Convertitore di frequenza 50Hz – 60Hz

Apparecchiatura per collaudare macchine e linee di lavoro per aziende produttrici

convertitore di frequenza gruppo motore alternatore

I convertitori di frequenza 50-60Hz costruiti da Intech

Possiamo offrire gruppi Convertitori di Frequenza di taglie di potenza diverse a seconda delle esigenze del cliente.

Sulla base dell’utilizzo e dei carichi che saranno applicati in fase di collaudo dal cliente, utilizzeremo i migliori componenti e macchine esistenti sul mercato anche di diversi costruttori.

Intech Automazione Sistemi non ha contratti di esclusiva con alcun produttore perciò abbiamo la facoltà di scegliere il motore elettrico, l’alternatore e tutta la componentistica elettronica del quadro di comando, tra quanto di meglio il mercato fornisce.

DATI TECNICI DEL MODELLO ILLUSTRATO NELLE FOTO

  • Tensione e frequenza di alimentazione 400 Vac 50 Hz
  • Potenza nominale del motore 850 KVA (costruttore SEVER)
  • Tensione e frequenza di uscita alternatore 400 Vac 60 Hz
  • Potenza nominale dell’alternatore 630 KVA P.F. 0,8 (costruttore MARELLI)
convertitore di frequenza rotante - diffusione delle varie tipologie di frequenza nel mondo
convertitore di frequenza rotante - diffusione delle varie tipologie di frequenza nel mondo

Convertitore di frequenza, cos’è e a cosa serve

La produzione e la distribuzione dell’energia elettrica a livello mondiale ha prodotto soluzioni, che pur fondate sugli stessi principi, sono abbastanza diverse tra paese e paese, proponendo sistemi a diversi valori di tensione e frequenza.

Gli interscambi di prodotti industriali ad alimentazione elettrica tra gli stati, da sempre e maggiormente ora  in regime di Globalizzazione, ha imposto di adeguare le macchine ai valori di tensione o frequenza del sistema al paese di destinazione.

Si distinguono paesi con tensione 380V-50 Hz, 400V-50Hz, 415V-50Hz, 440V-60Hz, 480V-60Hz, etc, ed è quindi sorta l’esigenza da parte dei costruttori di produrre e collaudare macchine destinate a mercati con sistemi elettrici diversi da quello del proprio paese.

Lo straordinario progresso tecnologico ha permesso di ideare e produrre diversi metodi e prodotti per la conversione dell’energia a tensioni e frequenze diverse.

Convertitori di tensione e frequenza più comunemente usati e maggiormente conosciuti

  • Gruppo Elettrogeno, dove un motore endotermico (motori a scoppio, motori diesel, motori ad iniezione, etc) è accoppiato meccanicamente ad un alternatore progettato per ottenere la tensione e la frequenza richieste.
    Questi gruppi normalmente sono applicati dove non vi è alcuna possibilità di sorgente elettrica.
  • Gruppo Motore–Alternatore elettrici, meccanicamente accoppiati dove il motore elettrico allacciato alla rete nazionale fornisce l’energia meccanica al generatore. In questo caso, ad esempio per ottenere una conversione da 50Hz a 60Hz è necessario interporre tra motore e generatore un moltiplicatore di velocità.
    L’impiego di questi gruppi, che possono essere ritenuti ormai obsoleti, è molto più frequente di quanto si creda, avremo modo di osservare più avanti.
  • Gruppo Statico dove non vi è alcun organo rotante e la produzione di energia, a diverse tensioni e frequenze è ottenuto con l’impiego di componenti modulari a semiconduttori che, alimentati direttamente dalla rete commerciale, vengono pilotati con una sofisticata tecnologia (PWM) a microprocessori per erogare potenza con tensione e frequenze variabili.
    L’impiego del gruppo statico ha visto una espansione esponenziale per versatilità, stabilità, assenza di manutenzione, silenziosità, etc, ma necessitano comunque di una sorgente di alimentazione e non sono applicabili ovunque.

La scelta tra le tre possibilità qui indicate sono legate ovviamente alle esigenze e alle caratteristiche del carico o dei carichi, intesi come macchine, a cui il generatore deve fornire energia.

Il Convertitore di Tensione progettato da Intech Automazione Sistemi

Intech Automazione Sistemi ha progettato un suo sistema di conversione tensione e frequenza che prende il meglio dei Gruppi Motore-Alternatore Elettrici e dei Gruppi Statici. Grazie all’esperienza accumulata in tanti anni in questi campi, una esperienza applicativa di alto livello.

La capacità del team tecnico, la flessibilità e l’organizzazione di Intech Automazione Sistemi non si limita alla sola fornitura ma ne cura la scelta in funzione delle esigenze del Cliente, verifica l’adeguamento dei locali, analizza il grado di insonorizzazione eventuale del gruppo, controlla e interviene sull’allineamento e sulle vibrazioni con strumentazione certificata.

Se si tratta di macchine rotanti, progetta e costruisce i quadri di controllo e si occupa di tutti i dispositivi di protezione e infine documenta e certifica ogni aspetto della fornitura.

Convertitore di frequenza 50Hz – 60HzConvertitore di frequenza 50Hz – 60Hz

Motore e Generatore Elettrici accoppiati, perché sono una soluzione qualitativamente migliore

Alcune applicazioni di Convertitori di Frequenza, costituiti da Motore e Generatore Elettrici accoppiati, possono rivelarsi di gran lunga qualitativamente più performanti. Per questi motivi il ricorso alle macchine elettriche rotanti deve essere “rivalutato”. Vedremo alcune problematiche nell’utilizzo quotidiano delle aziende produttrici che devono collaudare prodotti per il mercato estero.

Spesso i prodotti di aziende esportatrici sono, per loro natura, sistemi che introducono disturbi e li immettono nella propria sorgente di alimentazione introducendo alterazioni e distorsioni oltre ad armoniche. Per questo motivo avremmo l’esigenza di disporre di una sorgente di energia che offra una garanzia di un buon collaudo.

Le motivazioni che fanno propendere verso la soluzione di un convertitore di frequenza rotante con l’impiego esclusivo di macchine elettriche debbono soddisfare i seguenti requisiti:

  • La garanzia di un buon collaudo per una apparecchiatura destinata al funzionamento con frequenza diversa dallo nostra rete commerciale si ottiene fornendo una alimentazione con una forma d’onda della tensione perfettamente Sinusoidale alla frequenza identica fornita dalla rete del paese di destinazione. Qualunque disturbo sulla tensione di alimentazione del motore che fornisce energia meccanica al Generatore, non altera in nessun modo la forma della tensione generata in uscita. L’aggiunta eventuale di un volano tra le due macchine attenua egregiamente scostamenti di velocità e l’energia accumulata supplisce a eventuali minime interruzioni della rete commerciale.
    Inoltre, la quasi perpendicolarità del tratto finale della caratteristica coppia-velocità dei moderni motori asincroni offre una solida garanzia di stabilità della frequenza della tensione prodotta dal generatore poiché il punto di carico ha variazioni limitatissime ai diversi carichi.
  • La bassa impedenza di uscita e la perfetta forma sinusoidale della tensione generata da un alternatore non sono ottenibili da un Gruppo Statico poiché il metodo di “costruzione” della forma sinusoidale della tensione, pur estremamente precisa grazie a filtri L-C di uscita, contiene minime “dentellature” ad alta frequenza che, associate ad una impedenza di uscita del convertitore di frequenza statico maggiore di quella di un generatore, possono determinare una distorsione della forma sinusoidale di fronte a carichi distorcenti ed emettitori essi stessi di disturbi sulla sorgente di energia di tipo statico.

I pregi e i difetti delle soluzioni tradizionali

A favore Convertitore di frequenza Statico, la possibilità di generare una qualsivoglia frequenza della tensione di uscita, un alto rendimento, un ingombro ridotto, una buona affidabilità e un favorevole impatto ambientale.

A favore dell’installazione di un gruppo rotante totalmente elettrico, oltre alle caratteristiche tecniche sopra menzionate, sono da considerare l’assenza di emissione di anidride carbonica nell’atmosfera che si avrebbe utilizzando motori endotermici per la fornitura di energia meccanica, il grado di affidabilità e sicurezza di motori e alternatori grazie miglioramenti consolidati in anni e anni di applicazioni, la silenziosità intrinseca.

Per contro. si deve ammettere un rendimento complessivo del Gruppo convertitore Rotante inferiore rispetto al Gruppo Statico, la necessità di predisporre un quadro elettrico per l’avviamento del motore, un maggiore ingombro e un basso fattore di potenza (cosfì) se il gruppo deve funzionare per lunghi periodi a carico ridotto.

Convertitori di Frequenza su misura: le particolari soluzioni di INTECH

Se la richiesta del Cliente si orienta a favore di un Convertitore di frequenza rotante, Intech Automazione Sistemi, oltre alla fornitura, alla installazione e alla manutenzione delle macchine elettriche propone delle soluzioni che migliorano in modo significativo alcune delle note meno positive del Sistema Rotante classico.

Per l’avviamento del motore introduciamo un Inverter a frequenza variabile che porta a regime il gruppo in modo dolce senza punte di assorbimento dalla rete commerciale.

Con il motore dotato di Encoder si ottiene, grazie all’inverter, una precisione di velocità e quindi della frequenza rigorosamente costante.

Il fattore di potenza dell’inverter è praticamente unitario.

Attraverso l’inverter è possibile contemporaneamente migliorare il ridotto “cosfì” del motore nei periodi di funzionamento in assenza di carico, riducendo la tensione al motore per produrre il campo rotante utile a mantenere in rotazione il gruppo e di fatto si attua un parziale rifasamento.

Il sistema con Inverter si presta inoltre ad una estensione della potenza totale installata qualora si renda necessario “parallelare” l’alternatore del gruppo in oggetto, definito “gruppo base”,  con un altro gruppo nuovo o già esistente dotato di  Avviatore Diretto oppure Stella-Triangolo.

Come noto, il parallelo richiede concomitanza di tensione, frequenza e fase tra i due gruppi per cui la presenza dell’Inverter permette, con la possibilità di variazione della velocità, la “ricerca” del sincronismo elettrico e l’aggancio in fase tra le le due macchine

Una evoluzione ulteriore consiste nel dotare l’applicazione con un sistema di supervisione attraverso il quale è possibile monitorare in tempo reale tutte le condizioni operative che consentano una risposta sicura alle “chiamate” in servizio del gruppo.

Questa funzionalità favorisce contemporaneamente il controllo a distanza, oltre che della corretta erogazione di potenza anche i controlli di temperature degli avvolgimenti e dei cuscinetti, il controllo di vibrazioni, efficienza della ventilazione etc.

Il sistema si presta inoltre al collegamento con il gestionale del Cliente per monitorare i cicli di utilizzo, ottimizzare le condizione di impiego e determinarne i costi di gestione.

Come più sopra menzionato il gruppo rotante non presenta un rilevante inquinamento acustico, tuttavia, la possibilità di inserire il gruppo in una cabina insonorizzata e ventilata riduce a zero il residuo di rumorosità udibile consentendo l’affiancamento dell’insieme ad uffici o aziende vicine.

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