Azionamenti Ultra low harmonic, l’innovazione firmata ABB
ABB, multinazionale attiva nei settori della robotica, dell’energia e dell’automazione, ha una lunga storia alle spalle di impegno a favore l’efficienza energetica nel settore industriale e residenziale. Un impegno che può contare oggi su soluzioni innovative, affidabili e sostenibili, capaci di abbassare la bolletta dando una mano all’ambiente. E’ il caso degli azionamenti a velocità variabile (VSD-Variable Speed Drive), apparecchiature che aiutano a risparmiare grandi quantità di energia in impianti funzionanti per lo più in condizioni di carico parziale, come ventilatori, pompe e compressori o applicazioni HVAC più complesse.
Tuttavia il risparmio non è tutto. Con l’elettronica di potenza è importate tener conto anche della cosiddetta “Power Quality”, ossia la qualità dell’energia fornita ai carichi. Ecco perché ABB propone anche azionamenti a bassissimo contenuto armonico (Ultra Low Harmonic – ULH), tecnologia all’avanguardia in grado di ridurre al minimo le armoniche che possono crearsi sulle reti. Di cosa si tratta? Di disturbi elettromagnetici generati da quei dispositivi che variano la frequenza e/o la tensione d’ingresso rispetto alle condizioni nominali, VSD compresi. Questi disturbi “sporcano l’energia” alterando la tipica forma d’onda dell’alimentazione elettrica e inducendo un comportamento erratico delle apparecchiature ad essa collegate. Con il rischio che si verifichino una serie di disservizi e malfunzionamenti come cali di tensione, transitori elettrici, sovratensioni, guasti. Per ovviare al problema, ABB ha creato azionamenti ULH con front-end attivo (AFE), un prodotto compatto, integrato e ad alte prestazioni in tutte le condizioni di carico.
Rispetto agli azionamenti più tradizionali, i drive con front end attivo possiedono al loro interno un secondo modulo IGBT (transistor bipolari a gate isolato) al posto del classico ponte a diodi. Questo rimodula la corrente eliminando le armoniche e ricostruendo la forma d’onda perfettamente sinusoidale. A ciò si aggiunge un filtro LCL integrato che elimina anche le armoniche al di sopra della frequenza di commutazione dell’IGBT.
Per comprendere cosa comporti nella pratica è utile confrontare l’indice percentuale THD (acronimo inglese di “distorsione armonica totale”) che misura il contenuto di armoniche di corrente e di tensione. Un azionamento standard, in condizioni di funzionamento nominali, ha una distorsione armonica in corrente (THDi) del 38%. Gli azionamenti AFE, invece, portano il THDi al di sotto del 3% e lo mantengono tale anche a carichi parziali, senza bisogno di nessun componente esterno.
ABB vanta un’ampia gamma di azionamenti ULH per uso industriale e per applicazioni specifiche, come HVAC e trattamento delle acque, in grado di offrire diversi vantaggi. A cominciare dalla possibilità di evitare il sovradimensionamento dei sistemi e dei loro componenti, e di conseguenza un maggiore consumo di materiali e di denaro.
Non solo. Questo tipo di drive riduce lo stress elettrico sui componenti aumentandone affidabilità e longevità. Ed è in grado di aumentare la tensione in uscita, assicurando la fornitura della piena tensione del motore anche quando la tensione di alimentazione è sotto il valore nominale.
Gli azionamenti ULH consentono, inoltre di ottenere un fattore di potenza unitario permettendo a motore e inverter di essere visti dalla rete come un carico puramente resistivo. E permettono di compensare anche altri carichi reattivi nella rete, offrendo potenzialmente agli utenti finali un risparmio sull’installazione di compensatori di potenza reattiva separati. Dulcis in fundo, ABB offre una variante rigenerativa dell’azionamento ULH. Il drive recupera energia dalla parte meccanica, ad esempio durante la frenatura, invece di disperderla sotto forma di calore per reimmetterla in rete o in un accumulatore.