Un trasformatore trasferisce energia elettrica tra circuiti mediante accoppiamento magnetico e può modificare i valori di tensione e corrente alternata, mantenendo invariata la frequenza.
Nei quadri elettrici e negli impianti si usa soprattutto per ottenere tensioni più basse e più sicure rispetto alla tensione di rete.
Come è fatto
Il trasformatore è formato da due avvolgimenti di filo di rame (bobine) su un nucleo ferromagnetico.
- Il lato dove arriva la tensione si chiama primario
- Il lato dove esce la tensione si chiama secondario
Quando al primario arriva tensione alternata, si crea un campo magnetico nel nucleo che genera tensione sul secondario.
Tipi più usati nei quadri elettrici
1. Trasformatore abbassatore
È il più comune. Abbassa la tensione da 230 V o 400 V a valori più bassi (24 V, 48 V, 110 V, ecc.). Esempi di utilizzo: alimentazione di comandi, relè, campanelli, luci di emergenza, circuiti di controllo.
2. Trasformatore di isolamento
Serve a separare galvanicamente il circuito primario dal secondario. Può avere rapporto 1:1, ma non è una condizione necessaria: il rapporto di trasformazione può essere diverso da 1 in funzione delle tensioni richieste. La funzione caratteristica è la separazione elettrica tra primario e secondario.
3. Trasformatore di sicurezza
Fornisce una bassissima tensione di sicurezza, per esempio 12 V o 24 V, con separazione elettrica dal circuito di alimentazione. In ambienti particolari, come bagni o piscine, l’uso di circuiti SELV/PELV può essere richiesto dalla norma in base alla zona e al tipo di apparecchio installato.
SELV = bassissima tensione separata e non collegata a terra. PELV = bassissima tensione separata, ma con possibile collegamento a terra/protezione. Non basta avere 12 V o 24 V: deve essere idonea anche la sorgente di alimentazione.
Funzionamento pratico
Nel trasformatore ideale la potenza in ingresso è uguale alla potenza in uscita. Nel trasformatore reale ci sono delle perdite (si trasformano in calore), quindi la potenza in uscita è leggermente inferiore.
Esempio pratico
Un trasformatore da quadro ha sul primario 230 V e sul secondario 24 V. Viene usato per alimentare i circuiti di comando di un quadro elettrico. In questo modo i pulsanti, i relè e le spie lavorano a tensione bassa e più sicura.
Dove si trovano normalmente
- Dentro i quadri elettrici di comando
- Nelle cabine di trasformazione secondarie
- Negli alimentatori stabilizzati
- Nei quadri di controllo di macchine
Riassunto
- Il trasformatore trasferisce energia tra circuiti e può modificare i valori di tensione e corrente alternata.
- Viene usato soprattutto per abbassare la tensione e aumentare la sicurezza.
- Nei quadri elettrici è molto importante per alimentare circuiti di comando e dispositivi a bassa tensione.
- È un componente semplice, affidabile e molto diffuso negli impianti.
Nota: questa dispensa spiega i concetti base del trasformatore usati negli impianti e quadri elettrici. Approfondimenti più specifici saranno eventualmente affrontati in altri moduli.
IEC 61558-1, IEC 61558-2-2, IEC 61558-2-4, IEC 61558-2-6, IEC 60076-1, IEC 60364-4-41 / CEI 64-8 Parte 4-41, CEI 64-8 Sezione 701, Schneider Electric Electrical Installation Guide