Active Power Filters per il testing rigenerativo di convertitori industriali: l'approccio Prima Electro

Innovazione che nasce dal Testing

In Prima Electro, l’innovazione non riguarda solo la progettazione di soluzioni di power electronics su misura, ma si estende in modo naturale anche alle fasi di testing avanzato e validazione del prodotto. Il test a fine linea rappresenta infatti un momento cruciale del ciclo di vita di un convertitore: è qui che affidabilità, prestazioni e robustezza vengono verificate prima della messa in servizio.

Per questo motivo, nei nostri stabilimenti utilizziamo sistemi di test rigenerativi ad alta efficienza, progettati internamente dal team R&D. Questi sistemi consentono di testare i convertitori a piena potenza, su tutti i punti operativi critici, riducendo al contempo il consumo energetico complessivo dell’impianto.

 

Il rovescio della medaglia: le armoniche

I sistemi di test rigenerativi per convertitori AC–AC sono oggi ampiamente adottati in ambito industriale proprio per la loro capacità di restituire energia alla rete. Tuttavia, questa architettura introduce una sfida non trascurabile: la distorsione armonica.

Le armoniche generate durante le prove possono infatti degradare la power quality, influenzare negativamente altri carichi locali e aumentare lo stress sui componenti elettrici dell’impianto. In ambienti produttivi complessi, dove coesistono più sistemi elettronici di potenza, questo aspetto diventa particolarmente critico.

Per affrontare questa problematica, tutti i banchi di test Prima Electro sono dotati di Shunt Active Power Filters (APF) dedicati alla soppressione delle armoniche a bassa frequenza generate dai convertitori in prova. La progettazione degli APF non è stata affrontata come un semplice esercizio teorico, ma come una sfida industriale concreta: i filtri dovevano essere affidabili, robusti ai disturbi, efficienti dal punto di vista energetico e sostenibili in termini di costi, pur operando in condizioni particolarmente gravose.

 

Ricerca applicata in collaborazione con PoliTO

Queste attività di sviluppo sono state condotte in collaborazione con il Power Electronics Innovation Center (PEIC) del Politecnico di Torino, dando vita a un lavoro di ricerca applicata che coniuga rigore accademico e vincoli industriali.

Il risultato di questa collaborazione è stato pubblicato sull’IEEE Open Journal of Industry Applications e presenta linee guida pratiche per la progettazione di APF destinati a sistemi di test rigenerativi industriali. In particolare, l’articolo analizza una strategia di modulazione in grado di:

• ridurre le perdite complessive del sistema;
• migliorare la robustezza operativa;
• limitare lo stress sui dispositivi di potenza;
• contenere l’impatto sui filtri di interfaccia con la rete.

Il tutto è supportato da validazione sperimentale, elemento fondamentale per garantire la trasferibilità delle soluzioni dal laboratorio alla fabbrica. Questo lavoro rappresenta un esempio concreto di come la collaborazione tra industria e mondo accademico possa generare innovazione reale: soluzioni non solo teoricamente valide, ma realmente utilizzabili in contesti produttivi complessi.

Per Prima Electro, investire in ricerca applicata significa rafforzare la qualità dei propri processi, migliorare l’affidabilità dei prodotti e contribuire allo sviluppo di tecnologie di power electronics sempre più efficienti e sostenibili.

Approfondisci l’articolo completo su IEEE Xplore