Angolo di carico macchina sincrona

[edomar]

Salve a tutti. Vorrei capire meglio perché si formi l'angolo di carico di una macchina sincrona, cioè, nel caso specifico dell'alternatore, l'angolo di sfasamento tra la forza elettromotrice indotta statorica e la tensione in uscita. Grazie !

[admin]

Possiamo paragonare l'angolo di carico alla deformazione di un corpo elastico che, come noto, esercita una forza di reazione tanto maggiore quanto maggiore è la deformazione che subisce.
Il campo magnetico rotante alla velocità imposta dalla frequenza di rete, lo si può immaginare accoppiato al rotore della macchina sincrona mediante un giunto elastico. Se si aumenta la potenza fornita con il motore primo, quindi la coppia motrice, il rotore tende a ruotare più velocemente del campo che però, lo costringe a ruotare alla sua velocità, esercitando una coppia resistente che cresce con l'allungamento del giunto elastico, cioè con l'aumento dell'angolo di carico, fino a quando diventa uguale alla coppia motrice.
Come poi succede anche nei corpi elastici, esiste un limite, che corrisponde al carico di rottura. La rottura del collegamento elastico, nel nostro caso, corrisponde alla perdita di passo.

[Candy]

admin, giusto alcuni giorni fa meditavo intimi pensieri in merito a questo angolo. Domanda da studente non studiante: la variazione di questo angolo incide sulla variazione di prametri reattivi?

Ma, mettiamola in un altro modo. Immaginiamo un generatore sincrono da mettere in parallelo con una generica rete di distribuzione di potenza molto, molto maggiore. Nel momento in cui il generatore da parallelare trova il sincronismo, si chiude l'interruttore di parallelo, si da potenza al generatore e... Quali parametri elettrici occorre analizzare a questo punto per effetuare la migliore regolazione del generatore e farlo lavorare alla sua potenza nominale? Sarebbe eventualmente anche correggibile il f.d.p. della corrente generata? Si, ok che questa dipende anche dal carico, ma che contributo da il generatore?

[edomar]

Grazie mille, davvero chiaro!

[admin]

[..] la variazione di questo angolo incide sulla variazione di prametri reattivi?

[..]Sarebbe eventualmente anche correggibile il f.d.p. della corrente generata? Si, ok che questa dipende anche dal carico, ma che contributo da il generatore?

Se controlli le formule della potenza reattiva in questo articolo, puoi vedere che con l'angolo di carico varia anche la potenza reattiva. Su quest'ultima poi si può intervenire sia in diminuzione che in aumento, agendo sulla corrente di eccitazione. Le macchine sincrone oltre che funzionare come generatori di potenza attiva (ed anche motori) possono funzionare sia come induttori che come condensatori per la rete cui sono in parallelo.

[Candy]

E mi confermi quanto la ragione mi induceva a pensare.
Ultima domanda: il funzionamento come condensatore può essere associato ad una regione di lavoro col motore primo che eroga una coppia motrice più bassa di quella utile al funzionamento come generatore e, quindi di fatto la macchina sincrona è in quella fase un motore? O viceversa?

[admin]

Può funzionare come condensatore sia quando funziona come generatore, sia quando funziona come motore.
Il primo caso corrisponde al quadrante giallo del diagramma dell'articolo linkato; il secondo caso al quadrante rosa.
(NB: il diagramma assume la convenzione di generatore e la Q erogata positiva corrisponde alla Q assorbita negativa se si assume la convenzione di utilizzatore)