In un sistema trifase, l'impedenza è collegata a ciascuna fase per esercitare un carico bilanciato tra le fasi. La configurazione dell'impedenza può essere di due tipi: configurazione a stella o configurazione a triangolo. Queste due configurazioni possono essere scambiate senza influenzare le resistenze equivalenti ottenute tra due punti qualsiasi della rete. Una trasformazione stella-triangolo significa che una rete a stella può essere convertita nella sua rete delta equivalente. Studieremo la trasformazione stella-triangolo in questo articolo.
Configurazione a stella
Una configurazione di rete a stella viene realizzata unendo tutti i punti iniziali e finali di tre fili in un sistema trifase. Dal punto di giunzione comune viene estratto un filo, noto come filo neutro.
Per una rete a stella sono applicabili le seguenti espressioni di corrente, tensione e potenza:
La potenza totale è data da:
Configurazione Delta
Nelle configurazioni a delta, le estremità opposte dei fili sono collegate per formare una rete a forma di delta. La rete Delta non include una connessione con cavo neutro:
Per il calcolo della corrente di linea, della tensione di linea e della potenza devono essere utilizzate le seguenti espressioni:
La potenza totale è calcolata come:
Trasformazione stella-triangolo
Una rete a stella può essere convertita nella sua rete delta equivalente e una rete delta può essere convertita nella sua rete a stella equivalente. Questo aiuta molto a semplificare i calcoli matematici. La resistenza equivalente tra due punti qualsiasi di una rete a stella sarà la stessa in quei punti della rete delta:
Le connessioni delta vengono utilizzate alle estremità riceventi dei sistemi di alimentazione, come le configurazioni ai lati della produzione di energia dove l'energia viene trasmessa ad ulteriori reti di distribuzione. Tuttavia, il collegamento a stella viene utilizzato quando la fornitura deve essere fornita ai consumatori. Questo è il motivo per cui le reti a stella dispongono di filo neutro aggiuntivo per facilitare i requisiti di filo neutro all'estremità del consumatore.
Trasformazione stella-triangolo
Una connessione a stella di impedenza può essere convertita in una connessione a triangolo, se riusciamo a ricavare le equazioni per le resistenze A, B e C della rete delta dalle resistenze a stella.
Uguagliando e semplificando le resistenze tra i punti 1 e 2, 2 e 3 e 3 e 1, otteniamo le seguenti equazioni:
Esempio
Se le resistenze nella rete a stella sono X=50, Y=100 e Z=150, calcolare le resistenze della rete delta.
Utilizzando le equazioni di cui sopra, trovando la resistenza A:
Trovare la resistenza, B come dalle equazioni precedenti:
Trovare la resistenza, C come dalle equazioni precedenti:
Conclusione
Un sistema trifase può essere convertito da stella a triangolo e da triangolo a stella senza influenzare le resistenze equivalenti tra due punti qualsiasi della rete. Queste trasformazioni possono aiutare a trovare i parametri di rete come corrente, tensione e impedenza in qualsiasi punto senza eseguire complessi calcoli matematici nodali e mesh.