Inverter monofase o trifase: quale scegliere e quali motori sono adatti?

Differenze tra inverter monofase e trifase – parametri chiave

L’inverter monofase e l’inverter trifase sono i due tipi più comuni di inverter utilizzati nell’automazione industriale e nelle applicazioni domestiche e commerciali. La scelta giusta si traduce in durata del motore, stabilità del processo, sicurezza ed efficienza energetica. In questa guida ti spieghiamo quale inverter scegliere, come selezionare la potenza, in quali situazioni si verifica un errore di selezione e come evitare i problemi di assistenza più comuni.

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La differenza principale: alimentazione e tipo di motore

In breve: l’inverter viene scelto in base al tipo di alimentazione e al tipo di motore che si desidera controllare. Gli inverter per i motori trifase richiedono un design interno diverso, una sezione di potenza diversa e un filtraggio diverso rispetto agli inverter monofase.

• Inverter monofase – ingresso 230 V AC, uscita 3×230 V, per motori trifase più piccoli.
• Inverter trifase – ingresso 3×400 V, uscita 3×400 V, per motori industriali di grandi dimensioni.
• Inverter ibrido trifase – utilizzato principalmente nella generazione distribuita di energia; combina gli ingressi AC/DC e controlla un carico trifase.

Per quali motori è adatto l’inverter monofase?

Un inverter monofase viene utilizzato quando abbiamo accesso a un’alimentazione a 230 V e vogliamo controllare un motore trifase di piccole o medie dimensioni. Contrariamente a quanto si potrebbe pensare, non si tratta di un dispositivo monofase in uscita: l’inverter produce segnali trifase completi in uscita.

I poteri più utilizzati:

• Inverter monofase da 1kw – applicazioni leggere, ventilatori, piccoli trasportatori.
• Inverter monofase da 3kw – macchine di medie dimensioni, pompe, nastri trasportatori compatti.
• Inverter monofase da 4kw – carichi più elevati quando non è disponibile l’alimentazione a 400 V.

Molti impianti utilizzano anche un semplice inverter monofase, strutturalmente più compatto, ideale per il controllo di base della velocità senza funzioni avanzate.

Un inverter monofase può essere collegato a un impianto trifase?

Questa è una delle domande più frequenti. La risposta dipende dall’obiettivo:

• SÌ – se vuoi alimentare un inverter monofase da una fase di un impianto trifase (L+N). Questo è normale e sicuro.
• NO – quando si tratta di collegare un inverter monofase in modo che funzioni come un inverter monofase per 3 fasi con un carico a 400 V. Questo non è tecnicamente corretto.

Controlla sempre i parametri di ingresso del produttore e il carico di corrente consentito. Molti dei guasti alle sezioni di potenza di RGB Electronics sono dovuti proprio all’errata convinzione che qualsiasi inverter monofase possa essere adattato a un’applicazione trifase.

Come funziona un inverter trifase?

Come funziona un inverter trifase? In parole povere: prende l’energia dalla rete 3×400 V, la raddrizza nella sezione DC e poi, utilizzando transistor IGBT, genera tre forme d’onda sfasate per controllare il motore. Questo tipo di progettazione consente di ottenere una coppia elevata, una stabilità della velocità e la possibilità di un preciso controllo di retroazione ad anello chiuso.

Applicazioni tipiche degli inverter trifase:

• Macchine CNC, fresatrici e torni,
• robotica industriale,
• linee di imballaggio, pallettizzatori automatici,
• azionamenti di pompe e ventole ad alta potenza.

L’inverter ABB, l’inverter Allen Bradley, l’inverter Mitsubishi Electric e l’inverter Schneider Electric– i marchi che assistiamo più spesso – sono collaudati in questi sistemi.

Scelta pratica dell’inverter: confronto tra potenza, costo e design

Differenze di progettazione negli inverter

• Inverter monofase: modulo raddrizzatore più piccolo, corrente d’uscita limitata, sezione di potenza 3×230 V.
• Inverter trifase: filtraggio EMC completo, sezione IGBT più potente, alimentazione 3×400 V, rapporto di sovraccarico più elevato.

Costi e funzionamento

• Gli inverter monofase sono più economici, ma hanno una capacità di sovraccarico inferiore.
• Gli inverter trifase sono più efficienti, si riscaldano meno e offrono una migliore coppia di spunto.
• Il costo della manutenzione di un inverter trifase tende a essere più elevato a causa del numero maggiore di componenti di potenza.

Errori di selezione tipici (dall’esperienza del servizio di assistenza RGB Electronics)

• Scegliere un inverter monofase per un motore che supera la corrente consentita solo del 10-15%: questo porta al surriscaldamento degli IGBT.
• Il presupposto è che un inverter monofase da 1kw sia adatto a un funzionamento continuo con carichi di picco, ma non è così.
• Utilizza un inverter da monofase a trifase quando è richiesta una coppia meccanica completa.
• Filtro EMC inadeguato su macchine con un gran numero di sensori e PLC.
• Mancanza di pulizia e manutenzione: la maggior parte dei guasti è dovuta a sporcizia, danni alla ventola e surriscaldamento.

Consigli pratici per gli ingegneri

• Se hai intenzione di ampliare la tua macchina, scegli un inverter con una potenza nominale superiore del 20-30%.
• Per i motori con freno elettromagnetico, utilizza un inverter con una sezione di freno dedicata o un modulo di resistenza.
• Per cavi di lunghezza superiore a 50 m, è necessario un filtro sinusoidale o dU/dt.
• Per le applicazioni di precisione, prendi in considerazione un azionamento con capacità di controllo vettoriale.
• Controlla la corrente nominale dell’inverter, non solo il wattaggio – un errore comune dei principianti.

Quale inverter scegliere?

• Inverter monofase – se disponi di un’alimentazione a 230 V e di un motore fino a circa 3-4 kW.
• Inverter trifase – se disponi di un’alimentazione 3×400 V e desideri stabilità, coppia e un funzionamento prolungato.
• Nella generazione di energia, consideriamo un inverter ibrido trifase.

In caso di dubbio, è meglio consultare il servizio di assistenza: più della metà degli inverter scelti in modo errato vengono riparati entro i primi due anni di funzionamento.

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