Stabilizzatore trifase TNS-U: Soluzioni per la dissipazione del calore e il raffreddamento

La spina dorsale della protezione industriale dell’alimentazione elettrica, gli stabilizzatori di tensione trifase devono ancora affrontare una minaccia costante: il calore. Tutti i componenti elettrici ed elettronici, per loro stessa natura funzionale, generano calore. In assenza di una gestione controllata, tale calore degrada le prestazioni, riduce la durata operativa e può causare il completo guasto dell’apparecchiatura. Si tratta di un problema che la serie di stabilizzatori di tensione trifase TNS-U affronta direttamente sia attraverso una progettazione ottimizzata per la dissipazione del calore sia mediante sistemi di raffreddamento attivo. La conoscenza dei suoi sistemi di gestione termica è fondamentale nella scelta di uno stabilizzatore in grado di soddisfare requisiti applicativi critici e di lunga durata.

Il calore è dannoso per qualsiasi apparecchiatura elettrica. I principali componenti responsabili della generazione di calore all'interno di uno stabilizzatore di tensione trifase sono il trasformatore, il motore servo (se presente) e l'elettronica di controllo. Temperature più elevate accelerano la velocità delle reazioni chimiche che avvengono nei materiali isolanti, indebolendoli e causandone il guasto. I componenti elettrici spesso perdono il 50% della loro vita utile nominale per ogni aumento di 10 °C rispetto alla temperatura ottimale nell'elettronica di potenza. Un esempio estremo: uno stabilizzatore progettato per funzionare a 60 °C ma utilizzato a 40 °C, ad esempio, subirà una riduzione della durata pari ai tre quarti. Pertanto, la dissipazione del calore è stata integrata fin dalla progettazione della serie TNS-U, anziché essere considerata come un'aggiunta successiva.

I componenti passivi per la gestione termica sono integrati nella serie TNS-U per ridurre al minimo il calore generato fin dall'inizio e rimuoverlo in modo naturale prima dell'uso del raffreddamento attivo.

Progettazione efficiente del trasformatore costituisce il primo livello di protezione. Grazie all'impiego di lamiere in acciaio al silicio di alta qualità e all'ottimizzazione degli avvolgimenti, il trasformatore della serie TNS-U garantisce perdite nel nucleo e perdite ohmiche (riscaldamento IR) minime. Una riduzione delle perdite interne comporta anche una minore generazione di calore alla fonte, migliorando così il controllo termico complessivo.

Dimensionamento generoso dei materiali sono utilizzati nei componenti per fornire massa termica e superficie di scambio termico. I componenti sono inoltre dimensionati in modo conservativo e funzionano ben al di sotto delle loro capacità termiche massime. L'involucro dell'unità svolge la funzione di dissipatore di calore grazie alla sua ampia superficie e alle prese di ventilazione di scarico, consentendo un flusso d'aria naturale per convezione. L'involucro del TNS-U è progettato con un effetto camino che permette all'aria fresca di circolare attorno ai componenti interni senza necessità di ventole; tale effetto è ottenuto mediante pannelli perforati e griglie di ventilazione posizionate nella parte superiore e inferiore.

Separazione termica tra componenti sensibili al calore, come schede di controllo e condensatori, e componenti generanti calore, come trasformatori e raddrizzatori, mantiene le aree critiche a temperatura controllata. Le paratie interne impediscono inoltre il ricircolo dell'aria calda.

La serie TNS-U include inoltre il raffreddamento attivo, per integrare il raffreddamento passivo ogni qualvolta quest’ultimo non sia sufficiente, ad esempio in presenza di alte temperature ambientali, in spazi ristretti o durante il funzionamento a carico continuo massimo dell’apparecchio.

Ventilatori controllati termostaticamente non si attiveranno finché il sistema non richiederà il raffreddamento attivo, consentendo di risparmiare energia, ridurre il rumore dei ventilatori e minimizzare l’ingresso di polvere nel sistema rispetto al funzionamento continuo dei ventilatori. I componenti sensibili alla temperatura all’interno dell’involucro avviano e arrestano i ventilatori in base a una temperatura di attivazione approssimativa compresa tra 45 e 50 °C.

Funzionalità intelligenti di derating e di allarme se le temperature continuano a salire dopo il raffreddamento attivo, il software di controllo TNS-U emetterà sia allarmi acustici che/oppure un segnale remoto ai sistemi di controllo edificio per avvisare di un potenziale accumulo di calore dannoso e ridurrà inoltre la potenza in uscita per evitare spegnimenti improvvisi, concedendo agli operatori il tempo necessario per intervenire sulla causa del surriscaldamento.

Configurazioni opzionali di plenum con ventilazione forzata negli ambienti più estremi, dove l’installazione non può essere evitata, si consiglia di optare per un plenum con ventilazione forzata. Queste unità saranno dotate di capacità di ventilazione aumentata, ventilatori ridondanti e prese d’aria schermate per impedire l’ingresso di aria polverosa.

Nessun progetto—neppure il migliore—può compensare un’installazione scorretta. Per garantire che lo stabilizzatore TNS-U non superi i limiti termici, è necessario seguire queste linee guida per l’installazione:

Garantire un’adeguata distanza di sicurezza -È necessario uno spazio di almeno 200 mm (8") intorno allo stabilizzatore, in particolare nelle zone superiori e inferiori, per garantire un adeguato flusso d'aria. Assicurarsi che le aperture di ventilazione non siano ostruite da cavi, pannelli o qualsiasi oggetto immagazzinato.

Mantenere le temperature ambientali -Tenere lo stabilizzatore lontano da fonti di calore come forni, fornaci o tubazioni del vapore. Se si procede all'installazione all'esterno, prevedere ombreggiatura aggiuntiva e/o ventilazione per mitigare gli effetti del calore solare.

Controllare lo stato del filtro se le prese d'aria della ventola del TNS-U sono dotate di filtri, ispezionarli e pulirli/sostituirli almeno ogni quattro settimane.

Valutare la ventilazione dell'ambiente -Lo stabilizzatore rilascia calore nell'ambiente circostante. In ambienti molto ristretti o scarsamente ventilati, soprattutto se ospitanti altri dispositivi elettrici produttori di calore, la temperatura complessiva dell'ambiente può aumentare significativamente, compromettendo l'efficienza complessiva dello stabilizzatore nel proprio processo di raffreddamento.

Con 20 anni di esperienza, il nostro stabilimento produttivo di 50.000 m² sviluppa internamente tutti i componenti fondamentali, anziché affidarli a terzi. La serie di stabilizzatori trifase TNS-U è ufficialmente tra gli "estensori" delle norme industriali nazionali ed è riconosciuta dal governo come "Campioni dell’Industria" per la nostra Eccellenza Termica. Il controllo software avanzato registra automaticamente le temperature interne e regola il raffreddamento a ventola secondo necessità per garantire prestazioni ottimali.

Ciò implica che uno stabilizzatore di tensione trifase non può essere considerato affidabile se il dissipamento del calore non è integrato fin dalla progettazione come elemento fondamentale. Il TNS-U rimane fresco anche al carico massimo grazie a un’efficace progettazione del trasformatore e all’adozione di un sistema di raffreddamento multistadio (convezione passiva / aria forzata termostaticamente controllata), assicurando così l’esecuzione affidabile dei compiti assegnati e una lunga durata nell’ambiente industriale. Per informazioni dettagliate sulle vostre esigenze di protezione dell’alimentazione e di raffreddamento, vi preghiamo di contattarci.