Punti chiave
- Un moderno convertitore IGBT a media frequenza offre un'efficienza complessiva più alta del convertitore SCR, e la mantiene su tutto il range di potenza.
- Mantiene un fattore di potenza sopra 0,95 in ogni momento, quindi i banchi di condensatori che un'alimentazione con SCR richiede per la rifasatura non servono più.
- La raddrizzatura trifase a onda intera significa nessuna armonica superiore reimmessa in rete, proteggendo le apparecchiature vicine.
- La potenza IGBT resta costante a prescindere dal volume di carica o dall'usura del rivestimento, con un avviamento a freddo affidabile al 100% anche a pieno carico.
- Un retrofit conserva il corpo forno, la bobina e l'infrastruttura d'officina e sostituisce solo il convertitore, una strada a minor capex verso prestazioni moderne sull'impianto installato.
Il convertitore è il cervello
Un forno SCR funziona ancora. Un moderno convertitore IGBT lo fa funzionare molto meglio. Il convertitore preleva la potenza di rete e la trasforma nella corrente a media frequenza di cui la bobina ha bisogno. Sui forni più datati questo compito è svolto da un'unità SCR, che regola la potenza parzializzando la forma d'onda. Quell'approccio assorbe un fattore di potenza scadente e inietta armoniche superiori in rete.
Un moderno convertitore IGBT a media frequenza raddrizza l'intera onda trifase, poi la commuta in modo pulito. Il risultato è più potenza utile nel metallo, un'alimentazione più pulita e una potenza che resta costante fino all'ultimo spillaggio. Il convertitore è, di fatto, il cervello del forno, e sostituirlo cambia il modo in cui si comporta l'intera linea.
Nota
Un retrofit conserva il gruppo fusorio, la bobina e l'infrastruttura d'officina e sostituisce solo il convertitore. CIME lo fa sull'impianto installato, recuperando fattore di potenza, efficienza e capacità a una frazione del costo di una linea nuova. Molti forni SCR sono ancora in esercizio; oggi tutti i nuovi convertitori CIME sono IGBT.
SCR vs IGBT, a confronto diretto
Stesso gruppo fusorio, due modi di azionarlo. L'SCR regola la potenza parzializzando la forma d'onda; un convertitore IGBT a media frequenza raddrizza l'intera onda trifase e la commuta in modo pulito. Le differenze pratiche emergono su regolazione della potenza, fattore di potenza, pulizia della rete e comportamento all'avviamento a freddo. La potenza dei convertitori CIME va da 1 a 10 MW.
Per il lato bobina della stessa questione di efficienza, vedi progetto bobina UHE vs UHP. Per il convertitore IGBT vero e proprio, incluso il servizio di retrofit SCR, vedi la pagina Elettronica di potenza IGBT.
Il gruppo fusorio resta, l'elettronica cambia.
Cosa recupera un retrofit
La potenza costante è il vantaggio silenzioso. Un convertitore IGBT mantiene la sua potenza indipendentemente da quanto metallo c'è nel crogiolo e da quanto è usurato il rivestimento, così i tempi di fusione restano prevedibili per tutta la campagna anziché calare man mano che il bagno si svuota o il refrattario si assottiglia. Quella stabilità paga anche sui metalli a bassa permeabilità magnetica: acciaio inox, rame e alluminio fondono più rapidamente con meno elementi bruciati, perché la potenza si accoppia in modo affidabile invece di svanire quando la carica cambia stato.
Poiché il fattore di potenza resta sopra 0,95, i banchi di condensatori che una linea SCR richiede per la rifasatura semplicemente scompaiono.
Le armoniche più elevate sono generate principalmente quando il raddrizzatore deve parzializzare per regolare la tensione. Il convertitore a SCR deve regolare la tensione tramite il ponte raddrizzatore, le armoniche generate dal funzionamento del convertitore disturbano la rete elettrica di alimentazione e possono danneggiare altre apparecchiature elettriche collegate ad essa. Il convertitore MF a IGBT non necessita invece di parzializzazione bensì di un raddrizzamento trifase a onda intera. La tensione CC generata sarà quindi sempre al valore massimo. Il convertitore a IGBT non genera quindi armoniche superiori riducendo l'inquinamento del sistema elettrico.
CIME sostituisce l'unità SCR esistente con un moderno convertitore IGBT sul forno installato, recuperando fattore di potenza, efficienza e capacità: una strada a minor investimento verso un impianto ad alta efficienza e a prova di futuro.
Punto chiave
Un retrofit non è una ricostruzione. Conserva il corpo, la bobina e il layout d'officina, cambia solo il cervello, e recuperi fattore di potenza, efficienza e capacità su un impianto che già possiedi.
Domande frequenti
Posso conservare il corpo forno e la bobina esistenti in un retrofit?
Sì. Un retrofit conserva il corpo forno, la bobina e l'infrastruttura d'officina e sostituisce solo il convertitore. CIME sostituisce l'unità SCR esistente con un moderno convertitore IGBT sul forno installato, recuperando fattore di potenza, efficienza e capacità a una frazione del costo di una linea nuova.
Che cosa recupera un convertitore IGBT rispetto all'SCR?
Un convertitore IGBT a media frequenza gira con un'efficienza complessiva più alta di quello SCR, mantenendo al contempo un fattore di potenza sopra 0,95 così che i banchi di rifasatura non siano più necessari.
Perché la potenza IGBT resta costante quando cambiano carica o rivestimento?
Un convertitore IGBT mantiene la sua potenza indipendentemente da quanto metallo c'è nel crogiolo e da quanto è usurato il rivestimento. I tempi di fusione restano prevedibili per tutta la campagna invece di calare man mano che il bagno si svuota o il refrattario si assottiglia, e l'avviamento a freddo raggiunge il 100% anche a pieno carico.
Riferimenti e fonti
- Foundry Trade Journal, articolo tecnico sugli alimentatori per forni a induzione, 2006.
- Cast Metal Times, convertitori IGBT a media frequenza nella pratica coreless, 2004.
- CIME S.r.l., documentazione interna sul retrofit dei convertitori, Torino.