Distorsione armonica - problemi, cause e soluzioni di mitigazione

La distorsione armonica di corrente può essere rappresentata come la sovrapposizione matematica della componente fondamentale a 50Hz con correnti di modulo e frequenze differenti dalla fondamentale.

Attualmente la rete elettrica eroga tutte queste correnti a nostra “insaputa”.

Il risultato della distorsione armonica di corrente porta a:

■ Aumento del consumo di potenza
■ Aumento delle perdite del sistema di distribuzione
■ Sollecitazione e stress dell’impianto e del trasformatore mt/bt

La corrente distorta influenza inevitabilmente anche la forma d’onda della tensione, causando una distorsione della tensione di alimentazione che può risultare evidente.

Se la tensione della rete di alimentazione viene alterata, gli impianti che si alimentano tramite questa rete funzionano in condizioni non ottimali, di conseguenza non hanno una buona resa.

Questo genera:
·        Limitazioni sull’alimentazione e utilizzo della rete
·        Invecchiamento precoce del prodotto
·        Aumento delle perdite
·        Vibrazioni all’albero motore ed aumento delle sue perdite
·        Fermi produzione dovuti a scatti intempestivi di organi di protezione
·        Aumento del disturbo EMC

Per eliminare possibili problematiche o solamente per attenersi agli standard come ad esempio la EN6100-3-12 o le raccomandazioni internazionali tipo IEEE 519.1992, diverse tecniche di riduzione delle armoniche possono essere tenute presente.

Tra le soluzioni comunemente utilizzate vi sono i Filtri attivi

I filtri attivi sono degli strumenti efficienti nella riduzione delle armoniche fino ai 3 KHz (50esima armonica) e sono usati come alternativa ai filtri passivi o ad inverter di tipo AFE.

Un filtro attivo lavora analogamente ai filtri anti-noise di alcune cuffie acustiche.

Queste cuffie eseguono delle continue misure del rumore ed eliminano tale rumore iniettando un segnale acustico in cuffia opposto al rumore stesso cosi che l’orecchio non senta il rumore esterno ma solo la musica nella sua purezza.

Il filtro attivo allo stesso modo, misura le armoniche attraverso dei trasformatori di correnti collegati sulla linea di alimentazione ed inietta una corrente “opposta” alle armoniche da cancellare. Non parliamo di mA ma parliamo di decine e centinaia di ampere.

Il Filtro Attivo Danfoss VLT® AAF 006 può anche essere installato in un secondo momento in quanto è un dispositivo che lavora in parallelo rispetto alla rete.

Viene dimensionato unicamente in funzione del carico ed in funzione del valore di distorsione attuale e che si vorrà ottenere.

Questo genere di filtro è un dispositivo molto robusto che utilizza il 95% dei componenti classici degli inverter Danfoss. Utilizzando una componentistica standard possiamo garantire altissimi livelli qualitativi di filtraggio.

Conclusione

La presenza di armoniche nelle reti di alimentazioni è un dato di fatto. La loro influenza sui sistemi, quando non è considerata in anticipo, potrebbe essere distruttiva. È necessario che il progettista / selezionatore dell’inverter sia consapevole della loro esistenza e del loro comportamento, cosi che possa facilmente scegliere l’inverter ed il filtro opportuno.

L’utilizzo di metodi di mitigazione con filtri ed inverter Danfoss sono la soluzione a questa scelta non sempre semplice.