Disturbi elettrici derivanti da inverter

Disturbi elettrici derivanti da inverter
Scenario di guasto
È possibile che i disturbi elettrici derivanti dal funzionamento dell’inverter interferiscano con
le apparecchiature elettriche ed elettroniche adiacenti, soprattutto nelle aree in cui sono
concentrati molti inverter. Le correnti di modo comune generate dagli inverter hanno un
elevato potenziale di eccitazione della risonanza di un circuito a causa della rapida
commutazione, che fa in modo che le correnti di modo comune ricerchino il percorso di
ritorno a minima impedenza verso l’inverter. Le correnti di terra circolanti possono
accoppiarsi nei circuiti di segnale e nei circuiti logici, causando un funzionamento anomalo e
possibili danni ai circuiti elettronici. Quando le tecniche comuni di messa a terra non
funzionano è necessario utilizzare tecniche di collegamento a massa per le emissioni in alta
frequenza. Se gli installatori non utilizzano queste tecniche, le correnti nell’impianto di terra
potrebbero causare problemi con regolatori, elaboratori e sistemi di controllo distribuito.
Quando vengono utilizzati cavi di alimentazione schermati o armati, il percorso di ritorno
predominante per i disturbi di modo comune è lo schermo/armatura stesso. La corrente di
disturbo di ritorno sullo schermo o sul cavo di terra di sicurezza viene instradata verso il
morsetto PE dell’inverter, il bus di terra PE dell’armadio elettrico e, quindi, direttamente verso
il neutro collegato a terra del trasformatore di alimentazione dell’inverter.
Ferriti
Un metodo efficiente ed economico per la riduzione dei disturbi di modo comune è quello di
attenuarli prima che possano raggiungere la maglia di terra. L’installazione di un nucleo di
ferrite di modo comune sui cavi di uscita può ridurre l’ampiezza dei disturbi ad un livello che li
rende relativamente non dannosi per le apparecchiature o i circuiti sensibili. Essi risultano
particolarmente efficienti in caso di più inverter posizionati in un’area relativamente poco
estesa.
Hanno il non indubbio vantaggio di essere particolarmente economici e facilmente reperibili
sul mercato.
Cavi multiconduttore non schermati
Gli inverter hanno requisiti specifici per i cavi. È necessario considerare diversi aspetti, tra cui
la capacità del cavo/corrente di carica, resistenza/caduta di tensione, intensità di corrente e
isolamento. L’isolamento potrebbe essere l’aspetto più significativo. Poiché gli inverter
possono creare tensioni assai superiori rispetto alla tensione di linea, i cavi standard di settore
comunemente utilizzati potrebbero non rappresentare la scelta migliore per i clienti che
utilizzano azionamenti a velocità variabile (pompe, ventilatori, ecc.). Per le installazioni di
inverter è generalmente necessario utilizzare cavi differenti rispetto ai cavi utilizzati per
collegare i contattori e i pulsanti.
La scelta di un tipo di cavo non corretto potrebbe rivelarsi costosa in termini di diagnosi di
guasto e incidere negativamente sulle prestazioni dell’installazione. L’utilizzo di cavi non
schermati non è generalmente consentito, tranne nei casi in cui disturbi elettrici creati
dall’inverter si è certi che non interferiscano con il funzionamento di altri dispositivi, quali
schede di comunicazione e regolatori elettronici.
Cavi multiconduttore schermati
In tutti gli altri casi, i cavi schermati offrono i vantaggi generali forniti dai cavi multiconduttore,
oltre alla schermatura intrecciata in rame che può contenere la maggior parte dei disturbi
generati da un tipico inverter. I cavi schermati sono ideali per installazioni con
apparecchiature sensibili che potrebbero essere interessati da disturbi elettrici nel sistema di
distribuzione. È consigliabile utilizzare cavi schermati anche in caso di applicazioni con un
numero elevato di inverter in posizione adiacente, soprattutto se in presenza di un elevato
grado di comunicazioni/traffico di rete, schede di comunicazione e regolatori elettronici. Resta
inteso che il conduttore di terra PE non può mai essere compreso nel cavo multiconduttore,
ma dovrà essere sempre esterno ad esso e alla schermatura.
La schermatura intrecciata deve avere una copertura di almeno il 75%/80%, certificata dal
produttore del cavo. Infine, uno schermo a foglio aggiuntivo può migliorare notevolmente il
contenimento dei disturbi.
Altri benefici
In alcune applicazioni i cavi schermati possono anche contribuire alla riduzione della tensione
d’albero e delle correnti indotte nei cuscinetti. Inoltre, le dimensioni superiori dei cavi
schermati consentono una maggiore distanza tra il motore e l’inverter senza l’aggiunta di
dispositivi di protezione del motore, quali reti di terminazione.
Prescrizioni di installazione e posizionamento
Si faccia riferimento all'immagine seguente.
Al fine di prevenire il più possibile il manifestarsi di disturbi condotti, è fatto obbligo, in
osservanza alle prescrizioni dei maggiori costruttori di inverter, di mantenere le elettroniche
di controllo e regolazione in un quadro elettrico separato da quello contenente il/gli inverter.
I cavi di segnale da e per l’inverter e il cavo di potenza al motore dovranno essere schermati
con treccia secondo quanto indicato al paragrafo 1.4, e posti in continuità con la barra
equipotenziale. La distanza tra i cavi di potenza (siano essi di alimentazione all’inverter o al
motore) e i cavi di segnale non potrà in nessun caso essere inferiore a 200mm.
Oneri degli installatori e dichiarazioni di conformità
In relazione alle singole prescrizioni dei costruttori degli inverter, per le quali è concesso il solo
intervento dell'installatore, il costruttore generalmente si limita a dichiarare che il prodotto è
predisposto per essere conforme alle norme applicabili, evidenziando il tipo di intervento che
deve essere effettuato dall'installatore.
Spetta quindi all'installatore attestare, nella dichiarazione di conformità, di rispondenza o di
incorporazione, e dimostrare di aver effettuato gli interventi necessari di aggiornamento o di
regolazione manuale delle soglie di frequenza e/o di tensione, come indicati dal costruttore, e
garantire il rispetto delle normative vigenti e delle prescrizioni del costruttore, ed in
particolare dimostrare il rispetto, sia formale che sostanziale, ad es. (in via esemplificativa e
non esaustiva) a:
1. Componente continua immessa in rete e taratura delle protezioni di interfaccia in conformità a CEI
0-21;
2. Emissione armonica conforme a EN61000-3-2;
3. Filtri EMI in conformità a EN55011, 55022 o 50081 sia per disturbi condotti che irradiati, se non già
incorporati nell’inverter;
oltre al rispetto delle altre norme applicabili in relazione a sicurezza elettrica e delle macchine.
Conclusioni
Si raccomanda a clienti ed installatori di attenersi, per quanto possibile, alle indicazioni
contenute in questo documento, al fine di prevenire o eliminare le possibile cause di guasto
temporaneo derivanti da disturbi condotti nelle reti di alimentazione e controllo di centrali
termiche, unità di trattamento aria ed in generale ovunque vi siano inverter installati in
prossimità di apparecchiature elettroniche di regolazione.
Rimaniamo a disposizione per qualsiasi informazione aggiuntiva o chiarimento.