Capitolo 12
Applicazioni in ambito residenziale ed industriale Risparmio energetico
Riduzione costi operativi
Aumento produttività
Miglioramento affidabilità/sicurezza
Miglioramento comfort
Capitolo 12
Applicazioni in ambito residenziale ed industriale Risparmio energetico
Riduzione costi operativi
Aumento produttività
Miglioramento affidabilità/sicurezza
Miglioramento comfort
Miglioramento dell’efficienza energetica di pompe di calore e condizionatori L’uso di pompe di calore e/o condizionatori è diffuso ormai in ogni abitazione 50 Hz AC convertitore e logica di controllo per la regolazione velocità motore AC trifase compressore per pompa di calore
Perdite con la modalità ON/OFF Nel passato veniva adottata una regolazione ON-OFF di tipo termostatico, dato che non era possibile regolare la velocità del motore accoppiato al compressore. La regolazione della velocità permette di operare con un regime pressoché costante, giungendo a migliorare l’efficienza fino al 30% potenza resa dal compressore L’area tratteggiata corrisponde all’energia assorbita dal motore elettrico ma che non viene resa dal compressore che arriva a regime più lentamente potenza media richiesta
Impiego del reattore per lampade fluorescenti Con alimentazione da rete, è necessario utilizzare un reattore in serie per stabilizzare il punto di funzionamento, dato che la caratteristica tensione-corrente dell’arco ha pendenza negativa (e quindi porterebbe a instabilità) reattiva (X2I2) resistiva (dV/dI<0) caratteristica reattore caratteristica lampada Punto di lavoro
Avviamento rapido delle lampade fluorescenti
(schema tradizionale) lampada A lampada B reattore condensatore di avviamento avvolgimento primario avvolgimento secondario alimentazione 50 Hz condensatore di avviamento lampada A lampada B avvolgimento primario avvolgimento secondario alimentazione 50 Hz schema circuitale schema semplificato Nello schema convenzionale, l’elevata impedenza iniziale della lampada B rispetto a quella del condensatore di avviamento fa sì che ai capi di A si abbia una tensione sufficiente all’innesco. Al ridursi dell’impedenza di A la tensione su B aumenta fino ad innerscare anch’essa. Il condensatore Cpf è necessario per rifasare il carico che a causa del reattore ha un basso fattore di potenza
Regolatore elettronico per lampade fluorescenti frequenza di uscita 25÷40 kHz
migliore efficienza (manca il reattore, sede di perdite)
maggiore efficienza luminosa delle lampade, vita più lunga
minore ingombro alimentazione 50 Hz linea di alimentazione 50 Hz regolatore elettronico di corrente ad
alta frequenza lampada lampada luce ponte raddrizzatore a diodi condensatore di filtro inverter ad alta frequenza uscita ad alta frequenza schema a blocchi del sistema schema a blocchi del regolatore
Cottura a induzione La bobina a induzione posta sul piano di cottura corrisponde al primario di un trasformatore mentre il fondo della pentola funge da secondario in corto circuito (correnti indotte)
L’efficienza è elevata perchè si riscalda solo il recipiente e la dispersione di calore nell’ambiente circostante è limitata linea di alimentazione 50 Hz raddrizzatore e inverter ad alta frequenza
pentola di metallo bobina a induzione
Riscaldamento a induzione in processi industriali linea di alimentazione 50 Hz linea di alimentazione 50 Hz ponte raddrizzatore a diodi ponte raddrizzatore controllato a tiristori bobina a induzione + carico bobina a induzione + carico piccola induttanza inverter alimentato in corrente (sfrutta la risonanza parallelo del carico)
utilizzato dove è richiesto un riscaldamento localizzato sulla superficie del pezzo
la corrente sinusoidale è ottenuta sfruttando la risonanza inverter alimentato in tensione (sfrutta la risonanza serie del carico) spessore di penetrazione inverter
Applicazioni nella saldatura elettrica
(schemi convenzionali basati su trasformatori a 50 Hz) Generalmente per la saldatura si richiedono in uscita tensioni generalmente basse e variabili mentre si richiede un valore più o meno costante della corrente (NB: caratteristica d’arco instabile). Si richiede un trasformatore a 50 Hz (grosso e pesante) ed un’induttanza di filtro per basse frequenze. linea di alimentazione 50 Hz trasformatore 50 Hz transistor in serie (opera in zona lineare) linea di alimentazione 50 Hz linea di alimentazione 50 Hz trasformatore 50 Hz trasformatore 50 Hz ponte raddrizzatore a diodi ponte raddrizzatore controllato a tiristori ponte raddrizzatore a diodi convertitore abbassatore (buck) uscita uscita uscita
Saldatrice statica (elettronica) Il trasformatore e l’induttanza di filtro, essendo ad alta frequenza, sono molto più piccoli e leggeri linea di alimentazione 50 Hz uscita ponte raddrizzatore a diodi inverter ad alta frequenza filtro ponte raddrizzatore a diodi trasformatore ad alta frequenza
Controllori a numero intero di semiperiodi Usati per processi di riscaldamento ad elevato potenza con costanti di tempo termiche molto più grandi di un periodo. La potenza media viene regolata variando n/m con m=cost. m semiperiodi n semiperiodi
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