REGOLATORI di POTENZA A TRENI D'ONDA PER FORNI ELETTRICI

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1 REGOLATORI di POTENZA A TRENI D'ONDA PER FORNI ELETTRICI I regolatori di potenza a treni d'onda RPO permettono di variare su un comando esterno, a livello di segnale, la potenza assorbita da un forno elettrico. La variazione di tensione (e quindi di potenza verso il carico), è ottenuta parzializzando la sequenza delle sinusoidi di rete e non le singole sinusoidi, realizzando così un "treno di onde sinusoidali" nel quale i tempi di conduzione e di blocco corrispondono all'andamento del comando esterno. Il sistema è costituito da: una formazione a diodi controllati in antiparallelo, montati su dissipatore, protetta da fusibili extrarapidi e reti RC, da un dispositivo elettronico di comando e controllo, da uno strumento indicatore della potenza nominale transitante, e da due potenziometri per la regolazione della potenza in manuale e della limitazione della potenza in automatico (lo strumento e i potenziometri sono presenti solo se il dispositivo di comando e controllo è di tipo proporzionale). L'accensione dei diodi, ossia la comparsa delle sinusoidi di tensione, avviene sempre al passaggio per lo zero; analogamente lo spegnimento, che avviene dopo un numero completo di sinusoidi. Nelle esecuzioni standard il comando esterno (digitale o analogico) cambia i periodi di ON e di OFF nell'ambito di un periodo totale di 128 onde sinusoidali, pari a 2,56 sec alla frequenza di 50Hz. In tali condizioni la tensione efficace al carico risulta proporzionale alla radice quadrata del rapporto tra il numero di sinusoidi inviate e il numero totale del periodo; la potenza al carico risulta invece linearmente proporzionale a tale rapporto. Il periodo totale (ON + OFF) è il duty-cicle nell ambito del quale è modulata la regolazione della potenza. La scelta di un tempo standard di 2,56s consente di avere un grado di regolazione della potenza decisamente fine (sono praticamente disponibili 128 gradini di potenza corrispondenti ad una precisione pari allo 0,78% e contemporaneamente un tempo di risoluzione piccolo rispetto alle costanti di tempo dei forni, che sono normalmente lunghe. I dispositivi elettronici di regolazione di tipo proporzionale possono essere forniti anche con periodi di duty- cicle minori e precisamente: 8 onde di tensione pari a un tempo di duty - cicle di 160ms a 50Hz. 16 onde di tensione pari a un tempo di duty - cicle di 320ms a 50Hz. 32 onde di tensione pari a un tempo di duty - cicle di 640ms a 50Hz. 64 onde di tensione pari a un tempo di duty - cicle di 1.280ms a 50Hz.

2 I periodi di conduzione brevi sono necessari quando deve essere regolata la potenza su resistenze, per forni elettrici, che non tollerano sollecitazioni termiche prolungate. Un tipico esempio sono le resistenze a carburo di silicio. PREROGATIVE La regolazione della potenza a treni d'onda sinusoidali presenta notevoli vantaggi, a confronto con i sistemi tradizionali di regolazione: Rispetto ai sistemi che parzializzano la sinusoide della tensione nell'ambito del periodo (sistemi ad angolo di fase) presenta i seguenti vantaggi tecnico - ambientali: funzionamento del sistema a fattore di potenza unitario se il carico è resistivo, e comunque funzionamento con il fattore di potenza del carico assenza di armoniche in rete assenza di disturbi a radio frequenza reiettati in rete assenza di reattori di commutazione (reattori freno) Rispetto ai sistemi tradizionali di regolazione della potenza tramite le prese di un trasformatore presenta i seguenti vantaggi di praticità di conduzione e di economia: funzionamento completamente statico con assenza di organi elettromeccanici, vita operativa praticamente illimitata, assenza di manutenzione elevatissima affidabilità adeguamento automatico alle esigenze di potenza richiesta dal carico senza l intervento di un operatore dimensioni molto ridotte (assenza del trasformatore, dei commutatori elettromeccanici) possibilità di asservimento al comando esterno in modo semplicissimo

3 FUNZIONI Tutti i dispositivi sono dotati di comando di blocco elettronico della erogazione di potenza che impone lo spegnimento completo indipendentemente dal tipo di segnale di regolazione (automatico o manuale). Per il comando di spegnimento completo sono disponibili due canali cui devono essere collegati due contatti esterni: Un contatto NC la cui apertura provoca il blocco dell erogazione di potenza (in assenza del contatto deve essere previsto un ponticello elettrico). Un contatto NO la cui chiusura provoca il blocco dell erogazione di potenza. I contatti esterni, che devono deve essere privi di tensione, commutano 0,25mA alla tensione di 12Vcc. Annullando il comando di blocco si ripristinano le condizioni imposte dal segnale di regolazione (automatico o manuale). In questo modo è possibile condurre il carico in regime ON-OFF con potenza regolabile; è inoltre possibile gestire le pause di potenza imposte dai cicli termici (ad esempio il reversing dei ventilatori) o proteggere il carico nel caso di anormalità (supero temperatura, guasto alla regolazione etc.). I dispositivi di regolazione di tipo proporzionale modulano la potenza su segnale analogico esterno 0 20mA e offrono inoltre le seguenti funzioni: 1. Possibilità, in funzionamento automatico, di limitare la potenza massima assorbita dal forno ad un valore compreso tra 0 e 100%. Il segnale modulante varia la potenza nell'ambito del nuovo valore impostato 2. Possibilità, in funzionamento manuale, di regolare la potenza utilizzando un segnale interno al dispositivo, e ciò indipendentemente dal segnale modulante esterno. In funzionamento manuale è possibile erogare potenza verso il forno anche in assenza del segnale modulante esterno (termoregolatore in avaria). I comandi di blocco elettronico sopra descritti consentono la gestione ON-OFF con valori di potenza predeterminati 3. Possibilità di interfacciare l'unità CENTRALE di GOVERNO UCG dedicata al governo di una batteria di forni elettrici. Questa unità monitorizza la potenza transitante in tutto l impianto, ne compara il valore con quello impostato e, in caso di supero, riduce in modo proporzionale la potenza disponibile a ciascun forno fino al ripristino dell equilibrio tra il valore misurato e quello impostato. Se il valore della potenza impostato coincide con il valore della potenza impegnata per contratto, vengono eliminate le penalizzazioni dovute ai prelievi in supero della potenza contrattuale.

4 CONFIGURAZIONI Le configurazioni dei regolatori di potenza a treni d'onda sono tre e precisamente: 1) Regolatore monofase di tipo proporzionale: è costituito da un dispositivo di pilotaggio diodi che, in automatico, modula la potenza su variazioni di un segnale analogico esterno (0 20mA). La parte di potenza è costituita da due diodi controllati connessi in antiparallelo inseriti su una fase. L'altra fase è direttamente collegata al carico. Il dispositivo può pilotare due formazioni sincrone sulla stessa fase. 2) Regolatore trifase a gradini: è costituito da un dispositivo di pilotaggio diodi che modula la potenza su variazioni di un congegno esterno (es. commutatore). La regolazione dispone di sei gradini (12,5% - 25% - 50% - 75% - 87,5% - 100% della potenza nominale). L'inserzione della potenza avviene su comando digitale esterno utilizzando i comandi di blocco elettronico sopra descritti. Il dispositivo può pilotare formazioni ACS trifasi nelle seguenti configurazioni: carichi, in fase OFF, positiva rispetto al neutro carichi, in fase OFF, negativa rispetto al neutro una formazione total controllata per rete trifase senza neutro per carichi a stella o triangolo con polarizzazione dei carichi in fase OFF al potenziale del neutro virtuale una formazione total controllata per rete trifase con neutro per carichi a stella con polarizzazione dei carichi in fase OFF al potenziale di neutro 3) Regolatore trifase di tipo proporzionale: è costituito da un dispositivo di pilotaggio diodi che, in automatico, modula la potenza su variazione di un segnale analogico esterno (0 20mA). La regolazione avviene in modo continuo. Il dispositivo, per il quale è previsto un modulo aggiuntivo, può pilotare formazioni ACS trifasi nelle seguenti configurazioni: carichi, in fase OFF, positiva rispetto al neutro. Con il modulo aggiuntivo possono essere pilotate quattro formazioni carichi, in fase OFF, negativa rispetto al neutro. Con il modulo aggiuntivo possono essere pilotate quattro formazioni una formazione total controllata per rete trifase senza neutro per carichi a stella o a triangolo con polarizzazione dei carichi in fase OFF al potenziale del neutro virtuale. Con il modulo aggiuntivo possono essere pilotate due formazioni una formazione total controllata per rete trifase con neutro per carichi a stella con polarizzazione dei carichi in fase OFF al potenziale del neutro. Con il modulo aggiuntivo possono essere pilotate due formazioni La possibilità di pilotare più formazioni sincrone con un solo dispositivo consente, in presenza di carichi rilevanti e frazionabili, di ripartire su più formazioni la potenza totale con il duplice vantaggio di poter ricorrere a sistemi a ventilazione naturale e di avere a disposizione una regolazione della potenza, seppur parziale, anche in caso di guasto di una formazione.

5 I sistemi di regolazione possono essere forniti sia assemblati che in parti sciolte. Le parti sciolte sono fornite collaudate corredate di schema elettrico e istruzioni per una facile e corretta installazione. I sistemi assemblati sono forniti in configurazioni concordate con il cliente. La ditta RECON è specializzata nella costruzione di quadri dedicati alla conduzioni di forni a crogiolo per alluminio. I quadri, costruiti in conformità delle direttive UE. La Società RECON pone a disposizione della Clientela la propria trentennale esperienza e competenza per analizzare i problemi relativi ad esuberi di consumo elettrico nei forni elettrici, e affrontare difficoltà di regolazione e di governo della potenza che, spesso, si traducono in costi rilevanti. È in grado inoltre di eseguire impianti di regolazione completi e modifiche su impianti esistenti.