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La scelta del tipo di alimentazione nei quadri elettrici
Durante la progettazione di un impianto elettrico industriale, è fondamentale considerare il livello di qualità dell’alimentazione di rete a disposizione, e in funzione di questa vanno scelte le tensioni di alimentazione appropriate. All’interno dei quadri di automazione, strumentazione e controllo sono montate sia apparecchiature di potenza, sia componenti elettronici (PLC, ecc.) divisi da schermi e segregazioni per evitare eventuali problemi di guasti elettrici e di gestione di diversi sistemi di alimentazione. Ecco perché la selezione, il dimensionamento e l’ingegneria del quadro elettrico devono rispondere a normative e caratteristiche che, se ben specificate in fase di progettazione, concorrono al buon funzionamento dell’apparecchiatura nel suo complesso e garantiscono la possibilità di manutenzione ed evoluzione del quadro.
Nel settore industriale la tensione di alimentazione a 24 V è diventata uno standard. La maggior parte dei costruttori offre infatti ampie gamme di prodotti e la normalizzazione consente agli utilizzatori di limitare i rischi d’incompatibilità tra i diversi prodotti.
Fig.1 Architettura dei sistemi di alimentazione elettrica industriale
I benefici dell’alimentazione switching Vac/Vdc
SENECA mette a disposizione un doppio range di alimentazione switching 24 Vac/dc su quasi tutta la propria gamma prodotti: moduli I/O, controllori, RTU, interfacce di comunicazione, analizzatori di rete, contatori di energia, isolatori-convertitori, alimentatori stabilizzati, protezioni, indicatori digitali e batch controller. Il principio di funzionamento di un alimentatore switching consiste nel commutare ad alta frequenza una tensione raddrizzata. La disponibilità di strumenti con alimentazione universale switching Vac/dc offre i seguenti vantaggi:
- Stesso modulo alimentabile sia in DC che in AC
- Valore della tensione di uscita stabilizzato: costante, preciso, lineare
- Bassa dissipazione (maggiore rendimento/efficienza energetica, quadri di dimensioni inferiori)
- Elevate prestazioni senza ricorrere ad alte potenze di picco
- Protezione contro i corto circuiti
- Ricablaggio o riconfigurazione non necessari in caso di variazione AC/DC
- Continuità del servizio
- Assenza di effetto capacitivo e di disturbi nei cavi
- Permette di evitare l’uso di costosi e ingombranti trasformatori
- Minore perdita di potenza rispetto ai trasformatori
- Costo inferiore rispetto ai trasformatori (risparmio nella progettazione e nell’esecuzione del quadro elettrico)
- Gestione di un unico codice di vendita
Fig.2 Schema di principio alimentatore switching
I benefici dell’alimentazione Vac
Ecco invece vantaggi principali specifici dell’alimentazione 24Vac:
- Minor costo in quanto viene utilizzato un trasformatore al posto di un alimentatore stabilizzato
- Maggiore affidabilità in quanto le probabilità di guasto di un trasformatore sono inferiori a quelle di un alimentatore stabilizzato (MTBF più elevato)
- Maggiore sicurezza in quanto in caso di cortocircuito di qualche parte dell’impianto l’arco generato dalla tensione alternata è meno persistente di quello della tensione continua, quindi c’è un minor rischio di incendio delle apparecchiature
- Riduzione del rischio di pericolosità elettrica in ambienti severi o pericolosi e minore esposizione della strumentazione a rischi derivanti da contatti diretti o indiretti, archi elettrici e incendi.
I benefici dell’alimentazione Vdc
L’alimentazione 24 Vdc è invece preferibile:
- Nei quadri elettrici che per necessità funzionali hanno bisogno della tensione continua come ad esempio quadri in cui l’alimentazione è fornita da batterie ricaricate tramite pannelli solari
- Nei quadri elettrici installati in siti non presidiati e che hanno necessità di rimanere alimentati anche in caso di mancanza dell’energia di rete tramite batterie di backup o gruppi di continuità
- Nei quadri di controllo con elevata concentrazione di controllori, schede I/O, solenoidi, relè, elettrovalvole e dispositivi che richiedono alimentazione 24Vdc
