L’alimentazione monofase e i disturbi elettrici

I sistemi di alimentazione elettrica degli apparati monofase che normalmente utilizzano della rete trifase il neutro più una delle fasi, presentano diversi inconvenienti derivanti  da questo specifico sistema di distribuzione dell’energia elettrica.

In particolare gli inevitabili disturbi presenti sulle linee di alimentazione sia dirette che sotto UPS, disturbi differenziali cioè tra fase e neutro che di modo comune rispetto a terra, vengono malamente filtrati dai singoli apparati elettronici, i loro filtri di rete presenti all’ingresso dei sistemi di alimentazione sono costretti a lavorare in modo sbilanciato pur avendo una struttura bilanciata rispetto a terra. Tutto ciò comporta correnti di terra variabili a cui occorre aggiungere quelle componenti armoniche provenienti dagli accoppiamenti capacitivi ed induttivi tra gli schermi elettrostatici e i conduttori di alimentazione degli apparati.

Questi fenomeni possono peggiorare in modo significativo se i disturbi sono di natura impulsiva con componenti armoniche elevate come quelle presenti nei sistemi UPS  o in presenza di fulminazioni.

La semplice filtratura delle fasi elettriche di alimentazione non risolve quasi mai i problemi, principalmente perché i normali filtri di rete intervengono solo a frequenze elevate, inoltre l’azione di filtratura porta ad un inevitabile inquinamento delle terre che nel caso ideale dovrebbero assicurare un potenziale uguale a 0Vac per tutte gli apparati connessi.

Una soluzione definitiva del problema consiste nell’alimentare in modo bilanciato gli apparati elettronici,  tramite  un sistema a due fasi a +/-90° rispetto a terra,  si eliminano in tal modo la linea del neutro e quella della fase a 230Vac. Le nuove linee avranno una tensione rispetto a terra di 115Vac in opposizione, in questo modo i filtri di rete non scaricheranno la corrente filtrata sulla terra dell’apparato e le eventuali correnti parassite sul telaio verranno cortocircuitate in loco.

L’esempio che segue si riferisce alla corrente di terra generata da un piccolo apparato elettronico  (100W) collegato a sinistra ad una rete 230Vac + neutro, a destra collegato tramite un bilanciatore/filtro di rete mod. BT20.Le armoniche presenti nel range da 20kHz-30kHz sono dovute ad inquinamento da switching.

Gli apparati  attualmente disponibili sono tre:

  • BT10 con portata di corrente di 10A
  • BT20 con portata di corrente di 20A
  • BT30 con portata di corrente di 30A