Qual è il motivo per cui si utilizzano gli inverter invece dei trasformatori a circuito aperto nelle applicazioni di variatore di frequenza

Nelle applicazioni di variatore di frequenza (VFD), l'uso di un inverter invece di un trasformatore a circuito aperto (noto anche come trasformatore lineare) è preferito per diversi motivi. Ecco i principali motivi:

1. Frequenza di uscita regolabile

Inverter: Un inverter può generare energia alternata con una frequenza variabile, che è la funzione centrale di un VFD. Regolando la frequenza di uscita, è possibile controllare con precisione la velocità e il momento del motore.

Trasformatore a circuito aperto: Un trasformatore a circuito aperto può fornire solo un'uscita a frequenza fissa, tipicamente corrispondente alla frequenza della rete (50Hz o 60Hz), e non può regolare la frequenza.

2. Maggiore efficienza

Inverter: Gli inverter operano utilizzando dispositivi di commutazione efficienti (come gli IGBT) e possono raggiungere un'efficienza elevata, spesso superiore al 95%.

Trasformatore a circuito aperto: I trasformatori a circuito aperto subiscono perdite di ferro e rame, specialmente a carico leggero o nullo, risultando in un'efficienza inferiore.

3. Corrente d'ingresso ridotta

Inverter: Gli inverter possono controllare la corrente d'ingresso durante l'avviamento del motore, evitando picchi di corrente elevati. Questo aiuta a prolungare la vita del motore e riduce l'impatto sulla rete elettrica.

Trasformatore a circuito aperto: I trasformatori a circuito aperto non possono controllare la corrente d'ingresso, portando a correnti di avviamento significative che possono causare cali di tensione nella rete e interferire con altre apparecchiature.

4. Rapida risposta dinamica

Inverter: Gli inverter hanno capacità di risposta dinamica rapida, consentendo loro di regolare rapidamente l'uscita per adattarsi ai cambiamenti di carico. Questo è cruciale per le applicazioni che richiedono una risposta rapida.

Trasformatore a circuito aperto: I trasformatori a circuito aperto hanno risposte dinamiche più lente e non possono adattarsi rapidamente ai cambiamenti di carico.

5. Funzioni di protezione avanzate

Inverter: Gli inverter sono solitamente dotati di numerose funzioni di protezione, come protezione contro sovraccarichi, cortocircuiti e sovrariscaldamenti, garantendo un'operazione sicura del sistema.

Trasformatore a circuito aperto: I trasformatori a circuito aperto hanno funzioni di protezione limitate e spesso richiedono dispositivi di protezione esterni.

6. Suppressione degli armonici

Inverter: Gli inverter moderni spesso includono filtri armonici che sopprimono efficacemente gli armonici, riducendo l'inquinamento della rete.

Trasformatore a circuito aperto: I trasformatori a circuito aperto non possono sopprimere efficacemente gli armonici, potenzialmente degradando la qualità della rete.

7. Flessibilità e programmabilità

Inverter: Gli inverter offrono alta flessibilità e programmabilità, permettendo l'implementazione di funzioni complesse attraverso l'impostazione dei parametri e la programmazione, come il controllo multi-velocità e la regolazione PID.

Trasformatore a circuito aperto: I trasformatori a circuito aperto hanno funzionalità limitate e non possono realizzare controlli e regolazioni complesse.

8. Dimensioni e peso

Inverter: Gli inverter sono generalmente più piccoli e leggeri, rendendoli più facili da installare e mantenere.

Trasformatore a circuito aperto: I trasformatori a circuito aperto sono più grandi e pesanti, rendendo l'installazione e la manutenzione più difficili.

9. Convenienza economica

Inverter: Anche se l'investimento iniziale può essere maggiore, l'alta efficienza e i risparmi energetici degli inverter possono portare a notevoli risparmi nel lungo termine, offrendo una buona convenienza economica.

Trasformatore a circuito aperto: I trasformatori a circuito aperto hanno un costo iniziale inferiore, ma la loro efficienza più bassa e i costi di manutenzione più elevati portano a costi operativi maggiori nel lungo termine.

Riepilogo

Nelle applicazioni VFD, gli inverter offrono numerosi vantaggi rispetto ai trasformatori a circuito aperto, tra cui frequenza di uscita regolabile, alta efficienza, corrente d'ingresso ridotta, rapida risposta dinamica, funzioni di protezione avanzate, suppressione degli armonici, flessibilità e programmabilità, dimensioni e peso ridotti, e buona convenienza economica. Questi vantaggi rendono gli inverter la scelta preferita per le applicazioni VFD.