Cos'e' l'alimentatore ?

L’alimentatore è un sistema di conversione , che ha lo scopo di adattare le caratteristiche della fonte di energia primaria (per lo più la distribuzione elettrica) alle specifiche necessità dell’apparecchiatura da alimentare.

All’alimentatore è demandato spesso anche il compito di fornire l’isolamento richiesto dalle norme di sicurezza o dalle esigenze dell’applicazione.

Aspetti tecnici

T.E.M.A., per sua estrazione e vocazione , ha scelto di produrre alimentatori per applicazioni industriali; coerente con il proprio orientamento a cercare nuove frontiere ha approcciato fin dall’inizio la tecnologia switching.
Seppur nella sua inizialmente piccola area di mercato, è stata la prima azienda in assoluto a proporre un alimentatore concepito espressamente per incontrare le esigenze applicative e di montaggio all’interno del quadro elettrico di comando: piccolo , orientato in senso verticale , dotato di morsetti estraibili e zoccolo per il fissaggio su barra DIN.

Dettagli tecnici

L’idea base di alimentatore è rappresentata dal trasformatore: separa galvanicamente la linea di distribuzione elettrica dall’ambiente di utilizzo ed adatta i valori di tensione a quelli richiesti dall’applicazione.

I costruttori di trasformatori sono numerosissimi e offrono prodotti per tutti i livelli di prestazione e qualità.
Sfortunatamente, però, il trasformatore funziona solamente con corrente alternata.
Tutte le realizzazioni elettroniche prevedono invece alimentazione a bassa tensione in corrente continua.

L’elemento trasformatore, allora, non è più sufficiente ed occorre aggiungere un dispositivo raddrizzatore in grado di convertire la forma della corrente da alternata a continua pulsante.

Con questa forma di corrente si possono alimentare solamente alcuni componenti elettromeccanici (lampade, motori, etc.), poiché l’ondulazione residua (ripple) è troppo elevata: un relè lavorerebbe in continua intermittenza, poiché la frequenza dell’ondulazione è inferiore alla sua frequenza massima di commutazione.

E’ necessario allora aggiungere un dispositivo di filtro che riduca grandemente l’ondulazione residua per poter finalmente fornire all’apparecchiatura una corrente continua; questo dispositivo è, nella sua forma più semplice, un condensatore, per lo più di grosso valore.

Questa soluzione è ancora oggi realizzata autonomamente da alcuni operatori, ma i limiti che pone sono tali da renderla sconsigliabile nella maggior parte dei casi:

• Il valore della tensione DC è fortemente instabile: segue proporzionalmente le fluttuazioni dell’ingresso ed è influenzato dal valore di corrente erogata; è normale aspettarsi cadute di molti volt all’aumentare della corrente.
• L’ampiezza dell’ondulazione è comunque ancora troppo elevata per essere accettata dai sistemi elettronici: si consideri che con un condensatore da 4700 microF e una corrente di 3A si ha una ondulazione > 5V picco picco

Una soluzione così non può essere realizzata altro che con componenti elettronici, con soluzioni più o meno complesse ed efficienza più o meno elevata.

IMPORTANTE: e’ da ricordare che un regolatore di questo tipo può fornire una tensione stabilizzata all’uscita solo se questa è inferiore alla tensione d’ingresso dello stesso.

Come scegliere l'alimentatore ?

Cosa si chiede a un alimentatore?

Nell’applicazione in quadro elettrico di comando, l’alimentatore deve assolvere a tre esigenze tipiche:

• Fornire tensione stabile e pulita, per lo più con piccole correnti, a dispositivi automatici di controllo (PLC, PC, ecc.)
• Fornire tensione stabile e pulita, per lo più con piccole correnti, a dispositivi di Input (Sensori, Fotocellule, Encoder, ecc.)
• Fornire un alimentazione di potenza, senza grosse pretese, ai dispositivi di Output (Relè, Lampade, Teleruttori, Elettrovalvole, Attuatori, ecc.)

Gli alimentatori industriali da quadro si dividono per:

Caratterisiche distintive per vari tipi d’alimentatore

• Concettualmente semplice, necessita di piccoli investimenti in sviluppo
• Ammette piccole escursioni della tensione d’ingresso (max ± 10%)
• Ingombrante
• Pesante
• Basso rendimento (scalda molto)
• Assenza di rumore elettrico

• Concettualmente complesso, necessita di grandi investimenti in sviluppo
• Ammette larghe escursioni della tensione d’ingresso (typ ± 20%)
• Piccole dimensioni
• Leggero
• Alto rendimento
• Presenza di rumore elettrico (comunque sempre al di sotto delle specifiche di Norma)

• Economico
• Necessita di un trasformatore per l’isolamento dalla rete e la riduzione di tensione (tipicamente 28V)
• Nella soluzione Switching è possibile la regolazione, con grande escursione, della tensione ’uscita
• L’uscita non è isolata dall’ingresso

• Massimo vantaggio in dimensione nella soluzione switching
• Necessita di un trasformatore per la connessione alla rete 400V
• L’uscita è isolata dall’ingresso

• Connessione diretta alla rete trifase (non necessita di neutro)
• Massimo vantaggio in dimensione
• Massima economicità totale

• La tensione d’uscita:

deve soddisfare l’esigenza dell’applicazione; il valore più usato è il 24V DC.
• La corrente d’uscita:

deve essere più alta del valore nominale richiesto dall’applicazione o uguale al suo valore di picco
• L’efficienza:

deve essere la più alta possibile; maggiore è il numero che la rappresenta migliore è l’apparecchiatura.

• Praticità di montaggio:

la forma deve essere tale da occupare il minor spazio nel quadro (lo spazio costa) e devono essere presenti flange pre-forate per il fissaggio a parete o un comodo sistema per l’aggancio a barra DIN.
• Praticità di cablaggio:

il morsetto estraibile offre la massima comodità; quando non è possibile per ragione di corrente sono importanti il tipo e la posizione dei connettori.
• Dimensioni e peso:

spazio e peso costano.

• Consente di affrontare immediatamente la necessità di maggiori correnti di carico
• Indispensabile in sistemi ridondanti per garantire l’elevato grado di affidabilità che ne è caratteristico
• Importante la segnalazione di "apparecchiatura difettosa" per effettuare il più rapidamente possibile la sostituzione