Inverter
Nel campo industriale l’Inverter è anche un gruppo “raddrizzatore-invertitore”, alimentato a corrente alternata ed utilizzato invece per variare la tensione e la frequenza della corrente alternata in uscita rispetto a quella in entrata (ad esempio per l’alimentazione di macchine operatrici nelle applicazioni a carico regolabile, ma costante nel tempo).
Nei motori asincroni, e a maggiore ragione nei motori sincroni, la velocità di rotazione è direttamente legata alla frequenza della tensione di alimentazione. Ovunque sia necessario nell’industria variare la velocità di un motore vengono usati inverter da corrente alternata a corrente alternata (CA-CA). In questi sistemi la tensione in entrata viene dapprima convertita in corrente continua da un raddrizzatore e livellata da condensatori, quindi applicata alla sezione di inversione. Di fatto trattasi quindi di sistemi “raddrizzatori-invertitori” anche se vengono comunque indicati solamente come “inverter”. Lo scopo di questa doppia operazione è unicamente quello di variare la frequenza a piacere entro un intervallo prestabilito e non è necessaria la presenza di un trasformatore, poiché non è necessario variare il valore della tensione in uscita che rimane uguale a quella in ingresso. La frequenza di uscita è determinata nei casi più semplici da un segnale analogico fornito all’inverter per esempio da un potenziometro, oppure da un segnale digitale inviato da un PLC.
Più del 65% dell’energia elettrica utilizzata nell’industria è consumata dai motori.
In molti casi, i motori sono controllati tramite una valvola che regola il flusso di carburante o dell’aria, mentre la velocità del motore rimane invariata. Questi ed altri metodi, come l’uso di motori a due velocità o il controllo tramite l’accensione e lo spegnimento del motore, non sono efficienti dal punto di vista energetico.
Una delle componenti principali del risparmio di energia consentito dai convertitori di frequenza a velocità variabile è la possibilità di variare la velocità di un motore elettrico controllando la potenza fornita alla macchina.
Utilizzando un convertitore di frequenza su un motore di 30 kilowatt (kW) in funzione per 5.000 ore all’anno per controllare il flusso d’aria di un sistema di ventilazione, è possibile ottenere un risparmio annuale di 76.500 kW/ora, rispetto alla regolazione del flusso tramite valvole.
Il risparmio è di 51.000 kW/ora all’anno rispetto a un metodo di regolazione basato sull’accensione/spegnimento delle ventole e di 52.500 kW/ora rispetto all’uso di un motore a 2 velocità.
I risparmi energetici ottenuti garantiscono il recupero dell’investimento per l’installazione dei convertitori in tempi brevi, talvolta in pochi mesi. La spesa in situazioni applicative con molte ventole viene spesso recuperata in meno di un anno.
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