L’alimentazione a corrente alternata (AC) trifase viene comunemente utilizzata per fornire elettricità ai data center e agli edifici commerciali e industriali che ospitano macchinari affamati di energia. C’è una buona ragione per questo, perché l’alimentazione trifase può fornire più potenza con una maggiore efficienza, rispetto all’alimentazione AC monofase. La corrente alternata monofase è il tipo comunemente utilizzato per la maggior parte delle applicazioni domestiche e commerciali leggere, come l’illuminazione e i piccoli elettrodomestici. In questo articolo spiegheremo perché è così e le principali differenze tra i sistemi di alimentazione monofase e trifase.
La fase in elettricità
Una fase è la corrente o la tensione tra un filo esistente e un cavo neutro. La sua forma d’onda dei segnali elettronici sarà analizzata da un oscilloscopio, un dispositivo digitale che disegna un grafico che mostra la tensione istantanea del segnale in funzione del tempo.
Inoltre, una fase dipende dalla sua distribuzione del carico elettrico corrispondente a un tipo di unità, sia essa monofase o trifase. Una monofase ha meno potenza, richiedendo due fili; mentre il trifase (3 fasi) ne richiede di più, compresi tre o quattro fili.
Che cos’è una potenza monofase?
L’alimentazione monofase modifica contemporaneamente la tensione di alimentazione di un’alimentazione AC da parte di un sistema. Più spesso, l’alimentazione monofase è nota come “tensione residenziale”, poiché è quella utilizzata dalla maggior parte delle case.
Nella distribuzione della potenza, una monofase utilizza i fili di fase e neutro. Il filo di fase trasporta il carico di corrente, mentre il filo neutro fornisce un percorso in cui la corrente ritorna.
Crea una singola onda sinusoidale (bassa tensione). La tensione comune per un’alimentazione monofase inizia a 230V. Inoltre, la sua frequenza si avvicina a 50Hz.
I motori monofase richiedono circuiti aggiuntivi per funzionare poiché un’alimentazione monofase collegata a un motore AC non genera un campo magnetico rotante. La potenza di un’alimentazione monofase non è costante, il che significa che la sua alimentazione di tensione aumenta e diminuisce.
Quali sono i vantaggi dell’utilizzo dell’alimentazione monofase?
- L’alimentazione monofase genera elettricità per le case residenziali e le forniture domestiche, poiché la maggior parte degli elettrodomestici richiede solo una piccola quantità di energia per funzionare, inclusi ventilatori, riscaldatori, televisione, frigorifero e luci.
- Il design e il funzionamento sono semplici e ordinari. Ha un’unità leggera e compatta, che la corrente attraverso la linea sarà inferiore quando la trasmissione di tensione è alta.
- A causa della riduzione dell’I2xR, la corrente è bassa. Ciò significa che l’alimentazione monofase garantisce all’unità di funzionare in modo ottimale con una maggiore efficienza della sua trasmissione.
- L’alimentazione monofase è migliore da utilizzare con unità di potenza frazionaria o inferiore fino a 5 HP.
Quali sono gli svantaggi dell’utilizzo dell’alimentazione monofase?
- I piccoli motori monofase necessitano di un circuito aggiuntivo come Motor Starter (simile ai condensatori di avviamento in ventilatori e pompe), poiché la sua alimentazione monofase è insufficiente per un avviamento iniziale.
- I motori industriali richiedono carichi elettronici pesanti. Ergo, non possono funzionare con alimentazione monofase.
Che cos’è una potenza trifase?
L’alimentazione trifase fornisce tre correnti alternate, con tre servizi elettrici separati. Ogni ramo di corrente alternata raggiunge una tensione massima, separata solo da 1/3 del tempo in un ciclo completo.
In altre parole, la potenza di una potenza trifase rimane costante e non scende mai a zero.
In un alimentatore trifase, richiede quattro fili, vale a dire un filo neutro e fili a tre conduttori. Questi tre fili conduttori sono distanti 120 gradi l’uno dall’altro. Inoltre, ogni segnale di alimentazione CA è sfasato di 1200 tra loro.
Inoltre, ci sono due tipi di configurazioni circuitali in un’alimentazione trifase, come il Delta e la Stella. La Configurazione Delta non richiede filo neutro e solo tutti i sistemi ad alta tensione lo utilizzano; mentre, la configurazione a stella richiede un filo neutro e un filo di terra.
Quali sono i vantaggi di una Potenza Trifase?
Fa funzionare facilmente carichi più grandi. I carichi commerciali e industriali preferiscono un’alimentazione trifase poiché richiede carichi elettronici più pesanti.
Non richiede alcun avviatore ai motori trifase utilizzati nelle grandi industrie, poiché ha una differenza di fase sufficiente per fornire la coppia iniziale per l’avviamento del motore.
L’alimentazione trifase richiede meno materiali conduttori per trasmettere e distribuire energia elettrica. Quindi, diventa più economico quando si parla di costi.
All’aumentare del numero di fasi nel sistema, la tensione CC di un’alimentazione trifase diventa più uniforme e vantaggiosa.
Cablaggi richiesti sull’alimentatore
In un alimentatore monofase, richiede solo due fili, ovvero Fase e Neutro. D’altra parte, un’alimentazione trifase funziona solo tramite tre fili, compresi i fili a tre conduttori e un filo neutro.
Pertanto, i costi di cablaggio e installazione totale sono entrambi ridotti quando si fornisce alimentazione trifase direttamente agli armadietti del server.
Tensioni ed efficienza
Un’alimentazione monofase, è sufficiente solo per fornire 230V, mentre un’alimentazione trifase massimizza fino a 415V.
Un’alimentazione monofase non può avviarsi da sola, richiedendo dispositivi esterni come Motor Startups. Al contrario, un’alimentazione trifase può avviarsi da sola senza richiedere dispositivi esterni. Inoltre, può anche invertire le direzioni di due conduttori.
