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MAGGIO 2018 AUTOMAZIONE OGGI 406 139 non può restituire quest’energia alla rete, perché il raddrizzatore consente il flusso energetico in una sola direzione. Di conseguenza, l’energia generata deve essere dissipata tramite il circuito interme- dio del convertitore di frequenza. A tal fine, al circuito intermedio viene collegato un chopper di frenata che monitora il livello di ten- sione del circuito intermedio. Se tale tensione supera il valore di soglia impostato, il chopper attiva il resistore di frenata tra il polo positivo e quello negativo del circuito intermedio. Si tratta solita- mente di un resistore di frenata aggiuntivo esterno, che converte l’energia della frenata in energia termica. Riduzione dei problemi delle armoniche Il crescente utilizzo dei convertitori di frequenza per controllare le velocità dei motori causa problemi nella rete di alimentazione, poiché genera armoniche e distorsioni di tensione. Non c’è una soluzione standard per le armoniche, poiché ogni rete di alimen- tazione, con i carichi ad essa collegati, è un caso a sé. In definitiva, la responsabilità per la qualità della tensione nelle proprie strut- ture di produzione è dell’operatore. Al crescere delle installazioni di convertitori di frequenza o di altri dispositivi di alimentazione elettronici, gli effetti sulle reti di alimentazione aumenteranno. Le sfide presentate dimostrano che un’ulteriore crescita nell’utilizzo di inverter per controllare con flessibilità i motori elettrici è auspi- cabile, se non addirittura necessaria. Si tratta dell’unico modo per migliorare sia i processi di produzione sia l’efficienza energetica. Tuttavia, la loro diffusione è limitata dalle ‘perturbazioni’ sulla linea portate dalle armoniche e dal costo di tali apparecchiature. Ottenere un miglioramento significativo dell’efficienza energe- tica ottimizzando i costi del sistema richiede approcci innovativi. Favorire l’efficienza energetica richiede una transizione energe- tica e l’utilizzo di nuove strutture di alimentazione Industry 4.0. Creare la soluzione La nuova struttura della rete è basata su un’alimentazione a cor- rente alternata che garantisce agli stabilimenti di produzione l’alimentazione a corrente continua tramite un raddrizzatore centrale. Nel raddrizzatore cen- trale vengono integrati filtri attivi di rete che assicurano il rispetto dei requisiti di qualità della tensione in termini di armoniche. Alimen- tare direttamente il convertitore di frequenza con corrente continua elimina la necessità di raddrizzare l’energia a livello locale. Poiché la conversione centralizzata dell’e- nergia da c.a. a c.c. è molto più ef- ficiente, le perdite di conversione vengono ridotte notevolmente. Alimentando direttamente tutti i motori elettrici con un convertitore di frequenza alimentato in corrente continua, tutti i motori installati sono collegati tramite una rete di tensione comune in corrente continua. Inoltre, una rete di ten- sione in corrente continua causa essenzialmente solo perdite di trasmissione ohmiche. Rispetto a una rete in tensione alternata, le perdite capacitive e induttive di linea vengono completamente eliminate. In più, la rete di tensione in corrente continua offre la possibilità di inte- grare energia fotovoltaica direttamente al livello della tensione in corrente continua. Anche in questo caso, non è necessario l’intervento di un inverter per convertire l’energia c.a. in c.c. Que- sta infrastruttura di rete consente di ot- timizzare l’acquisto di energia e di stabi- lizzare la rete stessa. Eliminare il raddriz- zatore di ingresso e il filtro di rete dai con- vertitori di frequenza consente di proget- tarli con maggiore ef- ficienza in termini di costi e di ingombro. Questo semplificherà la loro integrazione nei motori e favorirà notevolmente la loro adozione. I motori a velocità variabile con- sentono di ridurre le varianti di modello e di risparmiare energia. Essi forniscono segnali di stato da tutti gli azionamenti alimentati in c.c. che risultano fondamentali per controllare la produzione con flessibilità e sicurezza. La gestione della rete di alimentazione consente di ottimizzare la gestione operativa in termini di costi energetici. L’accessibilità delle informazioni consente di imple- mentare misure preventive di controllo della produzione, che ne aumentano notevolmente la disponibilità. Questo è un prerequi- sito per implementare con successo l’iniziativa Industry 4.0. Bauer Gear Motor - www.bauergears.com Non è più necessario che la conversione da c.c. a c.a. venga presa in carico da un inverter; l’infrastruttura di rete offre la possibilità di ottimizzare l’acquisto di energia e di stabilizzare la rete stessa Karl-Peter Simon, AD di Bauer, è fortemente coinvolto nel progetto di ricerca Zvei