Macchina sincrona

[EdmondDantes]

Dalle diverse fonti che ho letto, ma anche discutendo con altri, ho sempre incontrato il termine angolo di coppia (chiamato cosi' poiché da esso dipende la potenza attiva e dunque lo scambio di coppia).
Ho controllato adesso, ed effettivamente sono utilizzati come sinonimi. Comunque, secondo me, angolo di coppia aiuta a ricordare anche la natura meccanica dell'angolo (quando il rotore accelera, la f.e.m., come si suol dire, anticipa se stessa).
Trovi anche un articolo di admin a tal proposito (anche lui lo chiama angolo di carico).
Emergenza rientrata...

[Coulomb]

se il rotore dovesse accelerare restando all'interno della zona di stabilità il sistema trova un nuovo equilibrio (con angolo di carico maggiore rispetto alla condizione precedente ) con potenza elettrica erogata in rete maggiore (angolo di carico < 90 gradi) ovviamente durante questo transitorio il regolatore di frequenza dovrà diminuire l'iniezione d'acqua o di vapore per le turbine o di combustibile per i motori termici. Se ciò non si verificasse il generatore entra nella zona di instabilità e va in fuga corretto?

Forse non ho capito bene la domanda, perché non riesco a spiegarmi come possa prendere carico un generatore. Semplificando il funzionamento, quando il generatore entra in parallelo con la rete si apre la valvola di carico della macchina per iniziare a produrre potenza attiva.
Il rotore accelera e si sposta nella nuova condizione di funzionamento che dipende dalla potenza motrice imposta precedentemente regolando il carico e non capisco perché il regolatore della macchina dovrebbe richiude la valvola perché la macchina va in fuga.
Il resto della rete compensa la variazione di potenza per. mantenere la frequenza costante.

[Francescocani]

Riformulo meglio la domanda facendo riferimento al diagramma postato da edmunddantes : partendo dal presupposto che la coppia elettromagnetica dipende dal carico resistivo (l'angolo fi tra V ed I dipende dal carico) e che la corrente statorica I è perpendicolare alla reattanza(se trascuriamo la resistenza di dispersione) , abbiamo , dalla curva di potenza ATTIVA in funzione di delta ,che la potenza massima è in corrispondenza di delta = pigreco / 2. La corrente che circola nello statore dipende da delta in quanto deve essere perpendicolare a jxi (segmento rosso )e jxi deve congiungere V ed E0 ( caduta di tensione dovuta alla reattanza di reazione e dispersione) . Assumendo delta = pigreco / 2 la corrente non sarà mai parallela a V (tensione a carico) . Il punto è questo : a me verrebbe da pensare che la massima P Attiva e quindi la max coppia resistente venga trasmessa quando il carico è resistivo , e quindi quando la corrente è in fase con V , ma in quest'altra situazione delta è più piccolo di pigreco/2.

[EcoTan]

la potenza massima è in corrispondenza di delta = pigreco / 2

Se teniamo costante V su carico resistivo, deve variare E cioè l'eccitazione.

[EdmondDantes]

Più tardi proverò a scrivere due righe.
Intanto però segnalo che:
Una corrente non può essere in quadratura con una reattanza;
Non bisogna raggiungere Pmax in quanto è il limite di stabilità statica della macchina;
Altre terminologie inappropriate;
Varie ed eventuali.

Non ragionare con quel diagramma: disegna un nuovo diagramma con I e V in fase. Avrai un nuovo diagramma P-delta con Px maggiore (cos fi= 1).
Cioè quel diagramna vale per il cos fi assegnato...

Alimentare una macchina sincrona con carico resistivo non è una buona cosa: la reazione d'armatura porterebbe ad una smagnetizzazione e alla perdita del passo (è necessario agire sul motore primo).

[Francescocani]

Il fatto che valga per cos fi assegnato non mi torna , cosi come il fatto che I non sia perpendicolare a jxi . Mi spiego : jxi è la fem di reazione rappresentabile appunto come una caduta di tensione su una reattanza di conseguenza sarà sfasata di 90 eletrrici da I.
Quindi se delta varia varierà anche jxi essendo la differenza vettoriale tra E0 e V e quindi varierà anche fi (com'è giusto che siasiccomese varia delta sta variando il carico).

[Francescocani]

Riproponendo nella forma più sintetica che mi viene in mente : la p Attiva si può esprimere attraverso il sen delta o attraverso il cos fi , perché quando delta = pigreco /2 (=p attiva max) il fi non è zero allora. ?

[EdmondDantes]

Eventuali altre domande dovranno essere riportate con disegni e formule in LaTeX, altrimenti non risponderò.
Riporto qui il diagramma che ho precedentemente disegnato:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

cosi come il fatto che I non sia perpendicolare a jxi

Tu hai scritto questo:

che la corrente statorica I è perpendicolare alla reattanza

e io ho risposto cosi':

Una corrente non può essere in quadratura con una reattanza;

Sfido chiunque a dire il contrario.

jxi è la fem di reazione rappresentabile appunto come una caduta di tensione su una reattanza di conseguenza sarà sfasata di 90 eletrrici da I.

Sbagliato.
e' una f.c.e.m, vista come una c.d.t. Considerare una f.e.m. come una c.d.t. e' una forzatura. Un errore, anzi.
Questa c.d.t. e' dovuta alla azione combinata delle tre fasi, infatti stiamo facendo diverse valutazioni sul modello monofase di una macchina trifase. Ricordo, inoltre, che la reattanza Xs non e' un parametro di fase.

Quindi se delta varia varierà anche jxi essendo la differenza vettoriale tra E0 e V e quindi varierà anche fi

Ti faccio notare che stiamo parlando di una f.e.m. a vuoto (E0) che in realtà non esiste più, dato che la macchina sta erogando potenza. Ripeto con diverse parole: nell'istante in cui chiudiamo i morsetti della macchina su un carico, la f.e.m. vuoto non esiste più.

Adesso veniamo al tuo dubbio. Devi iniziare da questo diagramma fasoriale:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

E da quello costruisci la curva P-delta sulla quale studi la stabilita' statica (cioè' sistema affetto da piccole perturbazioni con graduali variazioni della condizione di funzionamento - i punti P-delta sono tutti punti a regime statico).
Inoltre, la Xs e' bassa, quasi trascurabile, quindi sara' piccola anche la relativa c.d.t.
Bisogna ragionare in termini di variazioni di potenza immessa dal motore primo.

[Francescocani]

In primis mi scuso per la mancanza di immagini , ma sono nuovo del forum e devo ancora imparare come si utilizza. In ogni caso EdmondDantes, l'ultimo diagramma che hai pubblicato è proprio quello che intendevo . Tuttavia non riesco ancora a trovare il motivo della frase

Bisogna ragionare in termini di variazioni di potenza immessa dal motore primo.

Il grafico in funzione di delta si riferisce infatti alla P attiva EROGATA dalla macchina giusto ? La p attiva prodotta dalla macchina dovrà però essere assorbita dal carico , di conseguenza un ragionamento de genere non mi risolve il problema in quanto la P attiva assorbita dal carico SOLO RESISTIVO continua a essere , nel mio dubbio , diversa dalla p attiva massima erogabile.
Nella foto allegata si vede la doppia rappresentazione della P Attiva con sen delta e cos fi.

In ogni caso ancora non capisco come , quando I è in fase con V ovvero il carico è solo resistivo , la pattiva erogata è diversa da quella massima (siccome delta è diverso da pigreco/2 come si vede dal diagramma di edmonddantes)

[EdmondDantes]

Intanto ci siamo con la inesattezze che hai scritto in uno dei precedenti post?

Torniamo al tuo dubbio e vediamo se riesco a spiegartelo in questo modo.
Il circuito equivalente del sistema e' il seguente:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

La macchina e' collegata alle sbarre a potenza prevalente (in questo momento ci interessa solo che V sia costante quindi non varierà in modulo e fase).
Cosa succede se la macchina lavora a ? (sappiamo che la macchina non deve lavorare in quella zona, in quanto non ha più' margine di stabilita' statica, ma vogliamo vedere cosa accade alla fase della corrente rispetto alla tensione V).
Poiche' l'angolo di coppia (o di carico se sei abituato a chiamarlo cosi') vale , allora la f.e.m. della macchina sara' in anticipo di 90 gradi rispetto alla tensione V.

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Che cosa rappresenta la distanza (in termina fasoriali) tra E0 e V? Proprio la c.d.t. su Xs

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

La c.d.t. su Xs deve essere in quadratura rispetto alla corrente di armatura, giusto?

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

cioè la corrente sarà in anticipo di un angolo fi rispetto alla tensione V.

Tu stai applicando un ragionamento di tipo "passivo" su un circuito di tipo "attivo" e con alcune ipotesi molto forti (anche se abbastanza riscontrabili nella realtà: sbarre a potenza prevalente, trascuriamo Ra, piccole perturbazioni e cosi' via).
Spero di essere stato chiaro.
Il punto fondamentale e' che la tua macchina e' collegata ad una rete a potenza prevalente; in parole povere devi fornire la potenza attiva P richiesta, il resto sono fatti tuoi...
E come già detto, almeno 4 volte, la curva P-delta rappresenta l'insieme dei punti di funzionamento della macchina: a regime non ha altri punti se non quelli rappresentati dalla curva (e devi considerare angoli inferiori a 90 gradi, visto che a regime non puoi lavorare sul tratto a derivata negativa).