Calcolo della Corrente Totale in un Trasformatore 3-Fasi Stella-Stella da 140 kVA

Dato un trasformatore trifase Stella-Stella (Y-Y) collegato nominale 140 kVA con una tensione di fase di carico di 115V (Linea-Neutro), la corrente di linea totale si calcola come segue.

Parametri Forniti

• Potenza Apparente, S = 140 kVA = 140.000 VA
• Tensione di Fase (V_ph) = 115 V (L-N)
• Collegamento: Stella (Wye) sia su Primario che Secondario
• Frequenza: 400 Hz (Non usata per il calcolo della grandezza della corrente, rilevante per reattanza/effetto pelle)

Calcolo Passo dopo Passo

1. Determinare la Tensione di Linea (V_L)

In un collegamento Stella: V_L = √3 × V_ph
V_L = 1.732 × 115 V ≈ 199.18 V (Linea-Linea)

2. Applicare la Formula di Potenza Trifase

S = √3 × V_L × I_L (per carico trifase bilanciato)

Rearrange per Corrente di Linea (I_L):
I_L = S / (√3 × V_L)

3. Calcola

I_L = 140.000 / (1.732 × 199.18)
I_L = 140.000 / 345.0
I_L ≈ 405.8 A

Alternativa (usando Valori di Fase direttamente):
S = 3 × V_ph × I_ph (Stella: I_L = I_ph)
I_L = S / (3 × V_ph) = 140.000 / (3 × 115) = 140.000 / 345 = 405.8 A

Risultato

Corrente di Linea Totale ≈ 406 A (per fase).

Note Ingegneristiche Importanti

• Assunzione di Carico Bilanciato: Il calcolo presuppone un carico trifase perfettamente bilanciato. Lo sbilanciamento crea corrente di neutro e sequenza negativa.
• Fattore di Potenza: Questa è la corrente di Potenza Apparente (kVA). Potenza Reale (kW) = kVA × PF. Se PF=0.8, Potenza Reale = 112 kW, ma la *grandezza della corrente rimane 406A* (perdite maggiori).
• Nominale Trasformatore: 140kVA è il *limite termico*. Il funzionamento continuo a 406A richiede un adeguato raffreddamento (ONAN/ONAF).
• Contesto 400 Hz: Comune in Aerospaziale / Militare / Navale. Frequenza più alta → Magneti più piccoli, ma ↑ Effetto Pelle (usa Litz/trecciato), ↑ Perdite del Nucleo, ↑ Reattanza Induttiva (Regolazione di Tensione peggiore).
• Avvertenza Collegamento Y-Y: Armoniche Triplen (3ª, 9ª) si sommano nel Neutro. Richiede Avvolgimento Delta Terziario o nucleo a 5 colonne per il percorso del flusso armonico di 3ª, altrimenti interferenza telefonica e surriscaldamento del neutro.