Le mucche nelle stalle richiedono un'adeguata ventilazione per favorire il loro benessere ed evitare le malattie. Grandi ventilatori appesi al tetto aiutano ad asciugare il pavimento e ad abbassare l'umidità, mentre rimuovono gli odori e i gas prodotti dalle eiezioni e dalla respirazione. Questo riduce i problemi di igiene degli zoccoli e delle mammelle, anche nei mesi invernali. Durante l'estate, il calore eccessivo può provocare disagio agli animali, portando a una minore efficienza riproduttiva e a una ridotta qualità e produzione di latte. I sistemi di ventilazione aumentano il flusso d'aria sugli animali, riducendo il rischio di stress da calore.
L'affermato fornitore Bioret-Agri fornisce agli allevatori prodotti innovativi per il comfort degli animali dal 1983, con particolare attenzione alle mucche da latte. Montato sul soffitto della stalla, il loro sistema di ventilazione è unico nel fornire un flusso d'aria a 360°, riducendo lo stress da calore degli animali (Figura 1). Per migliorare ulteriormente l’ambiente e ridurre il consumo energetico, stavano cercando di passare da un motore a induzione (IM) a uno a magneti permanenti (PM). Ciò richiedeva un inverter per motori adeguato.
La soluzione originale basata su IM offriva solo un semplice controllo on/off. Il passaggio a un motore PM offriva la possibilità di aggiungere un controllo della velocità variabile che rispondesse alla temperatura della stalla. Questo garantirebbe che il consumo di energia sia ridotto e che il rumore della ventilazione sia mantenuto al minimo possibile. Con stalle che raggiungono fino a cento metri di lunghezza, è possibile installare più ventilatori lungo la lunghezza del tetto. Pertanto, la soluzione con Inverter avrebbe dovuto comunicare con gli altri ventilatori per garantire un flusso d'aria uniforme in tutto l'edificio.
Dopo aver esaminato i requisiti dell'applicazione, il team di ingegneri di Delta ha proposto la serie ME300 dal suo ampio portafoglio di motoinverter. Era l'ideale per il motore PM a commutazione elettrica da 2,2 kW selezionato, che supportava la velocità massima di 1.800 RPM. Questo azionamento compatto a controllo vettoriale è stato ridotto del 60% in volume rispetto agli azionamenti della generazione precedente, consentendo una facile integrazione nel ventilatore Bioret-Agri Cyclone 360. Il design senza viti delle morsettiere semplifica la fabbricazione, mentre il suo filtro EMC integrato di classe A (C2/C3) permette di risparmiare spazio. Grazie alla sua disposizione ottimizzata dell'hardware e al design anti-inquinamento, si è rivelato ideale per resistere alla polvere e alle fibre prevalenti nelle stalle.
Come molti progetti recenti, Bioret-Agri e Delta hanno affrontato delle sfide durante lo sviluppo del Cyclone 360 a causa delle restrizioni imposte da Covid. L'ME300 può essere parametrizzato per adattarsi al motore che viene azionato. Tuttavia, senza un accesso diretto al motore in loco, il team di Delta è stato costretto a commissionare a distanza l'ottimizzazione del sistema richiesta. Il controllo dell'utente è implementato con un semplice segnale on/off, mentre una singola uscita indica un qualsiasi errore del sistema. La velocità del ventilatore su più Cyclone 360 è sincronizzata tramite un'uscita analogica che si collega ad ogni successivo inverter del motore ME300.
Il Cyclone 360 funziona al 20% della sua velocità massima quando la temperatura è compresa tra 3°C e 18°C. Quando la temperatura sale oltre, la velocità del motore aumenta. Il nuovo ventilatore ha dimostrato di consumare fino al 32% in meno di energia rispetto al precedente modello basato su IM. Per migliorare ulteriormente la funzionalità del sistema, si prevede di integrare la capacità agganciarsi in velocita nel prossimo aggiornamento del firmware dell’ME300. Questo permette all'inverter di sincronizzarsi alla corretta velocità, nel caso in cui il ventilatore stia già ruotando, senza dover prima portare il rotore all'arresto.
"Questo è stato un progetto entusiasmante, molto diverso dalle tipiche applicazioni industriali che affrontiamo di solito", ha detto Jean-Charles Cuzin, Field Application Engineer di Delta Electronics. "Covid ha aggiunto delle sfide allo sviluppo, ma l'intraprendenza e la dedizione del team ci hanno permesso di superarle". Yannick Daubelcour, responsabile R&S di Bioret-Agri, ha dichiarato: "Il supporto professionale fornito da Delta Electronics e dal partner locale ci ha permesso di raggiungere i nostri obiettivi di progettazione. Il Cyclone 360 rimane un leader nell'innovazione dei sistemi di ventilazione per stalle, e quest'ultimo design migliora il benessere degli animali essendo più silenzioso nel funzionamento e più basso nei costi energetici".