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Asincrono come generatore in isola

Domanda:

Gentilissimo Ing. Martini volevo chiederle se il generatore asincrono può funzionare in isola prelevando l'energia reattiva da condensatori.

Risponde admin

Certo. L'asincrono può funzionare come generatore autonomo collegando ai suoi morsetti una batteria di condensatori che deve esser in grado di fornire alla macchina la potenza magnetizzante altrimenti fornita dalla rete. Allacciato alla rete il motore assorbe potenza reattiva induttiva, detta potenza magnetizzante. La potenza reattiva è una potenza di scambio tra macchina e rete. La rete, vista dalla macchina, è un erogatore di potenza induttiva o, ciò che è lo stesso, un assorbitore di potenza capacitiva. Se non c'è la rete occorre ripristinare questa situazione di scambio che dà luogo al campo magnetico rotante. I condensatori simulano dunque la rete in quanto assorbitori di potenza capacitiva quindi erogatori di potenza induttiva per la macchina.
La batteria di condensatori è scelta in modo da ottenere una determinata tensione a vuoto. La tensione a vuoto che si ottiene è quella che rende uguali la corrente di magnetizzazione della macchina e la corrente assorbita dai condensatori. Nel piano tensione-corrente, la caratteristica della batteria di condensatori è una retta che passa per l'origine, la cui inclinazione è inversamente proporzionale alla capacità, mentre la caratteristica della macchina ha il tipico aspetto della curva di magnetizzazione, che parte leggermente sopra l'origine per il magnetismo residuo, e diminuisce progressivamente la sua pendenza per la saturazione del ferro. La corrente di magnetizzazione richiesta, quindi la tensione desiderata e la capacità della batteria, si ha all'intersezione delle due curve. La caratteristica di magnetizzazione della macchina si ottiene facendo funzionare la macchina come motore a vuoto ad una data velocità variandone la tensione e leggendo la corrente assorbita. La figura illustra quanto detto.

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Commenti e note

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di ,

Non è che ci sia una formula empirica per la scelta del condensatore. Il condensatore serve per fornire la potenza reattiva al generatore ed al carico. La potenza reattiva per il generatore è la stessa che il motore assorbirebbe dalla rete funzionando come motore con una corrente pari a quella generata. Ad essa bisogna aggiungere la potenza reattiva di cui necessita il carico alimentato dall'asincrono in isola. Quindi la potenza reattiva del condensatore deve essere uguale a questa somma. Nota tale potenza si ricava con le note formule di Elettrotecnica la capacità del condensatore.

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di ,

vorrei conoscere la formula empirica per il calcolo dei condensatori necessari per autoalimentare un generatore asincrono monofase ( mi diletto a sperimentare in pratica) GRAZIE

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di ,

fatto ! ho aggiunto un topic Avviamento Generastore Asincrono su rete passiva ...scopriremo che nasce :)

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di ,

Poni la domanda nel forum.

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di ,

Buon sera!Sono nuovissimo del forum ma utente di lunga data del sito e faccio subito i complimenti ad Admin & Co per l'efficacia delle spiegazioni ! Allora dopo i doverosi complimenti passiamo alle cose serie ... Volevo chiederle se gentilmente può farmi delle precisazioni a riguardo dell'avviamento di un generatore asincrono 3F su una rete solo passiva. Ho letto che "il rotore deve possedere una leggera magnetizzazione perché si inneschi l'autoeccitazione" e mi son chiesto se nella pratica questo potrebbe significare : 0)chiudere i contatti delle fasi statoriche su un carico (che per semplicità è resistivo) e mantenere i contatti aperti tra il banco di condensatori 1)Caricare i 3 condensatori di opportuna capacità (immagino con una tensione continua pari a 1,42*Vn della rete in isola). 2)Portare il rotore del generatore ad una rotazione leggermente superiore a rpm 3000/(n°coppie polari) . 3)Chiudere i 3 contatti tra le fasi statoriche e i condensatori. 4)A questo punto la scarica dei condensatori sulle fasi statoriche farà circolare una (?forte?) corrente negli avvolgimenti che indurra nel rotore una campo, il quale genererà correnti rotoriche e quindi ci sarà l'interazione tra i 2 campi che porterà alla coppia resistente... e così avremo un alternatore. Giusto o salta tutto ? La ringrazio anticipatemante per il tempo dedicatomi

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di ,

Su ElectroYou ;-)

Ah, evita di scrivere tutto in maiuscolo!

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di ,

GRAZIE 1000 PROF !! DOVE INSEGNA LEI?

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di ,

Se il carico elettrico aumenta, aumenta la corrente erogata, quindi la coppia resistente.Se la coppia motrice rimane costante, il rotore deve rallentare. Se rallenta non può rimanere identica la velocità di sincronismo in quanto diminuirebbe lo scorrimento e con essa la corrente.La corrente deve invece aumentare, quindi deve diminuire la velocità di sincronismo, quindi la frequenza elettrica che da essa dipende.

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di ,

CIAO, sono nuova del forum. Ho bisogno rapidissimo di un tua spiegazione. Studio ing elettrica a bari e sono a -2 gg dall'esame di macchine elettriche..non posso chiedere al prof perchè è andato ad un convegno . Quando utilizzo un gen asincrono che alimenta un carico indipendente ,devo utiizzare la batteria di condensatori per autoeccitazione..e fin qui tutto chiaro.. Ora sul libro (crepaz) è scritto :qualora il carico elettrico aumentasse,la frequenza elettrica delle grandezze diminuisce,A PARITA' DI COPPIA DEL MOTORE PRIMO.. Mi puoi spiegare perchè? grazie O_/

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di ,

La capacità è calcolata determinando la caratteristica della macchina fatta funzionare come motore a vuoto, alimentato alla frequenza desiderata, cui corrisponde una determinata velocità. Quando funzionerà come generatore, sarà fatta girare dal motore primo alla velocità che corrisponde alla frequenza desiderata.

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di Anonimo,

Salve Ing Martini. Ho letto la discussione ed avrei una domanda riguardo al dimensionamento della batteria di condensatori per l'autoeccitazione. Dalla spiegazione fornita sembra che la capacità sia costante. La batteria di condensatori, dovrebbe fornire la potenza reattiva assorbita dalla macchina durente il funzionamento, che può essere espressa come Q = w*C*V^2,dove w e V rappresentano la pulsazione e l'ampiezza della tensione applicata ai condensatori. C, dunque,on dovrebbe essere variabile? Supponendo costante la V, ad esempio, si ha che w varia con la velocità di rotazione dell'albero, quindi C deve variare con w. O sbaglio?

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di ,

Ing.Zeno, argomento stimolante che merita sicuramente uno studio in laboratorio:analizzare un MAT attentamente, misurarne tutti i parametri ed analizzare il sistema nel suo complesso in modo da creare una corrente a vuoto da generatore perfettamente sfasata di 180 gradi rispetto a quella da motore.Se mi passate il paragone:é un po' come spegnere un SCR con la stessa differenza di potenziale che aveva ai suoi capi a vuoto.Un saluto,Orlando.

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di ,

az nessuno ha più risposto?come mai?hahaha grandi tutti cmq ,ma per generare corrente ci si riesce? halòòòòòòòòòòòò ciaoooooo

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di ,

Se il rifasamento è fisso, bisogna sapere qual è il modo in cui l'asincrono lavora, quindi la potenza erogata a regime. Ad essa corrisponde un certo fattore di potenza in base al quale si calcola la potenza reattiva dei condensatori di rifasamento per ottenere il fattore di potenza, uguale o superiore a 0.9, con la nota formula. In genere lo si rifasa per la potenza nominale cui corrisponde il cosfi nominale. Nel caso di rifasamento centralizzato la batteria di condensatori è dimensionata per il complesso dei carichi e sono inseriti automaticamente quelli che servono a mantenere il fattore di potenza al valore di taratura, sempre maggiore di 0.9 e senza sovracompensazione.

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di emiliano,

Che ragionamento porta a decidere che condensatori mettere per rifasare i motori asincroni?

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di Vito,

Vi ringrazio dei consigli. Mettendo in moto il motore del gruppo elettrogeno ho anche provato a fornire una tensione esterna d'eccitazione con una batteria auto da 12V ma niente da fare, non si riesce a farlo andare.Non da nessun sintomo di carica. Chiaramente la prova con la batteria esterna deve essere fatta lasciando collegati i tre condensatori e staccando tutto il resto dell'impianto? Riproverò ancora, grazie.

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di udos46,

consiglio pratico porta il generatore alla velocita massima che puoi ,e collega una piccola batteria ai fili di uscita per pochi secondi, basta una pila da 9 V

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di ,

Si, il rotore deve possedere una leggera magnetizzazione perché si inneschi l'autoeccitazione

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di Vito,

gentilissimo Ing. Martini, vorrei farle una domanda in merito ad una motosaldatrice che ho in riparazione.Ho rifatto riprendendo fedelmente quello che era l'originale l'avvolgimento statorico, costituito da due avvolgimenti distinti uno in bassa tensione necessario per saldare e uno in grado di fornire una tensione trifase di uscita.Il generatore in esame è del tipo asincrono ed ha collegati sulle tre uscite una batteria di condensatori da 320uF.Rimesso tutto al suo posto con tutti i collegamenti effettuati e messo in moto il motore non riesco a rilevare alcuna tensione in uscita.La mia domanda è questa:è necessaria una prima eccitazione per far funzionare questo generatore o dovrebbe andare da se?gradirei tanto degli utili consigli a riguardo.grazie.

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di ,

La tensione fornita dal generatore è, come per ogni generatore, dipendente dal carico tanto più quanto piùl'impedenza del carico è confrontabile con quella interna del generatore. In generale affinché la tensione non subisca eccessive variazioni occorre che l'impedenza interna sia molto piccola rispetto a quella del carico. Non è proprio così nel caso specifico: l'impedenza interna del generatore è circa la metà di quella del carico. In più il carico è in questo caso induttivo e smagnetizza il generatore se la capacità, come mi sembra di capire è mantenuta costante. Dovrebbe essere sicuramente aumentata del valore che serve a rifasare il motore durante il funzionamento. Quindi in parallelo al motore si mette una capacità rifasante che quando il motore non è inserito non rimane in parallelo a quella del generatore. In tal caso in effetti la capacità per il generatore diverrebbe eccessiva facendolo lavorare in zona di sarurazione con surriscaldamento del circuito magnetico.

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di Fabio,

Ecco i dati di targa del motore utilizzato come generatore: motore asincrono tre fasi, Hp 10, n'2900, A 8,85, V 380, cos phi non riportato. La batteria utilizzata è composta da tre condensatori uguali da 70 microF ciascuno collegati a triangolo. L'utilizzatore è un motore asincrono a tre fasi, 2,7 Hp, 2800 n', 4,7 A, V 380, cos phi non riportato. Per il calcolo della batteria dei condensatori ho utilizzato le formule relative al rifasamento degli impianti a tre fasi ipotizzando un cos phi del generatore pari a 0,8 e un cos phi dell'impianto pari a 1.La corrente generata è però solo sufficiente ad alimentare i condensatori e non il motore. Ridurre la capacità della batteria ha dato un esito peggiore; aumentarne la capacità provoca un surriscaldamento eccessivo del generatore senza ottenere miglioramenti. Saluti

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di ,

Caro Fabio
Come si fa a dare una risposta se non fornisci nemmeno un dato. Occorrono i dati del motore, almeno quelli di targa. Inoltre occorre avere la sua caratteristica a vuoto. Dopodiché, sapendo i condensatori impiegati ed il carico alimentato, si può pensare di ragionarci sopra.

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di Fabio,

Salve, ho messo in pratica ciò che l'Ing.Martini ha detto: la corrente prodotta dal motore elettrico, funzionante da generatore in isola con batteria di condensatori, è appena sufficiente ad alimentare i condensatori. Dove ho sbagliato? Grazie in anticipo.

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di Fabio Zancan,

L'argomento trattato in questo articolo è più unico che raro. Oltre al presente articolo ho trovato una nota su un libretto di energie alternative intitolato "Installazione di una micro-Pelton" dell' Editrice Il Rostro che riporta lo schema elettrico nel caso di generatore asincrono trifase o monofase. Nel caso di monofase cita: "...per il dimensionamento della capacità dei condensatori... si segue il calcolo per il funzionamento di un motore trifase alimentato monofase". Vorrei chiederle la correttezza di questa affermazione e se è possibile fare degli esempi numerici partendo da uno stesso motore trifase per il caso di generatore trifase e monofase. Per il generatore asincrono monofase sarebbe interessante avere una tensione d'uscita di 230 V.

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di Roberto Cecere,

La ringrazio professore, è stato chiarissimo come sempre.

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di ,

Potenza induttiva e capacitiva significano, rispettivamente, corrente in ritardo ed in anticipo di 90 gradi elettrici rispetto alla tensione. Occorre però dapprima scegliere i versi positivi di tensione e di corrente. Stabilito quello per la tensione, si assume come positivo per la corrente quello che va dal potenziale più alto a quello più basso attraverso l'utilizzatore. Questo è il punto di vista della rete che "osserva" ciò che ad essa è collegato. Se immaginiamo che sia l'utilizzatore ad "osservare" la rete come se essa fosse l'utilizzatore, mantenendo inalterato il verso positivo della tensione, il verso che esso deve considerare positivo per la corrente è opposto al precedente. Opposto, in alternata, significa in opposizione di fase ed opposizione di fase significa ribaltare (o spostare di 180 gradi) la sinusoide che rappresenta la corrente. Quindi se per la rete l'utilizzatore assorbe una corrente sfasata di 90 gradi in anticipo rispetto alla tensione, quindi gli eroga potenza capacitiva, è perciò un condensatore, per il condensatore la rete assorbe una corrente sfasata di 90 gradi in ritardo, cioè potenza induttiva.
Concludendo: la potenza capacitiva assorbita da un condensatore dalla rete è la potenza induttiva da esso erogata alla rete. Viceversa per l'induttore.

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di Roberto Cecere,

Egregio prof. Zeno Martini, in merito alla su citata spiegazione desidererei un chiarimento circa il fatto che l'erogazione di potenza induttiva per la macchina ''equivale'' all'assorbimento di una potenza capacitiva da parte della batteria di condensatori.

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