Reattanze di linea

Differenza tra reattanza, induttanza e impedenza

Spesso si parla di reattanze, di impedenze e di induttanze industriali trifase e si fa riferimento, più o meno, al medesimo oggetto.
Riteniamo sia necessario puntualizzare e veder il vero significato di queste tre parole, oggi molto usate nell’ambito della produzione di reattanze e componenti elettrotecnici.
Quando parliamo o scriviamo facciamo riferimento ad una bobina di filo avvolto con o senza un nucleo magnetico che produce un certo effetto su una linea elettrica in alternata.
Una bobina di filo, avvolto normalmente su di un supporto di materiale isolante, presenta un’induttanza che rappresenta il valore della caratteristica sua intrinseca.
Questa bobina, con un valore ben determinato di Induttanza, quando è percorsa da una corrente elettrica alternata presenta un effetto di “freno” alla circolazione della corrente stessa; ciò e dovuto alla sua reattanza di linea, che altro non è che un valore di resistenza in alternata.
Il suo effetto in un circuito è quello di limitare la corrente alternata che circola e di sfasare la corrente rispetto la tensione di 90° teorici.

Reattanza induttiva e reattanza capacitiva

Dicendo reattanze in modo generico commettiamo una imprecisione in quanto dobbiamo specificare Reattanza Induttiva per distinguerla dalla sua sorella Reattanza Capacitiva.

Reattanza induttiva e reattanza capacitiva

Dicendo Reattanze in modo generico commettiamo una imprecisione in quanto dobbiamo specificare Reattanza Induttiva per distinguerla dalla sua sorella Reattanza Capacitiva.

L = induttanza in HenryXr = 2 * p * f * L Xr = Reattanza in Ohm Z = R + jXr Z = Impedenza in Ohm

Impedenze filtro e filtri trifasici

Molto spesso si parla di impedenze filtro, o filtri trifasici, una impedenza non è altro che una Induttanza nella sua completezza, perché una bobina, con o senza nucleo, ha sia un valore di Reattanza sia un valore di resistenza ohmica, l’insieme di queste due valori determina appunto il valore di impedenza che l’elemento presenta al passaggio della corrente.

A cosa servono le reattanze: applicazioni industriali

L’effetto di “freno” descritto sopra è il principio comune a tutte le applicazioni delle reattanze di linea, ma viene sfruttato in modi diversi: per bloccare le frequenze indesiderate nei filtri trifasici, per ridurre la tensione allo spunto nell’avviamento dei motori, o per gestire le alte frequenze degli inverter tramite reattanze in aria. Da questa distinzione dipende l’intero dimensionamento del componente.

Reattanza trifase filtro: blocco delle frequenze indesiderate

Questo effetto, che abbiamo definito di “freno”, è la base per cui vengono utilizzate e, come possiamo vedere nelle formule a fianco, essendo il valore di reattanza proporzionale alla frequenza viene sfruttato per bloccare le frequenze più elevate quando queste sono indesiderate come avviene nei filtri.
Nei sistemi di avviamento statorico dei motori le reattanze trifase vengono utilizzate come delle resistenze in alternata che provocano una caduta di tensione affinché sul motore, all’atto dell’avviamento, la tensione risulti più bassa di quella nominale di rete; se si impiegassero delle resistenze occorrerebbe avere dei gruppi resistivi con delle potenze dissipative molto elevate.

Reattanze in aria per inverter e alte frequenze

Se in un circuito abbiamo delle deformazioni dell’onda di corrente piuttosto elevate, siamo certi della presenza di armoniche a frequenza multipla di quella di rete; cerchiamo di bloccarle con delle induttanze trifase industriali poste in serie all’alimentazione.
Se si presenta il caso, oggi molto frequente, di avere delle forme d’onda ricostruite come avviene negli inverter per motori trifase, ci troviamo che, oltre ad una componente alternata fondamentale, abbiamo delle frequenze dell’ordine delle decine di kHz che sono generate dal sistema stesso. In questi casi si preferisce utilizzare delle Induttanze che non abbiamo un nucleo in ferro, ma Induttanze trifase in cui il circuito magnetico si svolge completamente in aria.

I nuclei magnetici utilizzati alla frequenza di rete presentano delle perdite che aumentano direttamente con l’aumento della frequenza di lavoro; il risultato sarà che, a frequenze dell’ordine dei kHz, il valore induttivo della bobina quasi scompare ed il nucleo magnetico aumenta moltissimo le sue perdite e si riscalda in modo incontrollato.

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