È possibile utilizzare un trasformatore trifase per una fase singola?

Quando si ha la necessità di fornire un carico monofase ma si possiede già un'unità trifase, si è tentati di effettuare un retrofit e di non spendere soldi per l'acquisto di un nuovo trasformatore monofase. Nella maggior parte dei casi è possibile, ma solo se si utilizzano buone pratiche di declassamento, protezione e cablaggio.

I. Perché utilizzare un trasformatore trifase per un monofase?

Massimizzare le risorse esistenti
Potreste avere già un trasformatore trifase di riserva a portata di mano: riciclarlo consente di risparmiare i costi e i tempi di realizzazione di una nuova unità.

Uso temporaneo o di emergenza
In caso di riparazioni o interruzioni temporanee, la rilavorazione di una macchina trifase può rimettere in servizio apparecchiature critiche.

Regolazione della tensione ad alta capacità
Un trasformatore buck boost è ottimo per piccole regolazioni di tensione, ma un nucleo trifase è in grado di effettuare regolazioni di tensione monofase maggiori se opportunamente tarato.

II. Nozioni di base di un trasformatore trifase

Disposizione degli avvolgimenti
Tre avvolgimenti monofase uguali in Δ (delta) o Y (wye) forniscono un'uscita trifase bilanciata.

Capacità nominale
Definito in kVA per il funzionamento trifase completo; l'uscita monofase deve essere declassata.

Usi comuni
Motori industriali, grandi unità UPS e pannelli di distribuzione commerciali.

III. Metodi di ricablaggio dell'uscita monofase

1. Connessione a triangolo aperto
Come funziona: Utilizzare due degli avvolgimenti a triangolo; mettere a riposo il terzo avvolgimento.

Capacità disponibile: ≈ 57% di kVA trifase originale.

Ideale per: Carichi leggeri o carichi temporanei (ad esempio, alimentazione di strumenti, utensili temporanei).

2. Wye-Tap (rubinetto da fase a neutro)
Come funziona: Toccare un tratto di fase e il punto neutro in una configurazione a occhio di bue.

Capacità disponibile: ≈ 33% dei kVA originali.

Ideale per: Piccoli circuiti di controllo, luci e dispositivi ausiliari.

IV. Confronto tra pro e contro

V. Considerazioni pratiche fondamentali

Deratazione corretta

Utilizzare un trasformatore di almeno 1,7× il carico monofase.
Esempio: Un'unità trifase da 30 kVA → ~17-18 kVA di uscita monofase.

Bilanciamento dell'avvolgimento

Per distribuire lo stress termico, è possibile scegliere la coppia di fasi da utilizzare per le corse lunghe.

Aggiornamenti sulla protezione

Ridimensionare gli interruttori o i fusibili in modo che corrispondano alla corrente più elevata sugli avvolgimenti spillati.

Etichettatura chiara

Etichettare "Presa monofase" e "Neutro" sul trasformatore e sul pannello per evitare cablaggi errati.

VI. Alternative più sicure ed efficienti

Trasformatore monofase dedicato
Ideale per carichi residenziali o commerciali leggeri; il costo del trasformatore monofase è generalmente più basso e più efficiente a bassi valori di kVA.

Trasformatore da monofase a trifase (Convertitore di fase)
Cambia l'ingresso monofase in uscita trifase per i motori:

Convertitori statici: Facile e poco costoso per un servizio intermittente.

Convertitori rotanti: Uscita a piena potenza per un servizio continuo del motore.

Azionamento a frequenza variabile (VFD)
Offre sia la conversione di fase che il controllo della velocità: il migliore per i macchinari che richiedono prestazioni elevate.