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Fig. 4 – Regolazione potenza attiva / frequenza con le caratteristiche di droop: in ordinata la frequenza, in ascissa la
potenza attiva

abbattono le armoniche. La soluzione dei filtri non dallo stadio invertitore stesso.
sempre risulta efficace. Oltre a essere complessa L’azionamento del motore avviene sempre in ma-
può comportare difficoltà di realizzazione in quanto niera graduale e la corrente assorbita si mantiene
la rete stessa può avere valori assai diversi di im- sempre minore o uguale alla corrente nominale
pedenza di cortocircuito, in funzione del numero di dello stesso, evitando così le sovracorrenti di avvia-
generatori in servizio. mento, tipiche di un motore connesso direttamente
È preferibile un’altra tecnica, che richiede l’uso in rete.
di inverter a “stadio attivo lato rete”, detto anche Analizzando poi come evolvono le condizioni di
AFE (Active Front End). La figura 3 ne mostra lo guasto che si possono verificare sulla rete di bordo,
schema di principio. Ora l’inverter ha due stadi at- si riscontra un fattore positivo nell’uso di inverter.
tivi, speculari, uno che controlla il flusso di energia La macchina elettrica rotante, non essendo con-
scambiato con la rete e l’altro che regola la coppia nessa direttamente alla rete, non può produrre una
e la velocità del motore. Questa soluzione elimina corrente di cortocircuito. L’inverter in questa moda-
il problema delle armoniche lato rete in quanto si lità viene invece inibito dal produrre correnti di cor-
interpone uno speciale filtro tra il convertitore e la to. Ne consegue che il contributo al cortocircuito è
rete stessa con lo scopo di ridurre il THD a valori praticamente nullo.
estremamente bassi e a prescindere quasi total-
mente dall’impedenza di rete. La soluzione ha un
ulteriore intrinseco vantaggio: l’inverter cosiffatto è Considerazioni sulla modalità
un azionamento completamente reversibile, ovvero PTO
può azionare la macchina elettrica sia come moto-
re sia come generatore. È attraente la possibilità di poter generare energia
Si distinguono due modalità operative per il siste- dal sistema di propulsione con la tecnica definita
ma elettrico, definite PTI (Power take in) e PTO “alternatore asse”. In questo caso l’inverter mo-
(Power take off) rispettivamente. Con riferimento difica la sua funzionalità e comanda la macchina
alla figura 3 si nota che la prima corrisponde al elettrica a giri variabili in modalità “generazione”,
funzionamento da motore, mentre la seconda da essendo trascinata dal diesel di propulsione. L’in-
generatore. La modalità PTO offre la possibilità di verter preleva energia dalla macchina elettrica a
utilizzare l’energia meccanica prodotta dal diesel di frequenza variabile e la rende in rete a frequenza
propulsione per generare elettricità utile ai sistemi fissa. L’inverter si comporta ora verso la rete come
di bordo. Questa flessibilità di utilizzo consente di se fosse un gruppo diesel-elettrico. L’inverter può
valutare in ogni condizione operativa se sia conve- erogare energia sia da solo sia in parallelo agli al-
niente generare l’elettricità necessaria a bordo solo tri gruppi diesel-elettrici garantendo la ripartizione
mediante i gruppi diesel-elettrici presenti oppure, in di carico. La richiesta di carico è stabilita dai ca-
parte o in tutto, tramite l’inverter AFE sopraddetto. richi presenti in rete e il sistema inverter si adatta
alla richiesta come qualunque generatore rotante.
Considerazioni sulla modalità Per assicurare una operatività in parallelo con altri
gruppi diesel-elettrici esso funziona con la modalità
PTI “droop” in termini sia di potenza attiva-frequenza
sia di potenza reattiva-tensione. Se tutti gli appa-
In questa modalità l’inverter assorbe energia dalla rati di generazione sono predisposti con lo stesso
rete di bordo per controllare la coppia del motore. “droop” il carico attivo si ripartisce in proporzione
La funzionalità di controllo dello stadio AFE lato rete tra di loro, come mostra la figura 4.
viene predisposta in modo tale da rendere minimo, Il sistema di gestione dell’energia di bordo può mo-
se non nullo, l’assorbimento di energia reattiva a dificare l’assetto di generazione utilizzando per l’in-
tutti i livelli di carico attivo. Pertanto, il funziona- verter gli stessi comandi up/down che sono usual-
mento avviene praticamente a fattore di potenza mente inviati ai regolatori di velocità (Governor) e
unitario. Fatto di non poca importanza in quanto di tensione (AVR, Automatic Voltage Regulator) dei
impegna i generatori di bordo per la sola quo- gruppi diesel-elettrici. In tal modo, il carico può es-
ta di potenza attiva richiesta dal motore elettrico. sere ripartito in maniera differente tra i vari apparati
Quest’ultimo riceve la sua quota di potenza reattiva di generazione a seconda del bisogno.

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