Guida ai tipi di inverter e come funzionano

La parola inverter significa inversione. Un inverter serve, infatti, a trasformare la corrente continua (c.c.) proveniente da una sorgente in corrente alternata (c.a.), variando la frequenza e l’ampiezza. L’inversione è necessaria quando dobbiamo alimentare un motore o un macchinario in c.a. con una fonte di energia elettrica in corrente continua.

Un inverter assume tale qualifica solo quando il dispositivo è statico. Un dispositivo di tipo rotante, invece, è più propriamente definito macchina elettrica invertitrice o anche convertitrice.

Il funzionamento di un inverter dipende dalla progettazione. Alcuni sono totalmente elettronici, mentre altri sono una combinazione tra effetti di tipo meccanico e circuiti elettronici.

In base alla tecnica di progettazione usata per regolare la tensione e la corrente di uscita, gli inverter possono quindi produrre:

• Un’onda quadra;
• Un’onda sinusoidale;
• Un’onda sinusoidale modificata;
• Un’onda a modulazione della larghezza d’impulso (PWM - pulse width modulation).

Esiste un’ulteriore differenziazione nel meccanismo di funzionamento degli inverter ed è relativa al campo di applicazione del dispositivo elettronico. 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 costruiti per fornire una tensione sinusoidale pura, con ampiezza e frequenza costanti.

In ambito industriale è possibile utilizzare gli inverter per il controllo di pompe, di ventilatori, di compressori e per qualsiasi altra apparecchiatura che generi rotazione. Per ottenere questo risultato, si antepone a un inverter il raddrizzatore. Si ottiene così uno schema in cui il raddrizzatore trasforma la corrente alternata in continua e l’inverter la ritrasforma in corrente alternata, ma modificandone la frequenza, per controllare con precisione le prestazioni di qualsiasi apparecchiatura a esso collegato.

In commercio è possibile trovare le seguenti tipologie di inverter:

• Inverter monofase, con alimentazione a una fase da 230 VAC e uscita a tre fasi con tensione concatenata di 230 Volt. Sono utili accoppiati a piccoli motori fino a 2,2 Kw e tensione nominale di 230 V.
• Inverter trifase, con alimentazione da tre fasi per 400 VAC e uscita sempre a tre fasi con tensione concatenata di 400 Volt. Si utilizzano come convertitori di frequenza per i motori trifase e, grazie alle potenze di uscita che vanno da 0,7 Kw a 500 Kw, sono impiegati in molteplici applicazioni. Gli inverter per motore trifase sono tra i più diffusi in commercio e sono dotati di molte funzioni.
• L’inverter digitale si caratterizza per la presenza di un display a LED, permettendo all’operatore di impostare e monitorare i parametri dell’inverter con maggiore facilità e autonomia.
• L’inverter a risparmio energetico è un dispositivo che presenta una frequenza di funzionamento non continua, garantendo un certo risparmio sui costi dell’energia elettrica.
• L’inverter ibrido è utilizzato per gestire impianti fotovoltaici collegati alla batteria e/o alla rete. L’inverter ibrido è dotato di meccanismi aggiuntivi che gli consentono 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.

Di particolare interesse sono anche gli inverter di potenza a installazione fissa, utilizzati in molteplici scenari 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).

Un caso classico di utilizzo dell’inverter è in combinazione con un motore a corrente alternata, che può essere monofase o trifase.

Vediamo nella pratica come collegare un inverter al motore in due condizioni d’impiego classiche. Ricorda di leggere il libretto d’installazione e manutenzione del motore e dell’inverter prima di effettuare il collegamento, così da avere tutte le indicazioni di montaggio specifiche per il tuo caso.

• Collegare un inverter a un motore monofase: il conduttore di “marcia” e il conduttore “comune” devono essere collegati ai rispettivi morsetti dell’inverter indicati nel manuale. Il conduttore AUX deve essere collegato in parallelo tra la fase e un capo del condensatore di marcia, mentre l’altro capo del condensatore va collegato al morsetto libero visibile sulla basetta del motore. Non dimenticare infine di collegare il conduttore di “terra” alla messa a terra.
• Collegare un inverter a un motore trifase: prima di iniziare controlla la targhetta apposta sul motore per verificare quali siano le configurazioni supportate e il voltaggio per ciascuna configurazione. I motori possono essere collegati alla corrente da 220 V, da 380 V o essere predisposti per voltaggi superiori. Negli schemi classici, le configurazioni previste sono a stella o a triangolo. Controllando la targhetta potrai scoprire quale delle due è quella che dovrai impostare per il tuo caso specifico. Scelta la configurazione, collega i cavi trifase alla morsettiera del motore da un lato e alla morsettiera dell’inverter dall’altra. Prima di permettere alla corrente di attraversare l’impianto è bene verificare che tutti i cavi siano stati collegati correttamente e che siano stati impostati i corretti parametri sull’inverter.

Qualunque sia la configurazione utile al tuo caso specifico, non dimenticare di dotarti di tutti gli accessori per inverter che possono migliorare le funzionalità. Tra gli accessori più importanti citiamo i kit di connessione, i filtri EMC, le reattanze di ingresso, ma anche le unità di frenatura e gli accessori di montaggio.

Gli inverter per il fotovoltaico meritano una menzione a parte, data l’ampia richiesta degli ultimi anni.

Come per gli altri impieghi professionali, gli inverter per il fotovoltaico convertono la corrente continua in corrente alternata. In questo ambito specifico, la corrente continua è quella generata dai pannelli fotovoltaici, che non può essere utilizzata nel settore industriale o residenziale se prima non viene convertita in corrente alternata.

Gli inverter per il fotovoltaico, tuttavia, si differenziano dagli altri inverter, per la loro capacità di gestire un impianto fotovoltaico sotto ogni aspetto. L’inverter fotovoltaico (FV) non limita la sua funzione all’inversione della corrente, ma si occupa anche di monitorare le prestazioni dell’impianto e di controllare altri parametri relativi all’immissione della corrente nella rete pubblica o nell’impianto industriale (o abitazioni residenziali).

Ecco dunque la necessità di dotarsi di un inverter che sia opportunamente dimensionato per l’impianto fotovoltaico installato.

Per scegliere l’inverter più appropriato all’impianto fotovoltaico da realizzare, normalmente si guarda alla potenza dell’impianto. In commercio sono disponibili inverter FV con potenza a partire dai 2 Kw e possono raggiungere il megawatt di potenza per essere abbinati alle centrali fotovoltaiche.

L’uso dell’inverter è cresciuto negli anni grazie alla diffusione dei motori elettrici in nuovi ambiti. Si è così passati dagli inverter contenuti negli elettrodomestici, agli inverter applicati ai motori ferroviari, fino a giungere più di recente all’impiego nelle auto elettriche e nel settore eolico.

Gli inverter non sono legati soltanto ai motori elettrici, come ci dimostra la generazione di corrente da impianti fotovoltaici.

In modo proporzionale all’uso dell’inverter, in un numero crescente di settori si sono moltiplicati i tipi di inverter oggi in commercio. Grazie al nostro vasto catalogo di inverter potrai soddisfare ogni tua esigenza, sia che tu stia cercando inverter di potenza inferiore a 1 Kw o di potenza fino a 400 Kw.