Generatore sincrono, quale eccitazione?

[iltala]

Salve a tutti.
Mi si pone il problema di dover sceglere tra 2 tipologie di eccitazione per un'alternatore di un'impianto di produzione di energia.
La macchina ha una potenza di targa di 10250 kVA, genera a 11 kV, ha una velocità di rotazione di 176 rpm e dunque è un 34 poli ed il motore primo è un motore diesel.
La scelta sarà tra un'eccitazione brushless, che prevede un generatore ausiliario calettato ed una serie di diodi rotanti che alimentano l'induttore della macchina principale, e un'eccitazione di tipo statico, con un trafo che alimenta una serie di tiristori e, attraverso un sistema di anelli e spazzole, si porta l'alimentazione al rotore del gen.
Quali i pregi ed i difetti di ognuna delle due?
I punti da esaminare sarebbero:
-efficienza (rendimento) del generatore;
-tasso di guasto e usure;
-velocità della risposta (per immettere energia in rete le regole sono molto rigide)nella regolazione di V e f;

Qualcuno conosce l'argomento?

Grazie

[fpalone]

Salve iltala,
per l'efficienza del regolatore non credo ci siano differenze apprezzabili tra le due soluzioni.
La macchina con eccitazione a diodi rotanti non ha spazzole, quindi la manutenzione è minore.
Per quanto riguarda la velocità di risposta non credo ci siano problemi a soddisfare i requisiti di connessione alla RTN anche con una macchina brushless; dal punto di vista dinamico dell'eccitazione l'unica vera differenza è che non puoi avere una tensione di ceiling negativa, quindi la macchina in caso di perdita di carico impiegherà un po' di tempo in più per diseccitarsi. Essendo una macchina piccola non dovrebbe comunque essere un problema. Più che altro fossi in te controllerei la differenza di prezzo tra le due soluzioni. Essendo una macchina lenta mi aspetto che la soluzione brushless sia più costosa, nonostante per la soluzione statica si debba tenere in conto il trasformatore di eccitazione.

[iltala]

Salve fpalone,
si, ci sono delle differenze di prezzo, in questo senso è appunto preferibile la versione statica compreso trafo.
Per ciò che riguarda l'efficienza completa della macchina vince, anche se di 1/4 di punto %, il brushless.
Non sono a conoscenza se tale miglior rendimento sia dovuto al sistema di eccitazione o all'uso di materiali (del circuito magnetico e/o del rame) migliori o, ancora, ad una migliore progettazione.
Dunque, secondo te, la qualità della risposta, per entrambi i casi è adeguata? un solo problema (marginale) lo avremmo con tempi di diseccitazione un'po' piu lunghi per il brushless?
Chiedendo ai produttori (sono naturalmente punti di vista parziali) sembrerebbe che la soluzione statica sia più adeguata per macchine grandi (> 50 MVA) e lente, la mia la definirei media e lenta.
Dunque cercavo una voce "neutra" come la vostra.
Grazie
iltala

[Sugar]

Ciao,
mi collego a questo forum per porvi una domanda: nella centrale in cui lavoro una turbina a vapore, muove un alternatore sincrono a poli salienti, dotato di un eccitazione statica che porta la c.c. su una eccitatrice rotante brushless, collegata con il circuito d'eccitazione del rotore.
Durante una fase transitoria del processo, con poco vapore, il carico dell'alternatore è sceso molto, e per evitare un blocco della turbina, ho volontariamente aperto l'interruttore di macchina, in modo da non far scendere a zero giri la turbina. La turbina è rimasta a giri (f=49.7Hz) e dopo il transitorio ho rifatto il parallelo con la rete. La cosa che mi lascia perplesso è l'eccitazione. Al momento dell'apertura dell'interruttore, la macchina è rimasta eccitata, e questo stato è durato per tutto il transitorio (circa 30min). Infatti al momento del nuovo parallelo con la rete, la spia relativa alla macchina eccitata, era ancora accesa. Secondo voi tale manovra è stata pericolosa? cosa potrebbe comportare lasciare la macchina eccitata?
Fpalone cosa ne pensi?
grazie

[eddy]

Sugar
Oltre che contro il regolamento trovo poco simpatico riproporre la stessa domanda in un altro topic per giunta molto vecchio
Chi ha avuto voglia e tempo ti ha già risposto
Al max fai un modesto solkecito nell'altro topic ma non riesumare ogni volta topic nuovi
Ciao

[Giulio86]

Ciao Ragazzi potete aiutarmi per la risoluzione del problema in allegato pdf?
Per quanto riguarda il calcolo della caduta di tensione da vuoto a carico si applica la formula:
deltaV = alfa*I2(Rcc*cosfi + Xcc*senfi)/[sqrt(3)*Vn]
Per ricavare la corrente di eccitazione alla condizione di rifasamento a cosfi = 0.95 mi calcolo le componenti della E0, rispetto a Y e ad X e faccio la risultante: E0 = sqrt(Ex^2 + Ey^2).
Da questo valore mi calcolo la corrente di eccitazione della macchina sincrona Ie = E0/En*Ia.
Dove En è dato dal rapporto tra la tensione concatenata di rete diviso sqrt(3) e la Ia rappresenta la corrente assorbita dal carico.
Per calcolare invece l'angolo di coppia delta direi di sfruttare la formula della coppia elettromeccanica che presenta al suo interno il termine sen(delta).

Come lo risolvereste?

Grazie
Giulio

[admin]

Penso intanto che il testo dovrebbe decidere se la tensione nominale del trasformatore sia da 6,6 kV, come scrive inizialmente, oppure 6 kV come nella tabella.

[Giulio86]

Consideriamo che il valore della tensione concatenata sia 6,6 kV.
Dalla teoria relativa alla macchina sincrona ho notato che è possibile, attraverso l'uso della caratteristica di magnetizzazione, ricavare la corrente di eccitazione a partire dalla tensione E0 calcolata. Per tale motivo effettuo il calcolo della Eo considerando il fattore di potenza cosfi = 0.95, entro in figura con il valore ottenuto per la E0 e ricavo dalla stessa la corrente di eccitazione. Che ne dite di questo passaggio?
Invece per il discorso relativo all'angolo di coppia credo che la strada migliore sia la rappresentazione fasoriale delle tensioni e correnti. Però su quest'ultima cosa ho delle perplessità.


Grazie


Giulio

[admin]

Devi calcolare quale potenza capacitiva il motore deve assorbire per portare il fattore di potenza globale a 0,95. Effettuato tale calcolo troverai il fattore di potenza a cui lavora il motore. Poiché ne conosci tensione di alimentazione e potenza meccanica e puoi trascurare le perdite, calcoli la corrente assorbita dal motore.Poiché sono note: la reattanza sincrona, la tensione, la corrente, lo sfasamento tra tensione e corrente, puoi ricavare la E0 effettiva, quindi la corrente di eccitazione

[Giulio86]

Per quanto invece riguarda l'angolo di coppia?