.Condensatori

I condensatori, come tutti i componenti statici, non risentono in modo grave né di interruzioni dell'alimentazione, né di dissimmetrie o variazioni di tensione contenute in qualche percento (al limite anche 10%), si tratta solo di verificare che la tensione non comporti sollecitazioni dielettriche eccessive.

Per questo componente i fenomeni più importanti da considerare riguardano la presenza di armoniche. Per esaminare il problema conviene ricordare che per ogni componente armonica tra corrente e tensione vale la seguente relazione:

dove:
- In : corrente corrispondente all'armonica n-esima;
- n : ordine dell'armonica;
- w : pulsazione della fondamentale;
- C : capacità del condensatore;
- Un: tensione dell'armonica n-esima.
La relazione scritta evidenzia che il rapporto Un/In non è costante al variare di n e quindi in presenza di armoniche di tensione, la corrente assorbita dal condensatore risulta più fortemente deformata.
Il suo valore efficace risulta:

che può risultare notevolmente più elevato di quella che si avrebbe con onda sinusoidale (I1). Le Norme CEI di prodotto, proprio per tenere in conto questo fenomeno, prescrivono che i condensatori debbano poter sopportare una corrente pari a 1,5 volte quella corrispondente all'onda di tensione sinusoidale (Bibliografia [8]). In pratica il problema del riscaldamento riguarda solo le connessioni interne e i terminali in quanto nei condensatori moderni in film sintetico, le perdite dielettriche sono sempre molto piccole. Se, come spesso accade, le batterie di rifasamento prevedono induttori in serie per limitare la corrente di inserzione, esiste anche un problema di dimensionamento del dielettrico. Si consideri il caso di batterie dotate di bobine di induttanza aventi la sola funzione di limitare le correnti di inserzione. Normalmente si opera in modo che la frequenza di risonanza non corrisponda mai a quella delle armoniche, con scelta tra 190 e 230 Hz oppure tra 260 e 290 Hz. Detti QN la potenza reattiva assorbita dalla batteria trifase in presenza dell'induttanza, U la tensione (concatenata) del sistema di alimentazione, fa la frequenza di accordo, fN la frequenza nominale della rete, e facendo riferimento allo schema a stella (se i condensatori sono collegati a triangolo si deve considerare l'equivalente stella) rappresentato in Figura, si può calcolare la reattanza totale di fase equivalente stella (Xt):


Schema equivalente a stella della batteria.


Si possono allora determinare i valori della reattanza capacitiva (Xc) e di quella induttiva(XL) assumendo k=fa/fN come rapporto tra la frequenza di accordo e quella nominale.

Si ottiene allora:

Ragionando in termini di potenza reattiva, per l'induttanza trifase si ha:

Analogamente per la reattanza capacitiva:

Per Qc si deve calcolare la tensione di dimensionamento dielettrico che risulta:

dove U'c è la tensione sui condensatori per la sola componente a fN. La situazione risulta particolarmente gravosa se i condensatori hanno funzione di veri e propri filtri.