funzionano i convertitori di frequenza rotativi
Esistono due tipi principali di convertitori di frequenza: rotativi e a stato solido. Entrambi svolgono la stessa funzione ma lo fanno in modi diversi. In questo articolo esamineremo le basi del funzionamento di un convertitore di frequenza rotativo e alcuni dei vantaggi che offre rispetto a una versione a stato solido.
La frequenza è quante volte una corrente alternata si ripete in un secondo. Non ha nulla a che fare con la tensione o l’amperaggio. Un convertitore di frequenza può modificare il numero di cicli al secondo ma non può modificare la tensione o gli amplificatori. Questo è il motivo per cui la maggior parte dei progettisti di RF e microonde ha familiarità con il concetto di controllo della frequenza; è un pezzo essenziale del puzzle quando si progettano sistemi a microonde e RF ad alte prestazioni.
Un convertitore di frequenza rotativo è costituito da un motore accoppiato a un generatore mediante uno dei pochi metodi disponibili (vedere la figura seguente). Il generatore genera una corrente alternata che viene applicata al motore attraverso una qualche forma di sistema di trasmissione. Il motore quindi ruota l’albero e genera un’uscita CA che viene applicata a un carico.
Mentre il motore gira, attorno all’albero si forma un campo magnetico che induce una corrente elettrica nel carico. Questa corrente è proporzionale alla velocità del motore. Nella maggior parte dei casi il carico sarà un riscaldatore elettrico o qualche forma di luci. A questi tipi di carichi non importa quale sia la frequenza sulla linea elettrica in ingresso. Devono solo essere entro un certo intervallo. Se la maggior parte del carico è resistivo, potrebbe essere più economico farlo funzionare semplicemente con la tensione corretta piuttosto che utilizzare un convertitore di frequenza.
Come funzionano i convertitori di frequenza rotativi?
I primi convertitori di frequenza fornivano una tensione quadrata al motore a induzione. Ciò ha causato il riscaldamento e ha prodotto una tipica ondulazione di coppia che ha ridotto l’efficienza del motore a induzione. Oggi, i semiconduttori di potenza veloce e la tecnologia dei microprocessori consentono prestazioni migliori; lo schema di commutazione può essere adattato per eliminare la quinta e la settima armonica, che riducono il riscaldamento e il rumore del motore a induzione.
Un convertitore di frequenza aiuta anche con il risparmio energetico. Controllando la velocità di una pompa o di un ventilatore, è possibile realizzare significativi risparmi di potenza ed energia. Inoltre, il motore funzionerà in modo molto più fluido che se funzionasse alla massima velocità.
Un altro utilizzo di un convertitore di frequenza è controllare la tensione su una linea elettrica. Ciò è particolarmente importante per i sistemi di energia rinnovabile come il solare o l’eolico. Quando l’uscita di questi sistemi è bassa, possono produrre picchi pericolosi che possono danneggiare i componenti o addirittura far scattare gli interruttori automatici. Un convertitore di frequenza può risolvere questo problema convertendo la tensione CA in una tensione CC inferiore, sicura per la maggior parte dei carichi.
In conclusione, i convertitori di frequenza possono essere trovati in un’ampia varietà di settori e applicazioni. Consentono all’utente di impostare manualmente la velocità del motore tramite un interruttore multiposizione o una tastiera e possono anche essere automatizzati da sensori (pressione, temperatura, flusso, ecc.). Spesso si trovano in un armadio metallico che dovrebbe fornire protezione contro polvere, acqua, surriscaldamento, interferenze meccaniche ed interferenze elettriche ed elettromagnetiche.