Vantaggi del sistema trifase rispetto al sistema monofase

Attualmente, il sistema trifase AC è molto popolare e viene utilizzato in tutto il mondo per la produzione di energia, la trasmissione di energia, la distribuzione e per i motori elettrici.

Il sistema trifase presenta i seguenti vantaggi rispetto al sistema monofase:

1. Il rapporto potenza-peso dell'alternatore trifase è elevato rispetto all'alternatore monofase. Ciò significa che per generare la stessa quantità di energia elettrica, la dimensione dell'alternatore trifase è inferiore rispetto a quello monofase. Pertanto, il costo complessivo dell'alternatore si riduce per la generazione della stessa quantità di energia. Inoltre, grazie alla riduzione del peso, il trasporto e l'installazione dell'alternatore diventano più comodi e richiedono meno spazio per essere alloggiati nelle centrali elettriche.

2. Per la trasmissione e distribuzione di energia elettrica della stessa quantità di energia, la quantità di materiale conduttore necessario nel sistema trifase è inferiore rispetto al sistema monofase. Pertanto, il sistema di trasmissione e distribuzione trifase è economicamente vantaggioso rispetto al sistema monofase.

3. Consideriamo la potenza prodotta da una fornitura monofase e da una fornitura trifase con un fattore di potenza unitario. La forma d'onda della potenza prodotta da una fornitura monofase con un fattore di potenza unitario è mostrata nella figura (C), mentre la figura (D) mostra la forma d'onda della potenza prodotta da una fornitura trifase.

   
   

4. Dalle forme d'onda di potenza mostrate nelle figure (C) e (D) sopra, è evidente che nel sistema trifase, la potenza istantanea è quasi costante durante il ciclo, risultando in un funzionamento regolare e privo di vibrazioni della macchina. Nel sistema monofase, invece, la potenza istantanea è pulsante, quindi varia durante il ciclo, causando vibrazioni nella macchina.

5. Il rapporto potenza-peso del motore asincrono trifase è elevato rispetto al motore asincrono monofase. Ciò significa che per la stessa quantità di potenza meccanica, la dimensione del motore asincrono trifase è inferiore rispetto a quello monofase. Pertanto, il costo complessivo del motore asincrono si riduce. Inoltre, grazie alla riduzione del peso, il trasporto e l'installazione del motore asincrono diventano più comodi e richiedono meno spazio per essere alloggiati.

6. Il motore asincrono trifase si avvia automaticamente poiché il flusso magnetico prodotto dalla fornitura trifase ha una natura rotatoria con una magnitudine costante. Il motore asincrono monofase, invece, non si avvia automaticamente poiché il flusso magnetico prodotto dalla fornitura monofase è pulsante. Pertanto, dobbiamo predisporre alcuni accorgimenti per far avviare automaticamente il motore asincrono monofase, il che aumenta ulteriormente il suo costo.

7. Il motore trifase ha un migliore fattore di potenza

8. Il rapporto potenza-peso del trasformatore trifase è elevato rispetto al trasformatore monofase. Ciò significa che per la stessa quantità di energia elettrica, la dimensione del trasformatore trifase è inferiore rispetto a quello monofase. Pertanto, il costo complessivo del trasformatore si riduce. Inoltre, grazie alla riduzione del peso, il trasporto e l'installazione del trasformatore diventano più comodi e richiedono meno spazio per essere alloggiati.

9. Se si verifica un guasto in qualsiasi avvolgimento di un trasformatore trifase, gli altri due avvolgimenti possono essere utilizzati in configurazione delta aperta per servire il carico trifase. Questo non è possibile con un trasformatore monofase. Questa capacità del trasformatore trifase aumenta ulteriormente la sua affidabilità.

10. Un sistema trifase può essere utilizzato per alimentare un carico monofase, mentre il contrario non è possibile.

11. La corrente continua rettificata da una fornitura trifase ha un fattore di onda del 4%, mentre quella rettificata da una fornitura monofase ha un fattore di onda del 48,2%. Ciò significa che la corrente continua rettificata da una fornitura trifase contiene meno onde rispetto a quella rettificata da una fornitura monofase. Pertanto, il requisito di filtro si riduce per la corrente continua rettificata da una fornitura trifase, riducendo il costo complessivo del convertitore.

È chiaro che il sistema trifase è più economico, efficiente, affidabile e conveniente rispetto al sistema monofase.

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