Regolazione della Tensione di un Trasformatore

Definizione e significato della regolazione di tensione
Definizione

La regolazione di tensione è definita come la variazione di magnitudine tra la tensione all'ingresso e quella all'uscita di un trasformatore. Questo parametro quantifica la capacità del trasformatore di mantenere una tensione di uscita costante in condizioni di carico variabili.

Quando un trasformatore opera con una tensione di alimentazione costante, la sua tensione terminale fluttua in risposta alle variazioni del carico e al fattore di potenza del carico.

Rappresentazione matematica

La regolazione di tensione è espressa matematicamente come:

Notazione matematica

Dove:

• E2: Tensione terminale secondaria in condizione a vuoto

• V2: Tensione terminale secondaria in condizione a pieno carico

Regolazione di tensione con considerazione della tensione primaria

Quando si considera la tensione terminale primaria, la regolazione di tensione del trasformatore è espressa come:

Illustrazione della regolazione di tensione con esempio

Consideriamo lo scenario seguente per comprendere la regolazione di tensione:

Condizione a vuoto

Quando i terminali secondari del trasformatore sono in cortocircuito (nessun carico collegato), scorre solo la corrente a vuoto attraverso l'avvolgimento primario. Con zero corrente nel secondario, le cadute di tensione nei componenti resistivi e reattivi secondari sono eliminate. La caduta di tensione sul lato primario è anche trascurabile in questa condizione.

Condizione a pieno carico

Quando il trasformatore è completamente caricato (carico collegato ai terminali secondari), si verificano cadute di tensione sia negli avvolgimenti primari che secondari a causa della corrente di carico. Per un'ottima performance del trasformatore, il valore di regolazione di tensione dovrebbe essere minimizzato, poiché una regolazione inferiore indica una maggiore stabilità di tensione sotto carichi variabili.

Analisi del diagramma di circuito e conclusioni

In base al diagramma di circuito sopra, si possono fare le seguenti osservazioni:

• La tensione primaria del trasformatore supera sempre l'EMF indotta primaria: V1 > E1.

• La tensione terminale secondaria a vuoto è sempre superiore alla tensione a pieno carico: E2 > V2.

Equazioni derivate dal diagramma di circuito

Le seguenti equazioni sono stabilite analizzando la configurazione del circuito:

L'espressione approssimativa per la tensione secondaria a vuoto per i diversi tipi di carico è

1. Per carico induttivo

2. Per carico capacitivo

In questo modo, definiamo la regolazione di tensione del trasformatore.