FILTRI EMI per applicazioni industriali, caricabatterie (anche EV battery chargers) e Inverter

Requisiti in ambito Industriale per filtri EMI e Alimentatori

I componenti per applicazioni industriali (quali FILTRI EMI e alimentatori) necessitano di requisiti molto diversi da tutti gli altri ambiti (ad esempio per la rete TRIFASE). La domanda di prodotti personalizzati è in forte crescita e il mercato richiede importanti e rapidi adattamenti all’industria. Per questo è essenziale individuare i filtri EMI/filtri di rete/ filtri di rete antidisturbo  e gli ALIMENTATORI più adatti alle necessità in ambito industriale, quali motori, conversione di potenza, rettificatori, circuiti induttivi, test, automazioni e assemblaggi.
Le applicazioni industriali che richiedono alta Potenza sono spesso alimentate con rete TRIFASE (o con più di una fase), in modo da distribuire la potenza su più fasi e ottimizzare l’assorbimento. Il sistema TRIFASE è composto da tre conduttori per la corrente alternata, solitamente identificati come A, B e C. Le tre fasi lavorano alla stessa frequenza e tensione, ma sfasate di 120°, permettendo un costante trasferimento di potenza all’interno del ciclo elettrico.
Le reti TRIFASE sono particolarmente importanti perché permettono di trasportare 3 volte la potenza a fronte di soli 1,5-2 volte più cavi rispetto al sistema MONOFASE, semplificando ad esempio il design dei motori grazie all’eliminazione dei condensatori per l’accensione.

Perché utilizzare un FILTRO EMI/ filtro di rete?

A fronte dei numerosi vantaggi, la conversione di potenza tramite sistemi TRIFASE (Inverter, Rettificatori) genera disturbi ad elevata frequenza.

I filtri EMI attenuano il rumore in alta frequenza generato dai dispositivi industriali, sia eliminandone la componente su Linea e Neutro, sia portandola verso Terra. I filtri EMI / filtri di rete antidisturbo  in ambito industriale sono molto efficaci quando i disturbi EMI sono generati nel range di frequenza da 9 KHz a 30MHz. EMI superiori a 30 MHz possono viaggiare attraverso l’aria, quindi diventano necessarie sia schermature che isolamenti ingresso/uscita.

Trifase: DELTA vs WYE – Breve spiegazione

Per mantenere un’ottimale distribuzione dei carichi, i sistemi trifase possono essere configurati in 2 modi: DELTA e WYE, che definiscono come sono connessi i cavi tra loro.

DELTA deriva dal simbolo greco “Δ”, mentre WYE richiama la lettera “Y” ed è anche conosciuto come circuito a stella. La differenza tra le 2 configurazioni risiede nel numero di cavi e la sempre più utilizzata WYE possiede il cavo del NEUTRO, permettendo connessioni LINEA-FASE (monofase) sia LINEA-LINEA (2 o 3 fasi).

CONFIGURAZIONE DELTA

La configurazione DELTA è composta da 4 conduttori, connessi tra loro a formare un circuito chiuso a triangolo, senza NEUTRO. La configurazione DELTA di utilizza per abbattere i costi dato che necessita di un conduttore in meno e per applicazioni che richiedono un’elevata coppia all’accensione.

Nella figura qui sopra a sinistra lo schema WYE e a destra quello DELTA.

Data l’assenza del neutro, i condensatori nei filtri per reti DELTA devono essere scelti per le tensioni che si creano LINEA-LINEA, quindi con dimensioni, peso e costi superiori. Tuttavia l’assenza del neutro permette correnti superiori rispetto alle reti WYE e migliori performance a parità di volume.

CONFIGURAZIONE WYE

I filtri per reti WYE sono solitamente progettati per filtrare dispositivi switching di conversione di potenza e altri device che necessitano del neutro, portando quindi a 5 conduttori questa configurazione (3 fase, neutro, terra).

Quando le 3 fasi sono perfettamente bilanciate, attraverso il conduttore del neutro non scorre alcuna corrente, mentre quando si creano degli sbilanciamenti è quindi presente corrente in questo conduttore. Questa configurazione permette l’utilizzo nei filtri di condensatori di tensione inferiore (120Vac nei sistemi 208Vac e 277Vac nei sistemi 480Vac), portando ad un risparmio di costi, peso e volume.

La rete WYE può essere utilizzata sia con che senza neutro, ma il suo utilizzo principale è nella distribuzione dell’energia sia monofase (linea-neutro), sia su 2 fase che su 3 fasi, ma con correnti di spunto inferiori ed cercando di evitare eventuali sbilanciamenti tra le fasi. Inoltre una rete WYE può alimentare una rete DELTA semplicemente omettendo la connessione al NEUTRO.

Fitri per applicazioni DC

In ambito industriale troviamo numerose applicazioni con specifici requisiti, come ad esempio la necessità di filtrare

linee DC (inverter, EV chargers, aerospaziale, …).

In questi casi esistono FILTRI EMI dedicati capaci di funzionare fino a 1200Vdc, nelle configurazioni singolo stadio e doppio stadio ed elevata attenuazione.

Esempi di applicazione e soluzioni per l’applicazione del filtro di rete/ filtro antidisturbo

Ecco alcuni esempi di applicazioni industriali:

• Dispositivi per automazioni
• Drives a frequenza variabile
• Controllo motori
• Circuiti PWM
• Dispositivi per saldatura
• Trasporto e sollevamento
• Riscaldatori industriali
• UPS
• Inverter
• Generatori ad energia solare
• EV / Battery charger
• Generatori di Ozono
• Sorgenti Laser
• Sorgenti al Plasma

Le soluzioni ASTRODYNE TDI per filtri EMI

I prodotti Astrodyne TDI, disponibili sia singolo stadio che multi-stadio, permettono al dispositivo industriale di essere pienamente in accordo ai requisiti di emissione richiesti dalle norme internazionali, con soluzioni da 1A fino a 2500A e fino a 600Vac/1200Vdc.

La gamma di FILTRI EMI di Astrodyne TDI permette di scegliere il valore delle capacità Y (tra L-N e Terra) per soddisfare ogni requisito sia di corrente dispersa (Leakage current) che di attenuazione di filtraggio.

Inoltre sono disponibili molteplici soluzioni, dal punto di vista dimensionale e di interconnessione (per faston, viti, stud, morsetti, cavi, bus bar..)