Che cos'è un trasformatore di controllo?
Un trasformatore di controllo è un dispositivo utilizzato per trasformare o "ridurre" una tensione del circuito principale elevata in una tensione inferiore che viene quindi utilizzata per azionare i componenti di controllo o commutazione del circuito principale. Questi dispositivi sono comunemente utilizzati nei circuiti di avviamento industriali in cui la tensione del circuito principale non è adatta per l'uso nel circuito di controllo e in cui un'alimentazione separata del circuito di controllo non sarebbe pratica. Ad esempio, in un pannello di avviamento progettato per avviare un motore elettrico da 500 volt, i contattori e i relè utilizzati per accendere o spegnere il motore userebbero tipicamente bobine elettromagnetiche classificate per una tensione molto più bassa. Per fornire questa tensione senza la necessità di un alimentatore separato, l'alimentazione viene prelevata dall'alimentazione principale da 500 volt in ingresso e passata attraverso un trasformatore di controllo che quindi fornirebbe la tensione del circuito di controllo inferiore.
Le macchine elettriche pesanti che si avviano automaticamente o da remoto generalmente fanno uso di contattori che si basano su una forza elettromagnetica per chiuderle per avviare la macchina. Questa forza è creata da una bobina elettrica posta al centro di un nucleo di acciaio laminato. Queste bobine sono in genere progettate per funzionare a tensioni abbastanza basse, che vanno da 110 volt a un minimo di 12 volt. Dato che queste macchine stesse funzionano normalmente con tensioni molto più elevate, ciò crea la necessità di un'alimentazione di tensione di controllo separata. Invece di dover far passare cavi separati o installare set aggiuntivi di sbarre collettrici, è molto più semplice utilizzare la tensione del circuito principale e ridurla con un trasformatore di controllo alla tensione di controllo appropriata.
Le basse tensioni del circuito di controllo vengono utilizzate per vari motivi, incluso il fatto che parti del circuito di controllo includono pulsanti in una sala di controllo remoto, sulla porta del pannello di avviamento e sulla macchina stessa. Non sarebbe saggio utilizzare alte tensioni in queste applicazioni per ovvi motivi di sicurezza. È anche indesiderabile disporre di un cablaggio di controllo densamente imballato che trasporta tensioni molto elevate all'interno del pannello di avviamento. Per questi motivi, nei circuiti di controllo vengono generalmente utilizzate tensioni più basse.
Un altro vantaggio dell'utilizzo di un trasformatore di controllo è la stabilità intrinseca della tensione fornita da un trasformatore e la sua capacità di gestire picchi estremi richiesti. Quando si preme il pulsante di avvio su un avviatore motore e la bobina del contattore si eccita, si verifica un aumento molto breve (in genere da 30 a 50 millisecondi) nella domanda corrente noto come "corrente di spunto". Questo picco può superare 10 volte il normale flusso di corrente e i trasformatori gestiscono questi picchi in modo molto più efficiente rispetto a un'alimentazione convenzionale.
L'uso di un trasformatore di controllo per fornire potenza di controllo consente quindi di utilizzare una tensione del circuito di controllo più bassa, più sicura ed efficiente in applicazioni ad alta tensione di lavoro. Le eccellenti caratteristiche di gestione della corrente di spunto dell'alimentazione fornita dal trasformatore consentono anche un'alimentazione più efficiente. Infine, l'uso di tensioni più basse in un circuito di controllo rende l'utilizzo molto più sicuro da parte dei lavoratori che utilizzano i pulsanti di arresto e avvio in ambienti pericolosi.