Guida completa ai tipi di trasformatori elettrici e ai loro principi di funzionamento

I trasformatori di potenza possono essere classificati in diverse categorie in base al loro scopo, struttura e altre caratteristiche:

• In base allo scopo:

• Trasformatore elevatore: Aumenta la tensione da livelli bassi a livelli alti, consentendo una trasmissione efficiente della potenza su lunghe distanze.

• Trasformatore abbassatore: Riduce la tensione da livelli alti a livelli bassi, fornendo potenza a carichi locali o vicini attraverso reti di distribuzione.

• In base al numero di fasi:

• Trasformatore monofase

• Trasformatore trifase

• In base all'impaginazione dei windings:

• Trasformatore a singolo avvolgimento (autotrasformatore), fornendo due livelli di tensione

• Trasformatore a doppio avvolgimento

• Trasformatore a triplo avvolgimento

• In base al materiale dell'avvolgimento:

• Trasformatore con filo di rame

• Trasformatore con filo di alluminio

• In base alla regolazione della tensione:

• Trasformatore con cambio di presa a vuoto

• Trasformatore con cambio di presa sotto carico

• In base al mezzo di raffreddamento e al metodo:

• Trasformatore immerso in olio: I metodi di raffreddamento includono il raffreddamento naturale, il raffreddamento forzato ad aria (utilizzando ventilatori sui radiatori) e la circolazione forzata di olio con raffreddamento ad aria o acqua, comunemente utilizzato nei grandi trasformatori di potenza.

• Trasformatore a secco: Gli avvolgimenti sono esposti a un mezzo gassoso (come l'aria o l'esaserfluoruro di zolfo) o racchiusi in resina epoxidica. Ampiamente utilizzato come trasformatore di distribuzione, i trasformatori a secco sono attualmente disponibili fino a 35 kV e hanno un forte potenziale di applicazione.

Principio di funzionamento dei trasformatori:

I trasformatori operano sul principio dell'induzione elettromagnetica. A differenza delle macchine rotanti come motori e generatori, i trasformatori funzionano a velocità rotativa zero (cioè sono statici). I componenti principali sono gli avvolgimenti e il nucleo magnetico. Durante il funzionamento, gli avvolgimenti formano il circuito elettrico, mentre il nucleo fornisce il percorso magnetico e il supporto meccanico.

Quando una tensione alternata viene applicata all'avvolgimento primario, si stabilisce nel nucleo un flusso magnetico alternato (convertendo l'energia elettrica in energia magnetica). Questo flusso variabile si collega con l'avvolgimento secondario, inducendo una forza elettromotrice (FEM). Quando è connesso un carico, scorre corrente nel circuito secondario, fornendo energia elettrica (convertendo l'energia magnetica nuovamente in energia elettrica). Questo processo di conversione "elettrico-magnetico-elettrico" costituisce il funzionamento fondamentale di un trasformatore.