Trasformatori trifase: rendimento

DiAlfredo Di Fiore

Per potenza nominale si intende la potenza apparente resa al secondario nelle condizioni di pieno carico, espressa in VA (o multipli). Essa non va confusa con la potenza reale erogata:

P_r = V_2 \cdot I_2 \cdot \cos \varphi_2 \quad \text{(monofase)}
P_r = \sqrt{3} \cdot V_2 \cdot I_2 \cdot \cos \varphi_2 \quad \text{(trifase)}

Perdite del trasformatore

  • Perdite nel ferro: costanti, legate alla tensione, si determinano con la prova a vuoto.
  • Perdite nel rame: variabili col quadrato della corrente, si determinano con la prova in corto circuito.

Curva rendimento

Formula del rendimento

Il rendimento è definito come:

\eta = \frac{P_r}{P_a}

Poiché:

P_a = P_r + P_{fe} + P_{cu}

si ottiene:

\eta = \frac{P_r}{P_r + P_{fe} + P_{cu}}

Esempio numerico

Un trasformatore da 500 VA fornisce i seguenti dati:

  • Prova a vuoto: 10 W
  • Prova in corto circuito: 25 W

\eta_{cos\varphi=1} \approx 93,5\% \qquad \eta_{cos\varphi=0,2} \approx 74\%

Osservazioni

  • Il rendimento cresce con il carico, raggiungendo il massimo a circa 3/4 del pieno carico.
  • Nei grandi trasformatori può superare il 99%.
  • Peggiora sensibilmente con fattore di potenza basso.

Il trasformatore è la macchina elettrica dal maggior rendimento: non ha organi in movimento, quindi non subisce perdite per attrito e richiede pochissima manutenzione.

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