reattanze induttive di linea

INDUCTIVE COMPONENTS
Tensione di rete
Corrente di linea
Tensione di rete
Corrente di linea
REATTANZE INDUTTIVE DI LINEA
Filtri elettrici di potenza per l’automazione industriale
Reattanze induttiv e per l’attenuazione delle armoniche e dei transitori di corrente
Edizione Gennaio 2003
FILTRI CNW
Reattanze induttive di linea
Dove viene impiegata una reattanza induttiva di linea?
Le combinazioni tipiche di raddrizzatori e condensatori negli alimentatori, sollecitano in modo
considerevole la rete di alimentazione. Per il proprio modo di funzionamento, l’assorbimento di
corrente di alimentatori e convertitori non è sinusoidale bensì impulsiva al momento della massima
tensione. Le reattanze induttive di linea vengono utilizzate come elementi passivi per ridurre le
armoniche e il carico sulla rete così come avviene, ad esempio, nei convertitori di frequenza per
azionamenti elettrici, negli alimentatori a corrente continua in generale, nella produzione di energie
alternative.
Come agisce una reattanza induttiva di linea ?
Funzionamento del convertitore con o senza reattanza induttiva di linea.
Senza reattanza induttiva di linea
Con reattanza induttiva di linea CNW 9039 4% uk
CH1: 200 V/div CH2: 12.5 A/div
CH1: 200 V/div CH2: 12.5 A/div
Andamento della tensione fase–terra (CH1)
Andamento della corrente di f ase (CH2)
Andamento della tensione fase–terra (CH1)
Andamento della corrente di f ase (CH2)
Corrente efficace:
Corrente di picco:
Potenza totale dalla rete:
Fattore di potenza:
Corrente efficace:
Corrente di picco:
Potenza totale dalla rete:
Fattore di potenza:
7,7 A
24,5 A
5,33 kW
0,56
4,8 A
9,5 A
3,33 kW
0,91
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Reattanze induttive di linea
FILTRI CNW
Confronto fra le armoniche
Senza reattanza induttiva di linea
Con reattanza induttiva di linea
7,000
Corrente [A]
6,000
5,000
4,000
3,000
2,000
1,000
23 (1,15kHz)
19 (950Hz)
17 (850Hz)
13 (750Hz)
11 (550Hz)
7 (350Hz)
5 (250Hz)
1 (50Hz)
efficace
0,000
Armoniche (frequenza)
Si nota chiaramente una riduzione dell’ampiezza delle ar moniche. Con una reattanza induttiva di
linea, la rete viene sollecitata in misura minore dalla potenza reattiva delle ar moniche.
Senza reattanza induttiva di linea
1 (50Hz)
5 (250Hz)
7 (350Hz)
11 (550Hz)
13 (750Hz)
17 (850Hz)
19 (950Hz)
23 (1,15kHz)
25 (1,25kHz)
100%
93%
82%
62%
48%
26%
15%
8%
6%
Con reattanza induttiva di linea
100%
48%
21%
7%
3%
3%
2%
2%
2%
Confronto delle grandezze elettriche con filtri diversi in uguali condizioni di esercizio
Come esempio è stato caricato con 3 kW un convertitore con potenza nominale 5,5 kW presente in
sala prove, che fornisce una corrente di ingresso al motore di 4,4 A efficaci. Durante tutte le
misurazioni, sono valse le stesse condizioni al contorno quali la frequenza di pulsazione, la linea di
alimentazione al motore e la coppia resistente del generatore (vedi pagina seguente).
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FILTRI CNW
Reattanze induttive di linea
Rete presente
Senza reattanza induttiv a di linea
Con reattanza induttiv a di linea
Tipo CNW 9059
Con reattanza induttiv a di linea
Tipo CNW 9039
Filtro di rete con reattanza induttiva di linea
Tipo CNW 304
Il convertitore è spento, la rete è allacciata.
CH1:
Tensione di rete (tensione fase - terra)
500V / divisione
CH2:
Corrente di linea (corrente di fase)
12,5A / div isione
Il convertitore è in funzione con un carico di 3 kW
CH1:
la tensione di ingresso ha disturbi ad alta frequenza
sov rapposti che giungono alla rete. Ciò è dovuto ai rapidi
fronti di salita e alle lunghe linee di alimentazione al motore.
CH2:
Corrente efficace 7,7A; corrente di picco 24,5A.
Risulta un assorbimento complessiv o di potenza di 5,33kVA.
Il f attore di potenza ammonta a 0,56.
La corrente ha picchi elev ati e brev i periodi di conduzione.
Il convertitore richiama un’elev ata potenza reattiv a dalla rete
Inserimento di una reattanza induttiv a di linea uk = 2% in
condizioni di carico invariato
CH1:
La tensione rimane inv ariata con disturbi ad alta frequenza.
CH2:
Corrente efficace 6,2A; corrente di picco 12,4A.
Risulta un assorbimento complessiv o di potenza di 4,27kVA.
Il f attore di potenza ammonta a 0,71.
Il v alore massimo della corrente si è ridotto al 50%, la
componente armonica è f ortemente diminuita, la potenza
reattiv a richiesta dalla rete è più piccola.
Inserimento di una reattanza induttiv a di linea uk = 4% in
condizioni di carico invariato
CH1:
La tensione rimane inv ariata con disturbi ad alta frequenza.
CH2:
Corrente efficace 4,8A; corrente di picco 9,5A.
Risulta un assorbimento complessiv o di potenza di 3,33kVA.
Il f attore di potenza ammonta a 0,91.
Il v alore massimo della corrente si è ridotto al 40%, la
componente armonica è diminuita molto f ortemente, la
potenza reattiva richiesta dalla rete è decisamente più
piccola.
Inserimento di un filtro di rete con reattanza induttiv a di
linea uk = 4% in condizioni di carico inv ariato
CH1:
I disturbi ad alta f requenza sov rapposti, vengono fortemente
attenuati e non affluiscono verso la rete di alimentazione o
v erso altre parti dell’impianto.
CH2:
L’andamento della corrente rimane invariato come quello
della reattanza induttiva CNW 9039 uk = 4%.
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FILTRI CNW
Reattanze induttive di linea
Quali vantaggi offre il montaggio di una reattanza induttiva di linea?
Il picco di corrente molto elevato, al momento della massima tensione, dovuto al principio di
funzionamento dei circuiti rettificatori, viene attenuato dall’induttanza di linea addizionale fino ad un
valore pari al 40%. Viene così minimizzata la deformazione della tensione di rete da tensione
sinusoidale a tensione trapezoidale. Una reattanza induttiva di linea scarica la rete di
alimentazione compensando la corrente reattiva delle ar moniche. Le ar moniche vengono
fortemente attenuate. Si ha quindi un’elevazione del fattore di potenza λ (influenzato dalle
armoniche, da non confondersi con il cosϕ) a valori ≥0,9. La reattanza induttiva di linea limita
inoltre i disturbi che compaiono in rete quali brusche variazioni di tensione e picchi di corrente, che
possono comparire di tanto in tanto nella rete di alimentazione. Questi fenomeni possono
disturbare sensibilmente le apparecchiature elettroniche e influenzarle negativamente. Vengono
provocati da operazioni di inserzione e da scariche verso terra così come da processi transitori e di
avviamento nella rete di alimentazione. I maggior i consumatori di energia elettrica devono pagare
separatamente la potenza attiva e la potenza reattiva. In questo caso l’impiego di una reattanza
induttiva di linea è sicuramente un vantaggio, in quanto il risparmio dei costi della potenza reattiva
non è per nulla trascurabile.
Quali vantaggi offrono le reattanze induttive di linea REO?
-
PFC passivo (POWER- FACTOR- CORRECTION)
mantenimento della tensione di corto circuito desiderata del 4% o 2%
attenuazione delle ar moniche e dei picchi di corrente
limitazione delle correnti di avviamento e di inserzione
il comportamento lineare nel campo di funzionamento ( ILIN = 2 • IEFF ) porta alla riduzione
ottimale delle ar moniche
prolungamento del tempo di vita dei semiconduttori di potenza (diodi, IGBT, ecc.)
utilizzabili con tensione di rete fino a 500 V e frequenza fino a 60 Hz (uk riferito a 400 V 50 Hz)
bassa rumorosità e protezione contro la corrosione grazie all’impregnazione sotto vuoto in resina
allacciamento semplice tramite morsetti; disponibile anche con cavi di allacciamento di
lunghezza desiderata
cavo di messa a terra collegabile in modo semplice
adatti per l’installazione in apparecchiature e impianti
Non esitate a contattarci per chiarimenti e richieste specifiche.
Saremo lieti di mettere a disposizione la nostra esperienza.
Nostre serie CNW 304, CNW 903, CNW 9039, CNW 90539
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