Nel campo del controllo dei motori industriali, gli azionamenti a frequenza variabile (VFD) svolgono un ruolo fondamentale nell'ottimizzazione del consumo energetico e nel miglioramento delle prestazioni del motore. In qualità di fornitore dedicato di VFD da 15KW, sono esperto delle complessità tecniche che rendono questi dispositivi indispensabili nel panorama industriale moderno. Uno degli aspetti più importanti da comprendere quando si ha a che fare con i VFD è il loro contenuto armonico.
Comprensione delle armoniche nei VFD
Le armoniche sono frequenze multiple della frequenza fondamentale del sistema di alimentazione elettrica. Nella maggior parte dei sistemi di alimentazione, la frequenza fondamentale è 50 Hz o 60 Hz. Quando un VFD funziona, utilizza dispositivi di commutazione a semiconduttore per convertire l'alimentazione CA in ingresso in alimentazione CC e quindi di nuovo in alimentazione CA di una frequenza variabile. Questo processo di conversione non è ideale e genera correnti elettriche e tensioni a queste frequenze armoniche.
Il contenuto armonico di un VFD rappresenta una preoccupazione significativa per diversi motivi. Innanzitutto, le armoniche eccessive possono causare il surriscaldamento delle apparecchiature elettriche come trasformatori, motori e cavi. Questo perché le correnti aggiuntive che fluiscono alle frequenze armoniche determinano un aumento del riscaldamento resistivo secondo la formula (P = I^{2}R), dove (P) è la dissipazione di potenza, (I) è la corrente e (R) è la resistenza. In secondo luogo, le armoniche possono causare interferenze nei sistemi di comunicazione e in altre apparecchiature elettroniche sensibili, causando malfunzionamenti e ridotta affidabilità.
Meccanismi di generazione armonica in un VFD da 15KW
Un VFD da 15KW è tipicamente costituito da un raddrizzatore, un collegamento CC e un inverter. Lo stadio raddrizzatore, che solitamente è un circuito basato su diodi o tiristori, converte la potenza CA in ingresso in potenza CC. Durante questa conversione, si verifica un assorbimento di corrente non lineare, che è la fonte primaria di armoniche.
Il collegamento CC immagazzina la potenza CC e fornisce una fonte di tensione stabile per l'inverter. L'inverter converte quindi la potenza CC in potenza CA con una frequenza variabile adatta al controllo della velocità del motore. Anche l'azione di commutazione dell'inverter contribuisce alla generazione di armoniche, sebbene solitamente in misura minore rispetto al raddrizzatore.
Lo spettro armonico di un VFD da 15KW può essere analizzato utilizzando l'analisi di Fourier. Le armoniche più comuni generate da un VFD sono le armoniche con numeri dispari, come la 3a, 5a, 7a, 11a e 13a armonica. Queste armoniche sono significative perché possono causare problemi specifici nel sistema elettrico. Ad esempio, la terza armonica può portare ad un sovraccarico del neutro nei sistemi trifase a quattro fili, poiché tutte le terze armoniche delle tre fasi sono in fase nel conduttore neutro.
Impatto del contenuto armonico sul sistema elettrico
La presenza di armoniche in un VFD da 15KW può avere conseguenze di vasta portata per l'intero sistema elettrico. Oltre ai problemi di surriscaldamento e interferenza menzionati in precedenza, le armoniche possono anche influenzare il fattore di potenza del sistema. Il fattore di potenza è una misura dell'efficacia con cui viene utilizzata l'energia elettrica e un fattore di potenza basso può comportare costi energetici più elevati per l'utente finale.
Quando sono presenti armoniche, la potenza apparente (il prodotto di tensione e corrente) è superiore alla potenza reale (la potenza effettivamente utilizzata per compiere il lavoro). Questa differenza è dovuta alla potenza reattiva associata alle correnti armoniche. I servizi pubblici spesso addebitano ai clienti industriali un basso fattore di potenza, quindi la riduzione del contenuto armonico può portare a notevoli risparmi sui costi.
Mitigazione delle armoniche nei VFD da 15KW
In qualità di fornitore di VFD da 15KW, sono consapevole che esistono diversi metodi per mitigare il contenuto armonico nei VFD. Uno dei metodi più comuni è l'uso di filtri passivi. I filtri passivi sono costituiti da induttori, condensatori e resistori e sono progettati per offrire percorsi a bassa impedenza per frequenze armoniche specifiche. Ad esempio, è possibile progettare un filtro sintonizzato per deviare la corrente di quinta armonica lontano dal sistema elettrico principale.
Un altro approccio consiste nell'utilizzare filtri armonici attivi. I filtri attivi monitorano continuamente le correnti armoniche nel sistema e iniettano correnti uguali e opposte per annullare le armoniche. Sebbene i filtri attivi siano più costosi dei filtri passivi, offrono maggiore flessibilità e prestazioni migliori, soprattutto nelle applicazioni in cui le caratteristiche del carico cambiano frequentemente.
In alcuni casi, è possibile utilizzare anche VFD multiimpulso per ridurre le armoniche. Un VFD multiimpulso utilizza un trasformatore di sfasamento per creare più fasi di ingresso, che possono ridurre significativamente il contenuto armonico. Ad esempio, un VFD a 12 o 18 impulsi può ridurre la 5a e la 7a armonica a un livello molto basso.
Le nostre offerte e soluzioni
Come fornitore di VFD da 15KW, comprendiamo l'importanza di fornire prodotti di alta qualità con un basso contenuto armonico. I nostri VFD sono progettati con tecnologia avanzata per ridurre al minimo la generazione di armoniche fin dall'inizio. Offriamo inoltre una gamma di soluzioni di mitigazione delle armoniche per soddisfare le esigenze specifiche dei nostri clienti.
Per chi cerca un servizio affidabileConvertitore di frequenza per motore trifase, i nostri VFD da 15KW sono una scelta eccellente. Sono adatti per un'ampia gamma di motori trifase e forniscono un controllo preciso della velocità e un risparmio energetico. NostroVFD di controllo vettorialeI modelli offrono capacità di controllo ancora più avanzate, consentendo un migliore controllo della coppia e prestazioni dinamiche.
Inoltre, abbiamoVFD da 660 V - 690 Vopzioni disponibili per applicazioni che richiedono un funzionamento a tensione più elevata. Questi VFD sono progettati per gestire l'aumento dello stress elettrico e mantenere comunque un basso contenuto armonico.
Conclusione e invito all'azione
Comprendere il contenuto armonico di un VFD da 15KW è fondamentale per garantire il funzionamento sicuro ed efficiente degli impianti elettrici industriali. In qualità di fornitore, ci impegniamo a fornire ai nostri clienti VFD che non solo soddisfino i loro requisiti prestazionali ma riducano anche al minimo gli impatti negativi delle armoniche.
Se hai bisogno di un VFD da 15KW o hai domande sulla mitigazione delle armoniche, ti invitiamo a contattarci. Il nostro team di esperti è pronto ad assistervi nella scelta del prodotto e della soluzione giusti per la vostra applicazione specifica. Saremo lieti di avere l'opportunità di lavorare con voi e di aiutarvi a ottimizzare i vostri sistemi di controllo motore.
Riferimenti
- Marrone, H. (2018). Qualità dell'energia nei sistemi elettrici: comprensione e mitigazione delle armoniche. Stampa dell'IEEE.
- Smith, J. (2020). Azionamenti a frequenza variabile: principi e applicazioni. McGraw-Hill.
- Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC). (2019). IEC 61000 - 3 - 12: Compatibilità elettromagnetica (EMC) - Parte 3 - 12: Limiti - Limiti per le emissioni di corrente armonica (corrente di ingresso dell'apparecchiatura ≤ 16 A per fase e > 75 A per fase).