Inverter: cos’è, come funziona e quando si usa
Inverter significa “
invertitore”. In elettronica, un inverter è un
apparato elettronico di ingresso/uscita in grado di convertire una
corrente continua in ingresso in una
corrente alternata in uscita, cambiandone i parametri di
ampiezza e
frequenza. Si tratta del dispositivo antitetico rispetto a un
raddrizzatore di corrente.
L’inversione si rende necessaria quando dobbiamo
alimentare un motore o un macchinario in corrente alternata con una fonte di energia elettrica in corrente continua.
Inverter, che cos'è e come funziona
Come già accennato, per inverter si intende un
apparato elettronico che ha la funzione di
trasformare una corrente continua (DC, Direct Current), in corrente alternata (AC, Alternating Current) a una determinata tensione e frequenza, sfruttando una sorgente di corrente continua.
L’inverter viene normalmente utilizzato
per alimentare accumulatori, impianti, condizionatori d’aria, motori elettrici anche per autoveicoli. Quindi viene impiegato quando è necessaria
una conversione da corrente continua a corrente alternata.
Si può anche considerare come inverter un “
raddrizzatore-invertitore” alimentato a corrente alternata ed utilizzato per variare la tensione e la frequenza della corrente alternata in uscita in funzione di quella in entrata (ad esempio per l’alimentazione di alcune macchine operatrici).
Un inverter si può definire tale solo quando il dispositivo è
statico. Se il dispositivo in questione è invece di tipo rotante, è più propriamente definito macchina elettrica invertitrice o anche convertitrice.
Il funzionamento di un inverter varia in base alla progettazione. Alcuni sono totalmente elettronici, altri combinano effetti di tipo meccanico e circuiti elettronici.
A seconda del tipo di progettazione eseguita per regolare la tensione e la corrente di uscita,
gli inverter possono produrre diversi tipi di onda:
- quadra;
- sinusoidale;
- sinusoidale modificata;
- a modulazione della larghezza d’impulso.
Il meccanismo di funzionamento degli inverter si differenzia anche in base al campo di applicazione. Gli inverter usati per alimentare i motori, ad esempio, funzionano regolando la frequenza e l’ampiezza della tensione. Gli inverter impiegati per i gruppi statici di continuità, invece, sono progettati per fornire una tensione sinusoidale pura, con ampiezza e frequenza costanti.
Inverter: le varie tipologie
Esistono varie tipologie di inverter in commercio con le seguenti caratteristiche:
- Inverter monofase: alimentazione a una fase da 230 VAC e uscita a tre fasi con tensione concatenata di 230 Volt. Possono essere accoppiati a piccoli motori fino a 2,2 Kw e tensione nominale di 230 V;
- Inverter trifase: alimentazione da tre fasi per 400 VAC e uscita sempre a tre fasi con tensione concatenata di 400 Volt. Vengono utilizzati come convertitori di frequenza per i motori trifase e sono impiegati in molteplici applicazioni, grazie alle potenze di uscita che vanno da 0,7 Kw a 500 Kw;
- Inverter digitale: si caratterizza per la presenza di un display a LED, che permette all’operatore di impostare e monitorare i parametri dell’inverter agevolmente;
- Inverter a risparmio energetico: presenta una frequenza di funzionamento non continua, garantendo così un risparmio di energia elettrica;
- Inverter ibrido: utilizzato per gestire impianti fotovoltaici collegati alla batteria e/o alla rete. È dotato di meccanismi aggiuntivi che gli permettono di decidere se inviare tutta la corrente all’utenza perché venga consumata, o se deviarla, tutta o in parte, verso la batteria o la rete elettrica;
- Inverter di potenza a installazione fissa: utilizzati per convertire la corrente diretta verso i compressori per refrigerazione, le griglie di alimentazione, la produzione di energia elettrica e i gruppi statici di continuità (UPS).
Inverter, le principali applicazioni per l'efficienza dei processi industriali
Gli inverter trovano numerose applicazioni nel contesto industriale, principalmente per
migliorare l'efficienza e la flessibilità dei processi produttivi e per
controllare la gestione dell'energia elettrica. Ecco alcune delle principali applicazioni:
- Controllo di motori elettrici: gli inverter sono ampiamente utilizzati per controllare la velocità, la coppia e la direzione di motori elettrici AC (corrente alternata), specialmente in applicazioni che richiedono una regolazione precisa della velocità, come nastri trasportatori, ventilatori, pompe e macchinari per la lavorazione;
- Processi di automazione industriale: gli inverter sono fondamentali nei sistemi di automazione, dove permettono il controllo preciso di macchine e processi industriali, contribuendo ad aumentare l'efficienza, la sicurezza e la flessibilità produttiva;
- Alimentazione di emergenza e UPS: gli inverter sono componenti chiave nei sistemi di alimentazione ininterrotta (UPS), dove forniscono energia AC a carichi critici da batterie o altre fonti DC durante interruzioni di corrente o fluttuazioni della rete;
- Trasmissione di energia: gli inverter sono impiegati nei sistemi di trasmissione di energia ad alta tensione in corrente continua (HVDC), che consentono il trasferimento efficiente di energia elettrica su lunghe distanze o tra reti non sincronizzate;
- Trasformazione elettrica: in alcune applicazioni, gli inverter sono utilizzati per convertire tensioni e frequenze, permettendo l'uso di apparecchiature progettate per differenti standard elettrici o per testare apparecchiature con specifiche tensioni/frequenze di alimentazione;
- Produzione di energia rinnovabile: negli impianti solari fotovoltaici e nei parchi eolici, gli inverter sono essenziali per convertire la corrente continua (DC) generata dai pannelli solari o dai generatori eolici in corrente alternata (AC), compatibile con la rete elettrica o per l'uso in loco.
Queste applicazioni evidenziano l'importanza degli inverter nel migliorare l'
efficienza energetica, la
flessibilità operativa e la
sostenibilità dei processi industriali.
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