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Macchine sincrone: coppia e angolo di carico

Trasformatori, macchine rotanti ed azionamenti

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[1] Macchine sincrone: coppia e angolo di carico

Messaggioda Foto UtenteFraD » 9 feb 2020, 14:08

Salve, ho bisogno di aiuto riguardo le macchine sincrone.
Viene detto che le sincrone è opportuno che lavorino con un angolo di carico inferiore a 90° altrimenti anche un piccolo aumento della coppia trasmessa dalla turbina al rotore comporterebbe la perdita di passo, in quanto la coppia elettromagnetica non sarebbe in grado di equilibrare la coppia motrice.
perché inoltre è richiesto un funzionamento esclusivamente tra 0 e π/2 dell'angolo di carico, ed è inadeguato un funzionamento tra π/2 e π?
Ho sentito parlare di stabilità di funzionamento: a una perturbazione in rete, con conseguente modifica dell'angolo di carico, il generatore sincrono si riporta al vecchio punto di funzionamento solo nel caso ci si trovi tra 0 e π/2.
Qualcuno sa dirmi il perché?
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[2] Re: Macchine sincrone: coppia e angolo di carico

Messaggioda Foto UtenteFraD » 9 feb 2020, 17:31

Riformulo la domanda in modo più corretto.
Nell'espressione della coppia elettromagnetica della macchina sincrona in funzione dell'angolo di carico, sono considerati punti di funzionamento stabile quelli con un angolo di carico compreso tra -π/2 e +π/2. Perché sono stabili , e gli altri instabili?
Stabile sta a significare che a seguito di una perturbazione dall'esterno non voluta, che quindi comporta una variazione del punto di lavoro, il sistema si riporta da solo al precedente punto di lavoro?
Scusate la confusione delle domande, e grazie in anticipo
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[3] Re: Macchine sincrone: coppia e angolo di carico

Messaggioda Foto UtenteSandroCalligaro » 9 feb 2020, 23:39

Nel tuo caso, nel range instabile, una piccola variazione porterebbe la macchina a perdere il passo, quindi ad una variazione molto grande, che in realtà non fa ritrovare l'equilibrio in un altro punto di lavoro.

La distinzione è legata al fatto che da 0 a 90 gradi (o meglio, da - 90 a +90) la coppia cresce, all'aumentare dello sfasamento. Quindi, se il rotore rallenta, la coppia aumenta e tende ad accelerarlo, e viceversa.
Nel range complementare, succede il contrario. Se si dovesse trovare un equilibrio, sarebbe instabile: anche una piccola variazione della coppia non verrebbe compensata, ma bensì amplificata.

Il concetto di base è lo stesso dei sistemi retroazionati. Il feedback negativo tende a stabilizzare il punto di lavoro.
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[4] Re: Macchine sincrone: coppia e angolo di carico

Messaggioda Foto UtenteFraD » 10 feb 2020, 2:31

Grazie Sandro Calligaro. C'è però qualcosa che mi sfugge ancora.
Supponendo un funzionamento da generatore (angolo tra 0 e 90°) :
se il rotore rallenta, l'angolo di carico aumenta; se l'angolo di carico aumenta, la coppia elettromagnetica cresce. Essendo un funzionamento da generatore, la coppia elettromagnetica è una coppia resistente, frenante; il rotore, che era rallentato, si trova sottoposto adesso a una coppia resistente maggiore...quindi il fenomeno si amplifica.
Questo ragionamento non porta alla conclusione esatta, ma non capisco cosa ci sia di sbagliato
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[5] Re: Macchine sincrone: coppia e angolo di carico

Messaggioda Foto UtenteSandroCalligaro » 10 feb 2020, 8:27

Credo che si debba definire meglio l'angolo, perché altrimenti il segno non ha significato. :-)

Confesso che non sono abituato a parlare di "angolo di carico", perché ho a che fare con macchine sincroni controllate in vettoriale. In quel caso, si controlla la corrente in ampiezza e fase.
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