Esclusiva web: Bypass e backup VFD: quale dovresti usare?

Obiettivi formativi

1. Imparare le differenze tra le soluzioni tradizionali al guasto del VFD e le metodologie più recenti, nonché i pro e i contro di ciascuna.

2. Descrivere un semplice processo di selezione per garantire che l'applicazione sia adeguatamente protetta e sottoposta a backup nel modo più economico.

Originariamente introdotti come un modo efficiente ed efficace per ridurre il consumo energetico consentendo il funzionamento dei motori a velocità diverse, gli azionamenti a frequenza variabile (VFD) sono diventati comuni nel settore HVAC. Sebbene non vi sia dubbio che la tecnologia VFD aiuti a risparmiare energia, sfortunatamente nei primi anni era alquanto inaffidabile. Il bypass del VFD è stato introdotto per alleviare le preoccupazioni relative all'affidabilità e ha svolto un ruolo significativo nell'aumento dell'utilizzo del VFD.

Un bypass meccanico tradizionale funge da sistema di backup per garantire che l'apparecchiatura rimanga operativa quando o se un VFD si guasta. Un bypass è essenzialmente un avviatore motore integrato nel (attorno) al VFD per mantenere il controllo dell'applicazione a piena tensione (attraverso la linea). Il backup consente all'applicazione di funzionare alla massima velocità finché non viene risolto il problema con il VFD.

Il bypass, insieme al VFD, sono diventati i punti fermi della tipica configurazione HVAC e nel corso degli anni si sono fatti strada nelle specifiche di quasi tutti i consulenti tecnici. Il problema è che la maggior parte delle specifiche oggi si basa ancora sull'idea che i bypass siano sempre necessari. I VFD, come la maggior parte dei dispositivi elettronici, sono migliorati notevolmente da quando sono stati inventati. Ora sono più affidabili e hanno tassi di fallimento estremamente bassi. Sono anche molto più compatti ed economici rispetto agli anni passati.

Recentemente, i produttori di VFD hanno sviluppato bypass nuovi e migliorati, nonché pacchetti di azionamento motore con funzionalità ridondanti complete. Le opinioni abbondano su quale backup o bypass debba essere utilizzato per le varie applicazioni HVAC, ma esistono poche guide che forniscono una risposta definitiva. Per comprendere meglio il processo di selezione, è importante esaminare innanzitutto i pro e i contro dei vari bypass e backup disponibili.

Bypass tradizionale

Un bypass tradizionale è costituito da un avviatore motore separato, interbloccato meccanicamente con il contattore di uscita VFD associato in modo da consentire solo al VFD o al bypass di azionare il motore in un dato momento. La maggior parte dei bypass tradizionali utilizza automaticamente il funzionamento "manuale" per attivare il bypass. In altre parole, qualcuno deve attivare manualmente il bypass nel caso in cui il VFD si guasti. È possibile utilizzare un relè di guasto del VFD per avviare automaticamente il bypass in base a un guasto del VFD, ma solo se il VFD non è danneggiato. I bypass tradizionali sono disponibili anche nelle varianti a 2 o 3 contattori. Un bypass a 3 contattori (Figura 1) introduce un contattore aggiuntivo o un interruttore di isolamento del VFD che disconnette il VFD dall'alimentazione. Ciò consente all'elettricista di rimuovere completamente il VFD mentre l'applicazione è in esecuzione in modalità bypass. Tuttavia, questo non è consigliabile poiché predispone l'elettricista a lavorare in prossimità di cavi ad alta tensione. Un bypass a 2 contattori è sufficiente per la maggior parte delle applicazioni che richiedono un bypass e non fornisce un isolamento completo del VFD. Tieni inoltre presente che i codici locali possono limitare la configurazione effettiva.

Le caratteristiche comuni di un bypass tradizionale includono:

Il bypass tradizionale è facilmente disponibile. Altri vantaggi sono che è poco costoso rispetto ad altri backup, consente il controllo del sistema di automazione degli edifici (BAS) ed è estremamente affidabile.

Lo svantaggio è che un bypass tradizionale non offre una protezione avanzata del motore, necessita di relè per il controllo automatico e non ha funzionalità di avvio graduale. La comunicazione con BAS è limitata e comunica solo stato/guasto. Tutto il risparmio energetico viene perso e il consumo non viene monitorato in modalità bypass. Infine, il bypass tradizionale offre solo il funzionamento a 60 Hz.

Bypass elettronico (bypass intelligente)

Il bypass elettronico è stato recentemente introdotto per risolvere una serie di problemi legati alla logica integrata e alla protezione avanzata del motore. Questo bypass basato su microprocessore (Figura 2) offre funzionalità avanzate come la protezione da perdita di fase, guasto a terra, sovra/sottotensione e sovra/sottoalimentazione. Queste funzionalità di protezione vanno ben oltre ciò che offre un tradizionale sovraccarico termico. I bypass elettronici in genere includono anche una disposizione che consente al BAS di comunicare direttamente con il bypass in caso di guasto del VFD. Questo dovrebbe essere coordinato con il produttore del software BAS. Il bypass elettronico consente agli utenti di selezionare determinate condizioni in cui desiderano che il bypass venga avviato automaticamente e incorpora altre funzionalità che tradizionalmente sarebbero supportate solo dal VFD (registrazione dei guasti, ritardi, ecc.). Sul mercato sono disponibili anche bypass elettronici che integrano la misurazione della potenza di livello ANSI completo e BACnet o altre interfacce di comunicazione per consentire controllo e comunicazioni senza soluzione di continuità sia in modalità VFD che bypass.