Last Update 5/03/2007
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TECA S.p.a.
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L'automazione civile richiede trasformatori piccoli e compatti da incassare in spazi limitati, in grado di sopportare un'alimentazione continua con potenze istantanee elevate e sovraccarichi per periodi di tempo limitato. I trasformatori toroidali Teca studiati appositamente per tale settore grazie ad un'attento calcolo e applicazione del duty-cycle sono ideali per comandare dispositivi che richiedano elevati valori di coppia iniziale quali per esempio motori in corrente continua.

Il duty-cycle è il rapporto (espresso in percentuale o in secondi) tra il tempo durante il quale il trasformatore funziona con il massimo carico e il tempo durante il quale risulta spento o eroga una potenza limitata, così come si può vedere nel grafico sottostante:


Indice Argomenti
Standard
Trasformatori Standard
Boxed
Trasformatori "Boxed"
Carenati
Trasformatori "Carenati"


Il duty-cycle espresso come percentuale è dato dalla seguente relazione:



Il duty-cycle espresso in secondi può essere descritto anche indicando i tempi "ACCESO" e "SPENTO" ovvero:

In questa indicazione, più precisa, devono essere indicati esattamente i cicli di lavoro e le potenze in gioco nei singoli periodi come prescritto dalla Norma EN61558-1 8.1 al punto p:

"i trasformatori per il funzionamento temporaneo o intermittente devono essere marcati rispettivamente con il tempo di servizio nominale oppure con il tempo di servizio nominale e il tempo di riposo nominale, a meno che il tempo di servizio sia limitato dalla costruzione del trasformatore o corrisponda alle condizioni di funzionamento specificate nella Parte 2 corrispondente."
e di seguito:

"L'indicazione di funzionamento temporaneo o di funzionamento intermittente deve corrispondere a quello in servizio normale. L'indicazione di funzionamento intermittente deve essere tale che il tempo di servizio nominale preceda il tempo di riposo nominale, entrambe le marcature devono essere separate da una barra obliqua."

E' facilmente intuibile quanto sia importante definire correttamente il duty-cycle, infatti se il trasformatore venisse utilizzato in modo continuativo (duty-cycle =100%), le dimensioni del nucleo, la sezione del rame e i materiali impiegati dovrebbero sopportare la potenza massima prevista per un tempo indefinito. Nel caso, invece, di un uso non continuo (duty-cycle < 100%), come nell'alimentazione di un motore in c.c. di un cancello elettrico, per esempio, si richiederà una coppia elevata (per vincere l'inerzia iniziale), cioè una corrente elevata con una tensione di alimentazione stabile nei primi istanti, successivamente il prelievo di potenza sarà limitato al tempo neces?sario all'apertura o chiusura completa del dispositivo e infine restare in stand-by per un tempo definito. Dunque il toroide viene notevolmente sovraccaricato nella fase iniziale con una tendenza a riscaldarsi notevolmente. Mentre nelle fasi successive al trasformatore è richiesta una potenza ridotta o nulla e in questo periodo la temperatura diminuisce mantenendo la temperatura massima sotto controllo.
Un altro aspetto fondamentale da considerare è il caso di un trasformatore con più avvolgimenti secondari, dove oltre alle uscite utilizzate in modo intermittente sono utilizzati altri secondari per l'elettronica o gli ausiliari di controllo con funzionamento continuo. In questo caso sul trasformatore dovranno essere valutate attentamente le singole potenze e i relativi tempi d'uso.
Grazie alla corretta applicazione di quanto sopra esposto i trasformatori toroidali Teca per automazione civile possono essere sovraccaricati di molto rispetto alla potenza nominale, con conseguente riduzione delle dimensioni del nucleo e della sezione degli avvolgimenti. Ciò consentirà di disporre di trasformatori compatti facilmente installabili in cavità anche molto anguste e di costo ridotto grazie all'impiego di una minore quantità di materiale.
Questa riduzione dimensionale e di materiale non va comunque a scapito delle prestazioni o della sicurezza in quanto vengono sempre pienamente soddisfatte le richieste della Norma Tecnica EN61558.

La CURVA DI CARICO è un altro parametro importante nel calcolo e nel dimensionamento di un trasformatore per automazione, in quanto ,come già detto , nella fase iniziale un motore in corrente continua deve fornire una coppia notevole, per l'avviamento, con una tensione ai suoi capi stabile, anche in presenza di assorbimenti in corrente molto elevati.
In figura è riportata la curva di carico di un trasformatore da 100VA (dimensioni: diametro 60mm altezza 55mm peso 650g duty cycle 60% tensione secondario 12V). Nonostante le ridotte dimensioni la tensione ai capi del secondario risulta più che sufficiente a garantire una coppia elevata al motore anche con alte correnti (curva blu).
I valori di abbassamento di tensione sul secondario in queste condizioni vengono verificate con i requisiti di funzionalità e sicurezza imposti dalle Norme tecniche, ovvero, per funzionalità si intende che le prestazioni del prodotto devono essere sempre garantite anche nelle più sfavorevoli condizioni di sovraccarico.
In ogni caso la differenza percentuale tra la tensione a carico e quella nominale non deve superare il 5% mentre la differenza percentuale tra la tensione a vuoto e quella a massimo carico non deve superare il 15% (i limiti per la tensione nominale/carico sono visualizzati dalle curve rosse mentre il limite della tensione vuoto/carico è indicata dalla curva azzurra).


Curva di carico di un trasformatore da 100VA (circa 650g) impiegato in modo non continuo (duty cycle 60%). La corrente a 100VA è 8.44A mentre la corrente a 50VA è 4.22A.


La sicurezza consiste nel garantire che non venga danneggiato in alcun modo l'isolamento degli avvolgimenti, il che comprometterebbe la tenuta dielettrica, anche nelle situazioni più critiche di funzionamento (esempio sovraccarichi o sovratemperature).
Nella progettazione di trasformatori per automazione civile TECA tiene conto di tutti questi fattori e stabilisce di volta in volta quale sia il miglior compromesso tra le prestazioni e le dimensioni. La corretta progettazione viene verificata tramite il realizzo e il controllo, attraverso opportune prove di Laboratorio, dei campioni commissionati.
Tramite prove preliminari sia elettriche che termiche si verificano le sezioni degli avvolgimenti, la tenuta delle saldature, il numero delle spire, la presenza di cortocircuiti latenti, la tenuta dielettrica degli strati di isolante, la curva di carico , i riscaldamenti e le sovratemperature dei vari avvolgimenti e dei supporti.
A conclusione la verifica finale e definitiva è quella fornita dall'esecuzione della prova di tipo. Ovvero, si eseguono tutte le prove e le verifiche elencate nella norma di riferimento quali: resistenza a freddo e a caldo, prove a vuoto e a carico ,rendimenti, riscaldamento, sovraccarico, ecc.. Ciò consente alla TECA di realizzare trasformatori perfettamente conformi alle richieste del Cliente sia per quanto attiene alle dimensioni, alla forma, all'isolamento e a quanto richiesto dalle normative.
Un servizio completo quello offerto da Teca che non solo assiste e propone soluzioni tecniche ai propri clienti , ma fornisce accessori e cablaggi personalizzati, quest'ultimi realizzati completamente in un reparto interno con macchine computerizzate e attrezzature automatiche (per ulteriori informazioni consultare la sezione "cablaggi" del catalogo generale).



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