FILTRI DI USCITA REO Filtri elettrici di potenza per l automazione industriale

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1 INDUCTIVE COMPONENTS Tensione motore dv/dt < 1 kv/µs Corrente di carica I max = 15 A Tensione motore dv/dt < 200 V/µs Corrente di carica I max = 2 A FILTRI DI USCITA REO Filtri elettrici di potenza per l automazione industriale Criteri di scelta dei i filtri di uscita per gli azionamenti con convertitori di frequenza Edizione Gennaio 2003

2 Filtri di uscita per convertitori di frequenza Le basse perdite per commutazione dei transistori di potenza, richiedono ripidi fronti di salita della tensione all uscita dei convertitori. La linea di alimentazione al motore deve portarsi molto velocemente al nuovo potenziale. Ciò ha come conseguenza una corrente di carica capacitiva di valore elevato. Con cavi di lunghezza crescente, la corrente diventa molto elevata e agisce negativamente sul sistema di regolazione dinamico fino a portare il convertitore all arresto di protezione. Con cavi ancora più lunghi, a causa dei gradienti di tensione con valori fino a 6 kv/µs si generano sovratensioni transitorie che sollecitano in misura molto maggiore gli isolamenti. In particolare i motori non nuovi e i motori economici non reggono a lungo questo sovraccarico. Filtri di uscita dv/dt, CNW 816 La linea di alimentazione al motore deve essere una linea schermata, secondo le normative EMC vigenti. Rispetto a una linea non schermata, ha una maggior corrente di carica in particolare fra le fasi e lo schermo. Nasce inoltre una forte componente di disturbo asimmetrica a causa del principio di funzionamento del convertitore. I nostri filtri di uscita dv/dt attenuano questa corrente asimmetrica senza indebolire la corrente simmetrica utile. I disturbi EMC nel campo di irradiazione da 10 a 30 MHz vengono fortemente r idotti. Questa soluzione economica è anche adatta all inserimento all interno di apparecchi elettrici con componenti elettronici poiché i filtri presentano un piccolo campo di dispersione. Filtri di uscita dv/dt CNW 855 Grazie alla loro particolare struttura, i filtri di uscita dv/dt attenuano la pendenza dei fronti di salita della tensione ai valori compatibili per motori asincroni raccomandati dalle nor me VDE Viene in tal modo impedito l insorgere di sovratensioni transitorie su percorsi cavi più lunghi. La struttura stretta e compatta facilita il montaggio e rende disponibile una maggior superficie di appoggio per l installazione di altri componenti all interno dei quadri elettr ici. Grazie al minor volume e ad una massa ridotta, i filtri di uscita dv/dt hanno perdite minori rispetto alle reattanze induttive di uscita convenzionali

3 Reattanze induttive di uscita Le reattanze induttive di uscita convenzionali hanno un ottima capacità di accumulo. Agiscono come induttanza propria in serie e livellano sia la corrente attiva simmetrica sia la corrente di disturbo asimmetrica. La velocità di salita della tensione viene limitata a meno di 500 V/µs. i picchi di tensione conduttore-conduttore ai morsetti del motore sono inferiori a 1000 V. Questa soluzione attenua molto bene i disturbi condotti anche nel campo di frequenze inferiore. L irradiazione elettromagnetica della linea di alimentazione viene attenuata in modo estremo. Vengono ridotte le perdite e le rumorosità tipiche nel pacco ferro motore causate dalle ar moniche. Reattanze induttive di uscita Le reattanze induttive convenzionali sono disponibili anche in custodia IP22 per la protezione contro il pericolo di incendio per contatto con parti calde ad elevata temperatura. La separazione degli ingressi e delle uscite e il semplice design migliorano l estetica e facilitano le operazioni di montaggio. Il design modulare consente una disposizione ordinata dei componenti nel quadro elettrico e riduce il rischio di errori di cablaggio. Filtri formatori di onda sinusoidale CNW 933, Il filtro formatore di onda sinusoidale agisce come filtro passa basso. Trasforma gli impulsi di tensione di commutazione in una tensione con forma sinusoidale. Il funzionamento e il bilancio di perdite dei motori asincroni si comportano come nel nor male servizio di rete. I tipici ronzii dei motori alimentati da convertitori, non compaiono più avendo nuovamente anche le correnti di fase una forma sinusoidale. Il funzionamento confortevole viene ottenuto a spese delle perdite nel filtro. In base all impianto è ora possibile evitare la schermatura dei cavi di alimentazione al motore. Filtri formatori di onda sinusoidale CNW 935, Una frequenza di pulsazione elevata e una lunga linea di alimentazione al motore generano uno spettro di frequenza sfavorevole. Da una parte i fenomeni di risonanza possono portare a sollecitazioni elevate di tensione e di corrente, dall altra il filtro di uscita viene sollecitato ter micamente in modo notevole. Per far fronte a questi fenomeni devono essere impiegati materiali pregiati e particolari tecnologie

4 Confronto delle grandezze di uscita con filtri diversi in uguali condizioni di esercizio Convertitore: potenza nominale 5.5 kw, frequenza di pulsazione 8 khz Motore: potenza nominale 5 kw, corrente nominale 9.5 A Linea alimentazione motore: lunghezza 50 m, cavo schermato Senza filtro di uscita dv/dt > 6kV/µs V max = 1200V I max = 18A Andamento della tensione all uscita del convertitore (CH1) Andamento della corrente all uscita del convertitore (CH2) Con filtro di uscita dv/dt tipo dv/dt < 1kV/µs V max = 1100V I max = 15A Con filtro di uscita dv/dt tipo CNW 855 dv/dt < 500V/µs V max = 950V I max = 6A - 3 -

5 Con reattanza induttiva di uscita tipo o dv/dt < 200V/µs V max = 950V I max = 2A Con filtro formatore di onda sinusoidale o Paragonabile al funzionamento di rete - 4 -

6 Efficacia dei filtri nei confronti dei requisiti di compatibilità EMC, dell affidabilità e della silenziosità di funzionamento e del prolungamento del tempo di vita di linee di alimentazione motori e motor i. CNW 855 Limitazione della pendenza dei fronti di salita della tensione (1) Impedimento dell insorgere di sovratensioni transitorie (1) Com pensazione delle correnti di carica capacitive (1) Attenuazione della rumorosità dei motori Ottimizzazione delle perdite nei motori Attenuazione dell irradiazione elettromagnetica della linea di alimentazione al motore Attenuazione dei disturbi di rete ad alta frequenza (1) valutabile in quanto le caratteristiche sono quelle dell alimentazione di rete Scelta dei filtri in base alle caratteristiche e alla qualità dei motori (2) CNW 855 Motori per convertitori Motori standard costruiti in base alle norme attuali con con Motori Low-Cost adatto adatto con Rifacimento di vecchi impianti con motori esistenti adatto adatto con (2) Da verif icare anche col supporto tecnico del costruttore dei motori - 5 -

7 Scelta dei filtri in base alla lunghezza delle linee di alimentazione ai motori e alla frequenza di pulsazione dei convertitori Linea di alimentazione al motore < 50m Linea di alimentazione al motore 50m 150m Linea di alimentazione al motore > 150m Frequenza di pulsazione del convertitore < 4 khz CNW 855 CNW 855 Frequenza di pulsazione del convertitore 4 khz 8 khz CNW 855 Frequenza di pulsazione del convertitore 8 khz 16 khz Inf ormazioni dettagliate sui data sheet dei componenti Ulteriori opzioni a richiesta: Filtri di uscita per applicazioni speciali (ad es. per trazione elettrica ferroviaria) Sfruttate la nostra esperienza e il nostro know -how per la risoluzione dei Vostri problemi all uscita dei convertitori di frequenza. Sala prove per applicazioni specifiche Con il supporto della nostra sala prove, possiamo simulare applicazioni diverse nel settore degli azionamenti elettrici: - Frequenze di pulsazione fino a 15 khz - Frequenze nominali fino a 400 Hz - Linee di alimentazione motori fino a 1000 m - Potenze nominali fino a 15 kw Possiamo sottoporre a prove anche convertitori specifici in diverse condizioni di carico e in differenti situazioni di esercizio