Trasformatori di corrente: conversione della tensione di rete in tensione di esercizio

I trasformatori di alimentazione vengono utilizzati per trasformare la tensione di rete nella tensione di esercizio necessaria, in modo da poter utilizzare dispositivi non progettati per la tensione di rete esistente. La nostra guida fornisce dettagli sul funzionamento e sui vari tipi di trasformatori a monte, nonché utili consigli per l'acquisto.

• Cos'è un trasformatore di elettricità?

• Quali sono i tipi e i modelli di trasformatori di alimentazione?

• Criteri di acquisto per trasformatori di carico - cosa considerare?

• Conclusione: Come acquistare il trasformatore di corrente corretto

• FAQ - domande frequenti sui trasformatori di rete elettrica

Cos'è un trasformatore di corrente?

I trasformatori di alimentazione sono componenti elettrotecnici utilizzati per l'adattamento della tensione. In genere servono per il funzionamento di utenze elettriche ed elettroniche che non sono progettate per la tensione di rete specifica del paese, ma che richiedono una tensione di rete diversa.

In Italia e in molti paesi europei, ad esempio, la tensione di rete supera i 230 V a 50 Hz, mentre negli Stati Uniti, in Canada, in Messico e in alcuni paesi sudamericani 120 Volt sono comunemente utilizzati a 60 Hz. In altri paesi si possono trovare altre tensioni di rete diverse.

Di conseguenza, non è possibile utilizzare dispositivi, utensili elettrici e altre utenze all'estero se la tensione di esercizio secondo la targhetta non è compatibile con la tensione presente localmente. Lo stesso vale per il caso in cui un consumatore da 230 V esistente debba essere utilizzato temporaneamente o permanentemente all'estero e la sua tensione di esercizio sia diversa da quella del paese di destinazione.

I trasformatori di corrente risolvono questo problema, convertendo la tensione di rete esistente nella tensione di esercizio richiesta dal consumatore, a seconda delle necessità - trasforma in giù o in su la tensione.

Quali sono i tipi e i modelli di trasformatori di alimentazione?

Sì, in base alla classe di potenza, i trasformatori di prealimentazione sono disponibili in diversi modelli di alloggiamento. I modelli più piccoli, che consentono il funzionamento di utenze fino a circa 100 watt di potenza elettrica, sono in genere dotati di un alloggiamento in plastica compatto. Sono ideali per il funzionamento di piccoli consumatori e possono essere trasportati durante i viaggi.

A partire da circa 200 watt di potenza, i trasformatori di corrente sono generalmente integrati in un robusto alloggiamento in lamiera d'acciaio o materiale isolante. I modelli più grandi fino a circa 1.500 W/VA, a causa del loro peso più elevato, dispongono di una maniglia per il trasporto.

• In linea di principio si distingue in modo funzionale per le sue caratteristiche in relazione al possibile adattamento di tensione:
• I convertitori step-up convertono una bassa tensione di ingresso in una maggiore.  
• I convertitori step-down riducono la tensione di ingresso a un valore inferiore.
• I trasformatori di prealimentazione universali consentono un adattamento della tensione in entrambe le direzioni, inoltre sono dotati di ingressi commutabili di frequente che consentono un adattamento universale alle tensioni di rete più comuni.

Criteri di acquisto per trasformatori di carico - cosa considerare?

I buoni trasformatori di alimentazione sono dotati di un'elevata efficienza elettrica e presentano perdite di funzionamento a vuoto ridotte. Più potente è un trasformatore di rete, più importanti saranno questi aspetti, se non si tratta solo di un funzionamento a breve termine. Una scarsa efficienza comporta notevoli costi aggiuntivi in caso di funzionamento prolungato e nel corso degli anni. L'energia viene convertita in calore solitamente indesiderato.

Per i trasformatori di corrente, la potenza specificata nella scheda tecnica si riferisce al funzionamento a una temperatura ambiente di 40 °C. Se è previsto un funzionamento a temperature più elevate o se il trasformatore non è sufficientemente ventilato e quindi raffreddato, la potenza utilizzabile diminuisce. In questi casi è necessario pianificare una riserva di potenza sufficiente per la selezione.

A seconda dell'uso previsto, il tipo di protezione del trasformatore di prealimentazione deve essere selezionato di conseguenza. Se si prevedono condizioni ambientali più difficili, ad esempio sotto forma di polvere o umidità, si possono utilizzare trasformatori di alimentazione che si trovano in un alloggiamento chiuso su tutti i lati. I trasformatori in resina colata completamente pressofusa offrono un'ulteriore protezione contro le condizioni ambientali avverse e riducono il rischio di fastidiosi rumori dovuti alla rete.

Se il trasformatore di corrente deve essere utilizzato nel modo più universale possibile, si consiglia di utilizzare modelli che funzionano in entrambe le direzioni, in modo che le rispettive tensioni di ingresso possano essere trasformate sia in basso che in alto. Ancora più flessibili sono i trasformatori di prealimentazione, che dispongono di un commutatore per l'adattamento della tensione.  

Conclusione: Come acquistare quello giusto 

Trasformatore di prealimentazione

Oltre ai dati puramente elettrici, ovvero tensione di ingresso e di uscita, corrente di uscita e potenza, il trasformatore di alimentazione deve soddisfare tutti i requisiti di sicurezza grazie al suo design. Se per l'applicazione prevista è necessaria una separazione galvanica, può essere utilizzato solo un trasformatore di isolamento. Importante in questo contesto: La maggior parte dei trasformatori di prealimentazione sono i cosiddetti trasformatori di risparmio e di conseguenza non sono adatti quando è richiesta una separazione galvanica tra il lato primario e quello secondario. In questo caso sussiste il pericolo di morte a causa di tensioni di contatto pericolose e deve essere utilizzato un trasformatore di isolamento!

La massima potenza di collegamento consentita per i trasformatori di prealimentazione non è espressa in W (Watt = potenza attiva elettrica) ma in VA (Voltampere = potenza apparente elettrica). Quando si dimensionano i trasformatori di alimentazione, è essenziale prestare attenzione a questa differenza e il consumo massimo di energia in VA di tutti i dispositivi collegati non deve mai superare la potenza di collegamento ammissibile del trasformatore di prealimentazione.

Se necessario, tenere conto di una riserva di potenza del trasformatore di corrente, se si desidera che i dispositivi siano alimentati con una corrente di spunto in accensione elevata. Questi includono, tra l'altro, dispositivi a motore elettrico, come frigoriferi e congelatori, compressori ad aria compressa, utensili elettrici e pompe. Una progettazione troppo economica del trasformatore di prealimentazione può causare difficoltà di avviamento, in quanto allo spunto la tensione di uscita nel momento di accensione si alza troppo. Allo stesso modo, è possibile attivare ripetutamente il fusibile del dispositivo, anche se la potenza di uscita consentita viene superata solo per breve tempo. 

Assicurarsi che il trasformatore di rete abbia i marchi di prova richiesti e che sia conforme alle norme vigenti.

Il nostro consiglio pratico: riconoscere gli errori di collegamento

I trasformatori di prealimentazione di alta qualità sono dotati di una funzione di protezione per il rilevamento di errori di collegamento. Essi segnalano un collegamento errato tramite spie di controllo o commutano la tensione di uscita solo con la corretta posizione di fase sull'ingresso. Questa funzionalità di protezione offre una maggiore sicurezza contro collegamenti inavvertitamente errati o in caso di prese difettose.

FAQ - domande frequenti sui trasformatori di rete elettrica

Il trasformatore a monte ronza, c'è un difetto?
Le forze elettromagnetiche possono stimolare avvolgimenti e nucleo di ferro a vibrazioni che sono percepibili come rumori di ronzio. In applicazioni molto sensibili, è possibile utilizzare trasformatori di prealimentazione completamente incapsulati, questi di solito sono meno inclini a ronzare.

Quali sono i vantaggi dei trasformatori di prealimentazione in una versione come trasformatore di circuito?
I trasformatori di risparmio offrono vantaggi in termini di peso, dimensioni e materiale. Poiché condividono un unico avvolgimento comune per i lati primario e secondario, l'uso di materiale è inferiore. Non forniscono isolamento galvanico tra il lato di ingresso e quello di uscita, il che non è rilevante per le applicazioni generiche.

Quale vantaggio offrono i trasformatori di prealimentazione con separazione galvanica?
i cosiddetti trasformatori di separazione possiedono due avvolgimenti separati ed elettricamente isolati l'uno dall'altro. In questo modo, sul lato di uscita non vi è alcuna differenza di potenziale rispetto alla terra, che significa un ulteriore aspetto di sicurezza in caso di contatto accidentale di un componente o conduttore sotto tensione.

I consumatori possono essere utilizzati su un trasformatore di prealimentazione se le frequenze di rete della rete elettrica e la targhetta sul consumatore non corrispondono?
I trasformatori di prealimentazione non effettuano alcuna conversione o regolazione della frequenza. Tuttavia, molti dispositivi sono progettati per il funzionamento con le due frequenze di rete più comuni di 50 e 60 Hertz. Le informazioni riportate sulla targhetta o sul manuale d'uso del dispositivo da collegare sono determinanti e devono essere osservate per evitare danni. Ad esempio, il funzionamento di un motore elettrico da 50 Hertz in una rete da 60 Hertz porta a un fuorigiri del 20%, anche se la sua potenza si riduce a causa della maggiore resistenza induttiva dell'avvolgimento del motore.