Tensione ai capi di un alternatore

[JJolone]

Salve a tutti, avrei un quesito in merito ai generatori sincroni.
Ipotizzando di avere un motore a combustione interna direttamente collegato ad un generatore sincrono a magneti permanenti, (tipo gruppo elettrogeno), e ipotizzando per esempio un certo numero di coppie polari, ad esempio 2, da cosa dipende il valore della tensione ai capi dello statore?
Mi spiego meglio se faccio girare il motore a combustione interna per esempio a 1500 giri/min con due coppie polari ottengo in uscita una tensione a 50 Hz, ma di che ampiezza? Dipende forse dalla velocità di rotazione? e in tal caso che relazioni si usano per determinare il valore della tensione prodotta? Mi interesserebbe capire come faccio a generare un determinato tensione ai capi della macchina.
Grazie in anticipo per l'aiuto.

[StefanoSunda]

Ipotizzando di avere un motore a combustione interna direttamente collegato a un generatore sincrono a magneti permanenti, (tipo gruppo elettrogeno), e ipotizzando per esempio un certo numero di coppie polari, ad esempio 2, da cosa dipende il valore della tensione ai capi dello statore?

La struttura di un alternatore trifase, è composto di un Albero meccanico, cui è collegato quello del motore primo per trasmettere la potenza meccanica all’alternatore; è realizzato in acciaio e deve sopportare le sollecitazioni derivanti dal peso della parte mobile, dalla coppia trasmessa e dalla forza centrifuga che si manifesta durante la rotazione.
Il circuito magnetico rotorico, fissato all’albero e rotante con esso, interessato dalle linee di flusso del campo magnetico della macchina per il tratto relativo al rotore.
Avvolgimento rotorico, avente la funzione di creare il campo magnetico che consente il funzionamento della macchina (avvolgimento induttore o di eccitazione). L’avvolgimento rotorico è costituito dalle bobine avvolte attorno ai poli, (o magneti permanenti) nei quali circola la corrente di eccitazione, avente forma d’onda continua, che crea il campo magnetico induttore di valore costante nel tempo e direzione rotante nello spazio alla velocità del rotore.
Il circuito magnetico statorico, è separato da quello rotorico da uno strato d’aria detto traferro; esso è formato da lamierini ferromagnetici a forma di corona circolare, impaccati in modo da ottenere lo sviluppo assiale voluto e che presentano, lungo la circonferenza interna, delle cave per l’alloggiamento dei conduttori dell’avvolgimento statorico.
L’avvolgimento statorico, formato da matasse con i lati posti nelle cave statoriche, diviso in tre fasi disposte con gli assi a 120°; a causa della rotazione del campo induttore l’avvolgimento statorico diventa sede di tensioni e correnti indotte (avvolgimento indotto); come sarà meglio evidenziato quando si esporrà il funzionamento della macchina, l’avvolgimento statorico crea un campo magnetico di tipo rotante trifase, per cui il regime di funzionamento della macchina è determinato dalla sovrapposizione dei due campi, rotorico.
Bye

[JJolone]

ti ringrazio per la risposta ma conosco come è fatto un generatore sincrono, non mi è chiaro ancora però, quale siano i parametri da fissare per avere una data tensione in uscita ai capi dello statore.

[JJolone]

nessun altro aiuto?

[eddy]

per variare la tensione a capi dell'alternatore devi variare il numero di giri e la tensione di alimentazione della ruota polare

[JJolone]

ipotizzando di avere un alternatore a magneti permanenti quindi mi rimane da variare la sola velocità di rotazione? e in tal caso come faccio a sapere a priori a che velocità devo pormi, per avere una determinata tensione?

[StefanoSunda]

ipotizzando di avere un alternatore a magneti permanenti quindi mi rimane da variare la sola velocità di rotazione? e in tal caso come faccio a sapere a priori a che velocità devo pormi, per avere una determinata tensione?

La velocità è vincolata alla frequenza. Per la tensione considera il funzionamento di un alternatore collegato Non a una rete prevalente a tensione costante, Ma a un carico elettrico isolato (funzionamento autonomo). Stabilito un certo valore della corrente di eccitazione che, per il momento, si suppone costante, la tensione di fase ai morsetti dell’ alternatore varia da E0 a Vf quando si ha la transizione dal funzionamento a vuoto a quello di carico, con una variazione che può assumere valori percentuali rilevanti (anche dell’ordine del 30%), in relazione all’intensità della corrente di carico, tale variazione è dovuta principalmente alla reazione d’indotto e alla dispersione del flusso, essendo trascurabile la c.d.t. ohmica.
PS) per approfondire ti consiglio un buon testo.

[ndrini]

9.2.2 Variazione della tensione
Nel caso invece della tensione, uno dei metodi di regolazione è la variazione dell’eccitazione dei generatori.
Con riferimento agli alternatori, variando il flusso magnetico di eccitazione, varia il valore efficace della tensione e la potenza reattiva generate; quindi varia anche il fattore
di potenza dell’energia immessa in rete.

fonte manuale ABB generatori eolici

[flori2]

Siccome hai i magneti permanenti non puoi pilotare l'eccitazione che è fissa. Si deduce che più il rotore gira e più alta sarà la tensione ai capi dell'alternatore.