TRASFORMATORE
E' una macchina elettrica che funziona solamente in alternata, usata per trasferire
potenza elettrica da un livello di tensione ad un altro. Il trasformatore è costituito da
un nucleo magnetico e da almeno due avvolgimenti. Gli avvolgimenti sono classificati
in base al numero di spire, quello ad alta tensione (AT) con più alto numero di spire (a
sezione minore) e quello di bassa tensione (BT) con un minor numero di spire (a
sezione maggiore).
TRASFORMATORE MONOFAS E IDEALE (CARATTERISTICHE)
1] Accoppiamento perfetto tra le bobine, il flusso creato da un avvolgimento si
concatena perfettamente con l'altro.
2] Perdite trascurabili, sia nel rame che nel ferro.
3] Bassa riluttanza del circuito magnetico.
4] La potenza apparente in ingresso è uguale alla potenza apparente in uscita.
Chiamato 'm' il rapporto fra il numero di spire si ha:
RADDRIZZATORE
In elettronica ci troviamo molto spesso di fronte alla necessità di dover alimentare un
circuito elettronico, formato da integrati ed altre parti elettroniche che lavorano solo ed
esclusivamente con tensione continue, senza un alimentatore da banco, in grado
appunto di generarla.
In questa lezione spiegheremo i due modi più semplici e più efficaci per trasformare
una corrente alternata in corrente continua, usando il ponte raddrizzatore, formato da 4
diodi, o un diodo raddrizzatore, formato da un solo diodo al silicio.
Il compito principale per questo tipo di processo viene svolto dal ponte raddrizzatore,
di cui ne esistono vari modelli, a seconda delle tensioni e correnti che riesce a
sopportare ed erogare.
Raddrizzatore di tensione con ponte a diodi
Possiamo osservare il suo simbolo elettrico più comunemente visto e utilizzato negli
schemi elettrici.
Esso come vedete è formato da 4 diodi al silicio; le polarità dei diodi indubbiamente
non sono messe a caso, ma polarizzati in modo da far passare solo le semionde positive
e raddrizzare le semionde negative.
E' importante sapere che il ponte raddrizzatore essendo formato da diodi, provoca una
caduta di tensione pari a 1.4Volt, il chè sta ad indicare che se sul suo ingresso
applichiamo una tensione alternata di 14Volt, in uscita troveremo una tensione continua
di circa 12.6Vdc.
La figura rappresenta l'andamento della corrente generata da un'uscita di un
trasformatore o semplicemente dalla corrente di rete 220V.
Tutte le semionde negative dovranno successivamente essere raddrizzate, in modo da
rendere sempre più continua la tensione in uscita.
Processo di raddrizzazione:
Il processo di raddrizzazione di una corrente alternata, prevede una serie di passaggi
indispensabili per il suo corretto risultato. Analizziamo quindi i punti più importanti:
La corrente alternata (AC dall'inglese Alternating Current) è caratterizzata da un flusso
di corrente variabile nel tempo sia in intensità che in direzione la quale non può essere
utilizzzata direttamente per alimentare circuiti e componenti elettrici; infatti prima di
utilizzarla per alimentare appunto circuiti elettrici, essa deve subire un processo in
grado di modificare l'onda sinusuidale, con l'obiettivo di renderla il più possibile
costante
nel
tempo,
o
per
meglio
dire,
renderla
continua.
Questo compito viene affidato al ponte raddrizzatore, un componente elettronico
formato da quattro diodi (solitamente al silicio) in grado di far passare le semionde
positive e raddrizzare le semionde negative.
Nello specifico, il ponte raddrizzatore effettua due passaggi importanti per modificare
l'onda sinusoidale:
- quando sul punto 1 sarà presente la semionda positiva, e sul punto 2 la semionda
negativa, la tensione verrà raddrizzata dai diodi D2 e D3;
- quando sul punto 1 sarà presente la semionda negativa, e sul punto 2 la semionda
positiva, la tensione verrà raddrizzata dai diodi D1 e D4.
Questo processo, sfruttando di conseguenza anche le semionde negative, porterà ad un
aumento della frequenza. Infatti collegando un trasformatore alla tensione di rete, con
primario 220V e secondario con tensione a scelta a secondo delle nostre esigenze, la
frequenza subirà un'aumento di circa il 50%, passando da 50 Hz, che è la frequenza
standard della corrente di rete, a 100 Hz, la quale avrà sfruttato anche le semionde
negative.
CSD
È particolarmente importante mantenere la velocità del generatore costante in impianti
in cui i generatori funzionano in parallelo. In tal caso è assolutamente essenziale che la
velocità dei generatori sia mantenuta costante entro limiti estremamente piccoli,
attraverso una unità chiamata CSD (Costant Speed Drive).
Il sistema CSD completo consiste di un differenziale a ingranaggi assiali AGD (Axial
Gear Differential), la cui velocità d‟uscita rispetto alla velocità di entrata è controllata
da un regolatore che controlla una pompa idraulica ad uscita variabile. La pompa
fornisce pressione idraulica ad un motore idraulico, che varia il rapporto della velocità
di ingresso e della velocità di uscita per AGD in modo da mantenere l’uscita ad un
valore costante, che deve corrispondere alla frequenza di 400 Hz per il generatore.
Un generatore con CSD è illustrato in figura
, dove si può notare la complessità dell‟unità in questione per cui questa immagine
viene fornita solo a titolo di esempio. La maggior parte di questi dispositivi sono forniti
di un adattatore stacca/attacca veloce QAD (Quick Attach Detach), che permette la
sostituzione di un generatore con CSD in pochi minuti.
