Recupero Energia Degli Inverter

[Gabriele Corrieri]

Ciao a tutti,

volevo aver riscontro di una idea ... se è fattibile o meno.

Quasi nella totalità delle applicazioni con inverter (siano stand-alone che con raddrizzatore comune, o comunque con DC bus comune) si scarica l'energia residua sui resistori ... ed è un bello spreco!

Diversi anni fa ho visto una applicazione di Eurotherm Drives in una cartiera del Nord-Est con un raddrizzatore 4Q tipo 598 (un azionamento DC 4Q appunto, utilizzato in reazione di armatura) e 60 inverter alimentati da questo raddrizzatore.

Alcuni tecnici (o pseudo tali) sostengono che un azionamento 4Q non può fare da rigenerativo per gli inverter in quanto ci vorrebbero delle induttanze e dei trafi (non chiedetemi dove e perchè) e sostengono che ci vogliono degli azionamenti AFE (active front end) ... anche Control Tecniques sembra adottare questa tecnica sugli Unidrive-SP in quanto per il recupero di energia utilizza un inverter connesso alla rete (non raddrizza, rigenera soltanto) ... a questo punto la domanda ... chi ha ragione? Il mio interesse è solo tecnico, in quanto nella mia posizione non ho potere decisionale, nè purtroppo posso permettermi delle prove nè in uno ne nell'altro senso.

Ciao

[rguaresc]

Credo che queste scelte siano condizionate soprattutto da cosa si puo' mandare in rete.

Il raddrizzatore 4Q quando funziona a rovescio collega il bus DC a una coppia di fili di linea quando la tensione di questi e' un po' piu' bassa di quella del bus e sta crescendo. La rete riceve degli impulsi di corrente e l'impedenza della rete fa distorcere la tensione delle utenze vicine. Per lavorare senza autotrasformatore la tensione del bus dve essere minore di quella massima ottenibile raddrizzando a onda piena altrimenti gli SCR in rigenerazione non si spegnerebbero a ogni ciclo. Con l'autotrasformatore si puo' lasciare che la tensione del bus DC arrivi al massimo naturale e lo superi in frenata, l'autrasformatore serve solo in rigenerazione e ha la BT alla rete. Le induttanze attenuano le distorsioni.

La rigenerazione con alimentatori AFE disturba meno la rete, avviene tramite un inverter vettoriale che orienta la tensione generata per farla collimare con la rete.

C'e' una tendenza generale da parte delle aziende produttrici di energia a migliorare la qualita' dell'energia e le norme gradualmente sorreggono questa tendenza, percio' la rigenerazione dovra' mandare in rete una corrente sempre piu' sinusoidale.

[bit]

Per recuperare l'energia da un inverter e rimetterla in rete è necessario che il ponte raddrizzatore di ingresso sia affiancato da un ponte trifase a mos, opportunamente pilotato.

La cosa ovviamente aumenta il costo dell'inverter, considerando anche che è necessario un accurato pilotaggio dei mos, per reimmetterte correttamente l'energia in rete.

Molto più semplice sarebbe, nel caso di più inverter, connettere in parallelo i bus DC, così l'energia recuperata da un motore sarebbe automaticamente sfruttata dagli altri.

Mario aveva proposto una cosa del genere tempo fa....

[taddeus]

e quest'ultima e' la soluzione consigliata da alcuni costruttori....pero' se, in sfigatissimo caso, tutti i motori dovessero rallentare all'unisono ...

[Gabriele Corrieri]

Ciao rguaresc,

mi faresti uno schemino a blocchi (se la cosa non ti richiede troppo tempo) di come inserire l'autotrafo?

Ciao

[rguaresc]

Per inserire l'autotrafo ci vuole un covertitore con 6 morsetti lato linea: tre per il ponte che raddrizza la rete e alimenta la linea DC e tre separati per l'altro raddrizzatore che ha il lato DC in parallelo al primo e dovra' invertire verso la linea. L'autotrafo si collega con il lato AT a questi ultimi tre morsetti e il lato BT alla linea.

Uno schizzo puoi vederlo nel catalogo Masterdrive Da65-10-e.pdf alla sezione 6 Rectifier/regenerative units.

Ciao

[bit]

e quest'ultima e' la soluzione consigliata da alcuni costruttori....pero' se, in sfigatissimo caso, tutti i motori dovessero rallentare all'unisono ...

Beh, le resistenze di frenatura ci sono comunque... almeno! Io le metterei...

[sdrule]

In alcune applicazioni con inverter che lavorano con certe condizioni invece di rigenerare in rete si può trasferire l' energia tra un inverter e l'altro ugualmente evitando di sprecare corrente e resistenze.

Esempio:

tempo fà ho montato una piccola linea di taglio per lamiera (slitter)in cui l' inverter dell' aspo avvolgitore riavvolgeva la lamiera e quello della cesoia fungeva da freno per tendere il materiale riavvolto.

In quel caso si possono collegare insieme i bus in DC dei due inverter in modo tale che l' energia di rigenerazione di uno viene trasferita sull' altro.

In pratica è come se avessi i due alimentatori in DC in parallelo e l' energia messa a disposizione dalla rigenerazione di uno può essere utilizzata dall'altro. Nel caso in cui si si trovassero a rigenerare insieme ( ad esempio all' arresto della linea) si può sempre montare una piccola resistenza di frenatura (dato che non viene utilizzata per tutto il ciclo) sul più grande degli azionamenti ed essere utilizzata da qualsiasi inverter collegato nel caso in cui il bus DC.

Spero di essermi spiegato bene! <_<

Ciao

[Mario Maggi]

Carissimi,

un paio di commenti.

Vero quanto dice sdrule sul resistore "piccolo" da usare solo in emergenza o in fermata. Tale resistore puo' essere dimensionato con il valore ohmico minimo permesso dal circuito sfioratore, scegliendo un valore di potenza anche 5...8 volte inferiore a quello necessario, previa verifica sulle specifiche dell'I2t (quadrato della corrente di frenatura per tempo di frenatura, minore dell'I2t ammesso dal resistore).

Nel caso di recupero in rete bisogna fare molta attenzione all'impedenza della rete, altrimenti il recupero puo' anche non avvenire, e la tensione del bus DC potrebbe salire pericolosamente, e il carico potrebbe non fermarsi in emergenza. Questo puo' avvenire sia con sistemi 4Q che con gli AFE (ben descritti da rguaresc).

Personalmente sono contrario al recupero in rete per potenze limitate (fino a circa 100 kW), in quanto il vero costo e' maggiore di quanto sembri a prima vista. Sto lavorando su sistemi per effettuare il recupero da bus DC verso accumulatori di energia non chimici, che risolvono in modo elegante il problema energetico e non creano distorsioni armoniche alla rete.

Ciao

Mario

Modificato: 10 agosto 2003 da Mario Maggi

[sdrule]

il bus DC...salga di tensione. Così finiva l'ultima frase del mio post. scusate.