TRASFORMATORI ED ALIMENTATORI
Nel caso in cui il carico comprenda degli automatismi la potenza
dipende:
• dalla potenza massima richiesta in un dato istante
• dalla caduta di tensione
• dal fattore di potenza
Data la variabilità dei carichi, non è possibile applicare rigidamente
una regola; uno dei metodi consigliati per la determinazione della
potenza richiesta è limitato dalle ipotesi seguenti:
• Non contemporaneità di due spunti diversi
• cosϕ=0,45
• Al massimo il 70% degli apparecchi in funzionamento
contemporaneamente
In maniera empirica, e per semplificare, tale potenza può essere
calcolata secondo la formula seguente:
P = 0,8 (∑Pm + ∑Pv + Pa)
Dove:
∑Pm = Somma di tutte le potenze di mantenimento dei contattori
∑Pv = Somma di tutte le potenze delle spie
Pa = Potenza allo spunto del contattore più grande
Esempio:
In un quadro sono previsti i seguenti elementi:
10 contattori per motori da 4kW, potenza di mantenimento 8VA
4 contattori per motori da 18,5kW, potenza di mantenimento 20VA
1 contattore per motore da 45kW, potenza di mantenimento 20VA,
potenza allo spunto 250 VA cosϕ=0,5
25 relè di telecomando, potenza di mantenimento 4 VA
45 spie di segnalazione, consumo 1 VA
Applicando la formula precedente risulta:
P = 0,8 (280 + 45 + 250) = 460VA a cosϕ = 0,5
Per un trasformatore di Sicurezza/Isolamento si può fare riferimento
alle curve di dimensionamento per la caduta di tensione.
Esempio:
Per una potenza di 460VA a cosϕ=0,5, si legge sulla curva, per un
valore di tensione nominale cautelativamente ridotto del 5%, un valore
di 160 VA
Verifica della scelta
Per precauzione è opportuno effettuare il seguente controllo:
Calcolare la somma delle potenze di mantenimento delle bobine e
quelle delle spie sotto tensione; Applicare, quindi, un coefficiente
(o quello ipotizzato sopra, 70% degli apparecchi sotto tensione
contemporaneamente o il risultato del calcolo reale dell’impianto in
oggetto)
0,7*(280 + 45) = 228 VA
E’ necessario quindi scegliere un trasformatore da 250 VA
Sovraccaricabilità del trasformatore
Nel caso non venga prelevata costantemente la potenza nominale il
trasformatore può essere sovraccaricato temporaneamente secondo i
dati riportati Nella tabella seguente:
100 000
10 000
1 000
100
10
Unominale - 10%
Unominale - 5%
Unominale
40
63
100
160
250
400
630
1 000
1 600
2 000
2 500
4 000
Potenza allo spunto in VA
Potenza di dimensionamento in VA
Le curve della caduta
di tensione forniscono,
per ciascuna potenza
nominale, la variazione
(abbassamento) della
tensione secondaria in
funzione della potenza
realmente richiesta.
Tale abbassamento può
essere incompatibile con
il buon funzionamento
del carico, per esempio:
una tensione inferiore del
10% rispetto al valore
nominale, può causare
il mal funzionamento di
un contattore. È dunque
importante, per un
dato cos , conoscere
preventivamente la
tensione che si renderà
disponibile quando la
potenza richiesta supererà
quella nominale.
Curve di dimensionamento per trasformatore secondo la caduta
di tensione
Declassamento in funzione della temperatura
La potenza nominale indica la potenza prelevabile al secondario
senza superare i limiti di sovratemperatura prescritti dalle norme,
in ambiente con temperatura massima di 35°C, a 1000 m sul livello
del mare. In caso di funzionamento oltre i limiti di sovratemperatura
si incorre in un declassamento ed una conseguente riduzione della
potenza prelevabile secondo la seguente formula:
P = (10-0,14 (T-35))*P1/10
Dove:
T= temperatura ambiente
P1= potenza nominale a 35°C
Esempio:
Un trasformatore da 450 VA, quando la temperatura ambiente
nell’armadio è di 50°C, può erogare una potenza massima pari a:
P = (10-0,14 (50-35))*450/10 = 355,5 VA
La potenza è quindi ridotta di circa il 20%;
Poiché il dimensionamento viene normalmente effettuato
considerando un aumento cautelativo della potenza pari al 20%, in
questo caso sarebbe possibile impiegare il trasformatore in oggetto
anche a temperatura sensibilmente superiore a quella ambiente.
Declassamento in funzione dell’altitudine
Poiché la densità dell’aria diminuisce in funzione dell’altitudine, riducendo
proporzionalmente il suo potere raffreddamento per convezione.
Quindi è necessario declassare la potenza del trasformatore secondo la
formula seguente:
P = (PI-(0,314/1000)*(altitudine in m-1000))/10
(Questa formula è utilizzata prevalentemente per trasformatori di
potenza)
Esempio:
Potenza erogabile da un trasformatore da 10 kVA a 2000 m di altitudine:
P=(10-(0,314/1000)*(2000-1000))/10= 9,7 kVA
Carico permanente che
precede il sovraccarico
in % sulla potenza
nominale
Durata ammissibile del sovraccarico in minuti
per una % data di potenza nominale
150 %
140 %
130 %
120 %
110 %
50
30
45
65
105
180
60
25
40
60
95
170
70
20
30
45
80
155
80
15
25
40
75
140
90
8
15
30
60
120
Potenza di un trasformatore
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