Raddrizzatori di potenza per impianti elettrochimici.
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Comprensione dei parametri tecnici.
Nella fase di acquisto di un gruppo di alimentazione elettronico (detto raddrizzatore) per una postazione elettrochimica di trattamento galvanico, il costo iniziale é l'ultimo parametro da prendere in considerazione, un apparecchio economico all'acquisto potrebbe nell'arco di un solo anno di lavoro causare un aumento del costo di gestione molto superiore al suo valore oltre che a dare scarsi risultati qualitativi sui pezzi trattati.
In queste note cercheremo di aiutare gli utilizzatori a scegliere
prodotti di qualità districandosi fra le principali caratteristiche tecniche
dichiarate dai costruttori.
Ricordiamo che la più grande e redditizia fonte energetica rinnovabile
é il risparmio energetico, un impianto ben realizzato può risparmiare
molta più energia di quanta se ne può produrre con pannelli solari o similari.
Oltre al risparmio energetico metteremo in evidenza le caratteristiche tecniche più importanti per ottenere trattamenti galvanici di buona qualità e costanti nel tempo, cercando di usare parole semplici.
I parametri che prenderemo in considerazione sono:
Rendimento energetico.
Il rendimento del raddrizzatore é la percentuale di energia effettivamente erogata in uscita rispetto all'energia consumata e si definisce in percentuale, un raddrizzatore che ha un rendimento del 90% trasforma il 10% dell'energia assorbita in calore, disperdendola inutilmente nell'ambiente.
Il costo finale del raddrizzatore é molto influenzato dal rendimento, per ottenere il massimo rendimento devono essere utilizzati componenti di massima qualità, il progetto richiede sforzi tecnologici molto onerosi, le taglie dei raddrizzatori per questi usi partono da 100A per arrivare e in alcune applicazioni superare i 100000A stabilizzati in corrente o tensione, queste correnti devono essere erogate in continuità, in assoluta sicurezza e stabilità nel tempo.
Come misurare il rendimento;
Il rendimento dovrebbe sempre far parte delle caratteristiche fornite dal produttore, per
rilevarlo é necessario effettuare una misurazione nelle condizioni effettive di lavoro
e applicare le semplici formule qui a seguito indicate.
Un'altro parametro importante per il rendimento complessivo é il cosØ caratteristico del raddrizzatore ma in queste note non ne terremo conto, verrà trattato prossimamente in modo esaustivo.
Stabilità in tensione.
Di norma é indicata in mV (millivolt) oppure
in V (volt) riferiti ad una variazione di carico.
La stabilità in tensione é molto difficile da ottenere con le potenze erogate
dai raddrizzatori per galvanica, se ne occupa il circuito di reazione della parte elettronica
di gestione.
Più la stabilità é accentuata e più il sistema può diventare
instabile o addirittura autooscillare, meno la stabilità in tensione é buona
e più diventa facile realizzare il raddrizzatore.
Cosa influenza la stabilità in tensione.
Influenza la costanza dei parametri elettrici di trattamento galvanico, per esempio tre
postazioni elettrochimiche di trattamento alimentate da un solo raddrizzatore, come
visibile a lato, causano variazioni di tensione più o meno accentuate in base al
numero di barre in fase di trattamento.
Migliorare la stabilità in tensione senza costi aggiuntivi:
Con poca spesa é possibile migliorare notevolmente la stabilità in tensione
facendo due collegamenti come raffigurati nello schema quì visibile, dopo questa modifica
saranno quasi annullate le cadute di tensione causate dai collegamenti di potenza (bandelle).
Naturalmente questi collegamenti vanno eseguiti solo dopo
aver interpellato il costruttore realizzandoli rispettando integralmente le specifiche
del produttore stesso.
Alcuni raddrizzatori commerciali sono già predisposti per questo collegamento.
Il valore di ripple.
Di norma é indicato in % (percentuale)
sulla tensione d'uscita.
Il ripple é l'ondulazione residua sulla corrente continua d'uscita, più
il ripple é basso e più il raddrizzatore é di qualità, ridurre
il ripple aumenta considerevolmente i costi del raddrizzatore, essendo una componente
alternata, influisce sulla qualità del rivestimento o del trattamento galvanico.
L'oscillogramma di esempio:
Naturalmente un valore di ripple = 0 (impossibile) corrisponde ad una linea continua, ma per quanto possa essere basso non sarà mai nullo, nemmeno se si trattasse di un costosissimo strumento di laboratorio.
Per quanto riguarda i raddrizzatori tipo SWICHING, il ripple può essere notevolmente ridotto ai morsetti dell'apparecchio alimentato, sfruttando l'induttanza dei collegamenti di potenza (aumentandone la lunghezza), questo é possibile per via della loro frequenza di lavoro che é in campo ultrasonico, per chiarimenti a riguardo consultare la documentazione dei costruttori.
I raddrizzatori con altri tipi di regolazione che lavorano alla frequenza di rete raddrizzata, adottano enormi induttanze in serie all'uscita, per questo tipo di raddrizzatori non é ragionevolmente possibile migliorare il valore di ripple, và valutato in fase d'acquisto.
Ripetibilità e stabilità in temperatura.
Di norma indicato come errore in mV (millivolt) per
la ripetibilità e in mV/°C (millivolt per grado Centigrado) per la
stabilità in temperatura.
Ripetibilità e stabilità di temperatura sono fattori importanti per ottenere
trattamenti di qualità costante nel tempo, all'inizio e alla fine dei turni e in
stagioni diverse.
Sia una che l'altra sono difficilissime da ottenere, richiedono lunghi test di laboratorio
in camere termostatiche per la simulazione, i componenti elettronici utilizzati devono
essere di elevata qualità per mantenere le caratteristiche inalterate nel tempo.
In molti casi, ottimi valori di ripetibilità e stabilità in temperatura sono peggiorati da pessimi sistemi di gestione computerizzata a distanza che per via dei costi o della mancanza di competenza vengono realizzati con componentistica inadeguata, in questi casi le variazioni di tensione sono causate da apparecchiature esterne, il raddrizzatore si limita ad eseguire gli ordini.
Rispondenza alle normative.
Quì é semplice, questo marchio dovrebbe garantire la rispondenza alle normative
quindi un certo livello qualitativo minimo.
Glossario:
RADDRIZZATORI: Alimentatori elettronici stabilizzati in corrente o in
tensione con regolazione continua della tensione d'uscita, il sistema di regolazione può
essere primario o secondario, TRIFASE o ESAFASE per mezzo di diodi SCR (TIRISTORI) oppure
SWICHING a semiconduttori BIPOLARI, MOS o CMOS.
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