Il trasformatore, un componente presente all’interno dei nostri sistemi di automazione industriale, merita un’analisi approfondita per comprenderne la funzione. Esaminiamo il suo ruolo.
E’ necessario avere ben chiara la distinzione tra l’impianto di potenza e l’impianto di comando e segnalazione. Chiaramente l‘impianto di potenza opera a tensioni massime. Quindi, nel caso di un motore elettrico, funzionerà a 400 volt, mentre l’impianto di comando, per ragioni di sicurezza, opererà a tensioni molto più basse. Questo è particolarmente importante poiché pulsanti, selettori e tutte le segnalazioni coinvolgono circuiti manipolati dall’uomo.
Per garantire la sicurezza, più bassa è la tensione in questi impianti, più sicuri siamo. Quindi, per ridurre la tensione, utilizziamo un trasformatore. In genere, il trasformatore preleva la fase e il neutro dalla trifase in ingresso e alimenta il circuito a valori di solito intorno a 24 volt in alternata. Tutti i carichi, come le bobine dei teleruttori e le lampade di segnalazione, funzionano a 24 volt.
Ora, esaminiamo cos’è e come funziona un trasformatore. Fondamentalmente, riduce la tensione da una certa quantità di volt alternati a valori come 24 volt. Inoltre, offre una separazione galvanica, garantendo l’assenza di collegamenti fisici tra il circuito di potenza e quelli dedicati alla logica di comando e segnalazione.
Per comprendere il funzionamento del trasformatore, torniamo ai principi dell’elettromagnetismo scoperti da un fisico danese intorno al 1820. La corrente elettrica genera un campo magnetico, e Faraday, nel 1831, dimostrò che un campo magnetico variabile induce una corrente elettrica in un altro circuito. Questo è il principio chiave di funzionamento di un trasformatore.
Il trasformatore è costituito da due avvolgimenti: un avvolgimento primario, attraversato da una corrente alternata, e un avvolgimento secondario, dove viene indotta una tensione a causa del campo magnetico variabile generato dal primario. Il nucleo, composto da lamierini di silicio, serve a raccogliere e ridurre le correnti parassite.
I simboli del trasformatore nei diagrammi elettrici rappresentano questo componente essenziale nei nostri impianti. È possibile trovare trasformatori a colonna centrale o senza involucro, ma entrambi svolgono la stessa funzione.
Inoltre, un trasformatore può avere due avvolgimenti secondari, che possono essere collegati in serie per aumentare la tensione complessiva o in parallelo per aumentare la corrente erogata. La potenza del trasformatore, espressa in volt-ampere, è il prodotto della tensione nominale per la corrente nominale. Questo ci fornisce una misura della potenza apparente del trasformatore, essenziale per comprenderne il carico effettivo.
