorul de frecvență cu ieșire sinusoidală pură

Pe scurt: NFO Sinus este un convertizor de frecvență (invertor, variator de turație) dezvoltat și fabricat în Suedia de NFO Drives AB, care alimentează motorul electric cu o tensiune perfect sinusoidală, nu cu impulsuri, ca un convertizor PWM obișnuit. Rezultatul: fără interferențe electromagnetice, fără cabluri ecranate, fără filtre EMC, fără curenți de rulment și cu un curent de scurgere la pământ sub 2 mA, astfel încât se pot folosi întrerupătoare diferențiale de 30 mA pentru protecția persoanelor.

Ce este un convertizor de frecvență sinusoidal?

Un convertizor de frecvență reglează turația unui motor asincron modificând frecvența și tensiunea de alimentare. Prin reglarea turației după necesar – de exemplu la pompe și ventilatoare – se poate economisi până la 70% din energie, conform NFO Drives. Convertizoarele convenționale folosesc tehnologia PWM (modularea în lățime a impulsurilor): tensiunea este „tăiată” în impulsuri scurte, de frecvență mare, ceea ce generează perturbații electromagnetice, atât prin cablu, cât și prin aer.

Convertizorul NFO Sinus transformă frecvența rețelei într-o frecvență nouă, cu o curbă sinusoidală pură. Motorul primește aceeași formă de tensiune ca la alimentarea directă de la rețea, doar cu frecvența și amplitudinea adaptate turației dorite. NFO Drives a fost primul producător care a livrat, din 1996, control al motoarelor electrice fără interferențe, cu undă sinusoidală pură.

Cum funcționează tehnologia NFO Sinus

Pe fiecare fază a motorului, circuitul de comutație NFO („Sinus switch”) este format din două tranzistoare, o bobină și două condensatoare, plus logica și regulatoarele de comandă:

• tranzistoarele comută astfel încât curentul prin bobină are formă triunghiulară; ele se deschid la curent zero (soft switching, comutație „blândă”) și se închid la curent maxim;
• condensatoarele acționează ca tampon și asigură un curent continuu, fără salturi, către motor;
• un regulator calculează momentele de comutație astfel încât tensiunea aplicată motorului să urmărească exact valoarea sinusoidală de referință.

Deoarece impulsurile de comutație nu ajung la motor și nici în cablu, convertizorul este EMC intrinsec: nu produce perturbații prin construcția sa și respectă Directiva EMC 2014/30/UE fără filtre și fără cabluri ecranate.

NFO Sinus comparat cu un convertizor PWM convențional

Avantajele tehnologiei sinusoidale

• Simplu: montaj rapid și economic, fără cabluri ecranate, filtre EMC sau accesorii cu specificații EMC. Convertizorul poate fi montat central, în camera electrică, chiar dacă motorul este la sute de metri.
• Silențios: fără interferențe cu alte echipamente (senzori, sisteme de identificare, comunicații) și fără zgomotul de comutație din motor – important pentru oameni și animale.
• Sigur: fără curenți de rulment, deci motoare cu durată de viață mai mare; fără curenți la pământ, deci protecție diferențială pentru persoane și împotriva incendiilor – cerută adesea în spitale, ferme, fântâni arteziene sau de societățile de asigurare.
• Precis și eficient: cuplu maxim de la pornire și la turații mici, control în frecvență, turație sau proces (regulator PI) și funcție de economisire a energiei la sarcină redusă.

Unde se folosește NFO Sinus

• Sisteme de apă: pompe de puț acționate de convertizoare NFO montate în clădirea stației de tratare, la 460 m de foraje, cu cablurile trifazate neecranate existente.
• Fântâni arteziene: la fântânile arteziene din București (design și instalare Oase), cu cabluri lungi de motor și protecție diferențială obligatorie.
• Sănătate: spitalul universitar din Oslo (Rikshospitalet) a înlocuit peste 300 de convertizoare PWM cu convertizoare NFO Sinus pentru ventilație și pompe.
• Industria de apărare: NFO Sinus a fost primul convertizor de frecvență aprobat de SAAB Kockums pentru nave militare, unde convertizoarele obișnuite perturbau echipamentele sensibile de la bord.
• Agricultură: DeLaval (grupul Tetra Laval) folosește NFO Sinus pentru a evita interferențele cu identificarea automată a animalelor și curenții la pământ care afectează animalele.
• Industrie și alimentar: la Guldfågeln un singur convertizor NFO comandă 8 motoare de transportor prin 360 m de cablu neecranat existent; la Kährs (pardoseli) convertizoarele NFO comandă mașinile de lustruit, cu cuplu maxim la 15–18 Hz.

Gama NFO Sinus Optimal

Gama actuală NFO Sinus Optimal acoperă motoare de la 1,5 la 18,5 kW: 1,5 kW (alimentare monofazată 230 V), 2,2 kW, 5,5 kW, 11 kW și 18,5 kW (alimentare trifazată 380–480 V). Toate modelele au carcasă IP55, ieșire sinusoidală 0–150 Hz, funcție Safe Torque Off, Modbus și RS-485 integrate și clasă de eficiență IE2. Vedeți modelele în categoria Convertizoare de frecvență sinusoidale.

Date despre NFO Drives

• Producător: NFO Drives AB, Karlshamn, Suedia – companie suedeză de tehnologie curată (cleantech), listată pe piața Spotlight.
• Fondată în 1996, pe baza cercetărilor inginerului Ragnar Jönsson (Ideon, Lund) începute la mijlocul anilor 1980; primul produs – un convertizor monofazat de 1,5 kW – a fost lansat în 1998.
• Tehnologie protejată prin brevete în domeniul controlului motoarelor electrice.
• Consultanță, dimensionare și ofertă în România: Edwards.

Întrebări frecvente despre convertizoarele de frecvență sinusoidale

Pot monta un convertizor NFO Sinus fără cablu ecranat și fără filtre EMC?

Da. NFO Sinus respectă Directiva EMC 2014/30/UE fără filtre și fără cabluri ecranate și este certificat pentru această utilizare. Pot fi folosite și cablurile neecranate existente.

Ce distanță poate fi între convertizor și motor?

Singura limită este rezistența cablului. În practică, convertizoarele NFO funcționează la sute de metri de motor – de exemplu 460 m până la pompele de foraj.

Pot folosi întrerupător diferențial (RCD) cu un convertizor de frecvență?

Cu NFO Sinus, da. Convertizorul are un curent de scurgere la pământ de maximum 2 mA, iar întrerupătoarele diferențiale pentru protecția persoanelor declanșează la 30 mA. Convertizoarele PWM au în general 50–500 mA, așa că de regulă nu pot fi folosite cu protecție diferențială.

De ce se defectează rulmenții motoarelor alimentate prin convertizor PWM?

Impulsurile PWM produc descărcări electrice prin rulmenții motorului, care erodează căile de rulare și bilele; uzura poate apărea în câteva luni. NFO Sinus alimentează motorul cu tensiune sinusoidală, deci nu produce curenți de rulment.

Pot comanda mai multe motoare cu un singur convertizor NFO Sinus?

Da, dacă motoarele sunt de aceeași mărime și au sarcină egală. La reglaj se introduc suma curenților și a puterilor motoarelor.

Ce înseamnă „EMC intrinsec”?

Echipamentul nu produce perturbații prin construcția sa și se poate instala fără filtre EMC, cabluri ecranate sau alte accesorii de instalare cu specificații EMC.

Doriți să aflați dacă NFO Sinus este potrivit pentru aplicația dumneavoastră? Contactați-ne pentru dimensionare și ofertă: vă ajutăm să alegeți modelul potrivit după datele motorului (putere, curent nominal, tensiune) și condițiile de montaj.

Sursa datelor tehnice: NFO Drives AB (www.nfodrives.se) – fișe tehnice NFO Sinus Optimal, versiunea 2605/2619, și prezentarea companiei.