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La Regolazione della Potenza in corrente alternata monofase attraverso il metodo della parzializzazione d'onda


Una delle applicazioni in cui la caratteristica di velocità dei semiconduttori si è fatta subito strada rispetto ai Relè od ai Teleruttori, è la regolazione della potenza in corrente alternata.
Tratteremo (come inizio) la corrente alternata monofase, anche per mantenere il profilo semplicistico che mi sono imposto, di riuscire con queste righe, a spiegarlo anche a chi di mestiere fa ben altro e che magari si diletta con le discipline elettriche solo per hobby.
Principe di questa applicazione (nel senso che in un modo o nell'altro chiunque si è trovato ad usarlo) è il Dimmer, o più volgarmente conosciuto come Variatore di luminosità per lampade ad incandescenza od alogene.
In realtà la strategia di funzionamento di questo apparente giocattolo, sta alla base di ben più complesse apparecchiature anche industriali, le quali però si rifanno come principio proprio al Dimmer, o più in generale alla regolazione attraverso la parzializzazione dell'onda.
Ma cosa intendiamo per "Parzializzazione dell'onda" ? Qual è la differenza saliente fra questo geniale metodo applicativo, rispetto agli ormai obsoleti Reostati o agli ingombranti Autotrasformatori ?



I metodi adottati ancora prima che i componenti per l'elettronica di potenza facessero la loro comparsa sul mercato, erano quelli classici del reostato in serie al carico, oppure quello dell'autotrasformatore variabile, sistema quest'ultimo con un rendimento nettamente migliore del primo, ma di analogo (se non peggiore) ingombro fisico, poiché quando si inizia ad andare su potenze di qualche Kilowatt, le dimensioni (ed il peso) cominciano a diventare importanti.
Il metodo del reostato, a parte l'ingombro, aveva anche il fastidioso inconveniente di scaldare come una stufa, e quindi di dover andare a dissipare sotto forma di calore, tutto quello che le lampade asservite a causa della sottoalimentazione a cui erano poste, non dovevano smaltire più.
Per fare un esempio matematico, potremmo prendere in esame un gruppo di lampade alimentate a 220 Volt di potenza totale di 1 Kilowatt, e di volerne ridurre la luminosità scendendo nel totale ad un consumo di 500 Watt. (figura 2)
Ipotizzando lineare il comportamento della resistenza complessiva dei vari filamenti, ci ricaveremo il loro valore semplicemente con la formula derivante dalla legge di OHM



ora per sapere a quanti volt bisogna sottoporre questa resistenza per farle dissipare 500 Watt e non più 1000, applicheremo sempre la legge di OHM relativa alla tensione con la formula



Quindi a che resistenza bisogna puntare il reostato in serie alle lampade perchè a loro giunga questo valore di tensione ? Prima ci calcoliamo la corrente che dovranno assorbire le lampade al valore di 155 Volt, e sarà



Poi calcoliamo i Volt che dovranno cadere sul reostato per far sì che alle lampade giungano solo 155 Volt e non più 220, che saranno
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