Motore asincrono come freno rigenerativo

[83andre]

volevo cortesemente chiedere un parere riguardo a un dubbio che ho maturato durante lo studio di un azionamento di un quadro drive.
Ho una DC BUS che alimenta un sistema di inverter che gestiscono dei motori trifase asincroni. I due motori di taglia maggiore, 390 kW, si occupano di mettere in movimento rispettivamente l'aspo svolgitore (pay of reel) e l'aspo avvolgitore (tension reel) attraverso due inverter vettoriali. Nella fase stazionaria, quando non si richiedeno accelerazioni o decellerazioni della linea e la lamiera è in movimento su entrambi gli aspi il comportamento del sistema è il seguente:
l'inverter dell'aspo svolgitore assorbe una determinata potenza elettrica dalla dc bus e la converte in energia meccanica che movimenta la striscia. Tale energia è trasferita al "pay of reel" il quale rigenera potenza alla dc bus.
La potenza elettrica totale è data dalla differenza tra la potenza assorbita dal "tension reel" e la potenza generata dal "pay of reel".
Mi sapreste cortesemente fornire una spiegazione teorica del comportamento rigenerativo del pay of reel?

Io sapevo che il motore asincrono funziona da generatore quando lo scorrimento è negativo ovvero la velocità del campo magnetico del rotore è maggiore di quello statorico. Non riesco a capire come mai venendo trascinato dall'avvolgitore il motore dello svolgitore provoca un innalzamento della tensione nella dc bus. Cosa succede? come mai funziona da generatore? Viene convertita la potenza meccanica in elettrica?

Ringrazio in anticipo per le risposte che mi potete dare.

[Candy]

Evidentemente l'inverter che controlla il motore "pay of reel" viene volutamente tenuto ad una frequenza lievemente inferiore a quella di sincronismo per garantire la tensione della lamiera ed evitare che spinga su tutto il sistema.
Sarebbe il caso di approfondire meglio come è stato concepito e progettato il sistema di svolgitura.

[mario_maggi]

83andre,

il motore asincrono funziona da generatore quando lo scorrimento è negativo ovvero la velocità del campo magnetico del rotore è maggiore di quello statorico. ..... Cosa succede?

Anche in questo caso la velocita' del campo rotante rotorico e' maggiore dello statorico
Se fornisci energia ad un bus DC e questo non la puo' utilizzare, la tensione sale.

Viene convertita la potenza meccanica in elettrica?

Si, ovviamente con un rendimento inferiore al 100%

Ciao
Mario

[Sugar]

Volevo aggiungere a quanto scritto anche ciò che capita nell'azienda dove lavoro. Ci sono 5 motori asincroni da 400 kW che effettuano circa 20 cicli/h, durante i quali accelerano da 50 rpm a 1000 per poi frenare e rigenerare energia elettrica da 1000 rpm a 50 rpm. Tali motori sono comandati da degli inverter rigenerativi. Il problema è che sulla sbarra in MT, che poi viene trasformata in BT per alimentare questi motori, le oscillazioni che leggo del cos fi e della potenza reattiva sono molto forti (il cos fi passa da 0.8 a 0.1).
vi invio un grafico delle misure prese dall'analizzatore posto sulla sbarra in MT. Tutte le altre utenze poste sulla stessa sbarra, sono carichi costanti, per cui tutte le variazioni significative sono da imputare a tale motore (si tratta di centrifughe). Ho pensato che potrebbero esserci una certa quantità di condensatori dell'inverter in avaria, visto gli andamenti, ma l'intero pacco di condensatori è stato messo nuovo nel 2009.
Per meglio isolare il problema, ho spento il rifasamento di tale sbarra.

Secondo voi possono essere i condensatori a causare tali variazioni?
cosa altro può essere?
Grazie a tutti

[mario_maggi]

A prima vista ho la sensazione che le misure effettuate non siano veritiere.
Ciao
Mario

[Sugar]

Provo a essere più chiaro: le misure con cui ho composto il grafico, sono prese da un analizzatore di rete posto sulla sbarra MT che alimenta il trafo MT/BT. Su tale sbarra BT ci sono 2 delle 5 centrifughe presenti in impianto. Al momento delle misure, vi era una sola centrifuga in marcia, per cui tutte le variazioni significative dei parametri elettrici che leggevo sull'analizzatore, erano dovute ai cicli della singola centrifuga in marcia. Tutti gli altri carichi presenti sulla sbarra in BT sono carichi fissi, in particolare altre 4 pompe a giri fissi. Il rifasamento fisso del trafo è regolarmente in servizio. Il rifasamento automatico della sbarra in BT è spento, perché il rifasatore non riusciva ad inseguire la variazione del cos fi su tale sbarra. Nonostante questa manovra, vedo il cos fi che scende di molto, nella fase di rigenerazione e la potenza reattiva assorbita dalla rete aumenta. Mi viene da pensare che possano essere i condensatori dell'inverter, che siano tutti o in parte fuori servizio. Non ho motivo di dubitare delle misure, ma per maggiore sicurezza farò le stesse misure sull'altra sbarra in BT dove ci sono altre 3 centrifughe che farò andare in marcia una per volta.
Cos'altro potrebbe essere se non i condensatori dell'inverter?
Grazie per i vostri pareri

[Sugar]

So che i condensatori dell'inverter non servono a rifasare, ma a fornire la potenza reattiva necessaria al MAT in fase di rigenerazione. Ma se questi condensatori fossero guasti, da dove prenderebbe il motore l'energia reattiva durante tale fase? Direi dalla rete.
questo potrebbe spiegare il perché durante la rigenerazione, la potenza reattiva prelevata su tale sbarra aumenta, mentre il cos fi è prossimo allo zero.

[Candy]

Fa lo schema del sistema con particolare riferimento alla inserzione del misuratore. Quel basso f.d.p. e' piu' probabile sia un errore tuo di lettura dati in un punto dove non circola corrente essendoci energia di ritorno da altre parti. Ma serve uno schema preciso per dirlo.

[Sugar]

in allegato ho inserito un estratto dello schema che chiarisce da dove arriva l'alimentazione, ed il punto di lettura. Non ho altri strumenti del genere posizionati in BT per poter leggere le stesse informazioni.
Grazie

[Candy]

Pressapoco risponde all'idea che mi ero fatto.
Sul forum è difficile dire delle verità assolute, ma se un carico sul lato B.T. diventa generatore e per qualche tempo bilancia la richiesta di potenza sulla sbarra, il misuratore di energia in quel punto non vede prelievo e, con basse correnti, prossime a 0, preoccuparsi del F.d.p. è ridicolo. Non ha alcun senso.
Molto verosimilmente, (da verificare sul posto), tu ti stai preoccupando di un basso f.d.p. di una corrente nulla. Non ha alcun senso.

P.S. hai scritto che i condensatori di un inverter non servono a rifasare, ma a compensare l'energia reattiva. Compensare l'energia reattiva si dice in gergo: rifasare.
I condensatori di un inverter servono a mantenere livellata la tensione del bus in c.c. Causa la presenza del raddrizzatore in ingresso all'inverter, il f.d.p. non può più essere visto come per un carico puramente capacitivo.Intervengono altri fattori, che tengono conto della deformazione della corrente, ecc.