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Generatore asincrono

Domanda:

Mi potreste spiegare il funzionamento del generatore asincrono?

Risponde admin

I generatori asincroni o a induzione generano energia elettrica quando il motore primo porta il rotore ad una velocità n, superiore a quella di sincronismon 0 ,del campo magnetico rotante di statore (c.m.r.s.), determinata dalla frequenza f della rete, cui sono collegati gli avvolgimenti aventi p coppie polari: dunque quando n>n0=f/p g/s.
Per portare il rotore ad velocità maggiore del c.m.r.s il motore primo deve sviluppare, a regime, una coppia motrice uguale alla coppia resistente dovuta al c.m.r.s, quindi erogare energia meccanica. La potenza fornita è il prodotto di questa coppia per la velocità angolare del rotore. E' questa energia meccanica, che, trasformata in elettrica secondo la legge di Faraday, è trasferita allo statore, quindi alla linea elettrica cui è collegato. Poiché il freno altro non è che la rete che lo produce, è la rete che assorbe l'energia: la macchina per la rete è dunque un generatore.
Nel circuito equivalente la resistenza che simula l'assorbimento di potenza meccanica, R2*(1-s)/s, quando n>n0 ( s=(n0-n)/n0), diventa negativa; quindi non è più un bipolo utilizzatore ma un bipolo generatore: la potenza assorbita è infatti negativa. E' questa la potenza che fluisce dal rotore allo statore per mezzo del campo magnetico, cioè la potenza prodotta dal generatore asincrono.
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Commenti e note

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di ,

Sì, funziona esattamente come il motore, il che significa che la frequenza non è costante.

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di ,

Supposta una data condizione di lavoro del generatore asincrono in isola, se aumentiamo il carico ai morsetti statorici avviene un rallentamento del rotore al quale deve fornirsi una maggiore coppia attraverso il motore primo. A transitorio esaurito il valore dello scorrimento è variato perchè devo avere una maggiore corrente statorica? Come accade da motore insomma? Ma in tal modo non cambia il punto di lavoro? Oppure le piccole variazioni di velocità sono tollerate? Grazie Ing. Martini

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di ,

Sì. A parità di tensione la corrente di magnetizzazione aumenta con il diminuire della velocità. Essendo diverse la caratteristiche di magnetizzazione a vuoto, il punto di funzionamento non può essere alla stessa tensione a due velocità diverse se la capacità è la stessa. Al di sotto di una certa velocità poi viene a mancare l'autoeecitazione

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di ,

Relativamente al generatore asincrono in isola, il punto di lavoro intersezione retta capacità e curva di magnetizzazione è vincolato ad una precisa velocità di rotazione (amettono gli scostamenti tipici dello scorrimento )? Se vario velocita quel condensatore non va più bene? Grazie Ing. Martini

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di ,

La tensione prodotta è, in valore e frequenza, proporzionale alla velocità di rotazione

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di ,

Relativamente al generatore asincrono mi è capitato di trovare informazioni su internet che impongono una velocità n>no anche quando il generatore non è collegato alla rete elettrica, ma non sarà sempre in generazione qualunque sia la velocità di rotazione rotorica? Al limite cambia la frequenza delle tensioni indotte negli avvolgimenti statoricie e con questo il modulo. Cioè se ho un motore con 2 coppie polari la sua velocità di sincronismo sarà di 1500 giri/minuto ma come generatore fuori rete elettrica nessuno mi vieta di farlo girare a 800 giri/minuto. Forse ne consegue una tensione indotta ridotta, in effetti non sono riuscito a farlo generare (un monofase) anche mettendo il condensatore in parallelo tra fase e neutro avendo prima magnetizzato il circuito etc.... Help all'ing. Martini

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di ,

Windwalker,
è qella della rete cui il generatore è collegato in parallelo. Se è in isola dipende invece dalla velocità del motore primo.

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di Windwalker,

Gentile Ingegnere, nel ringraziarla moltissimo per il suo prezioso aiuto, le vorrei chiedere qual'è la frequenza della f.e.m. prodotta da un generatore asincrono. Dipende dalla velocità del rotore o è impressa dalla rete a cui il generatore è collegato? Grazie.

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di ,

1)Non è un metodo per far partire gli alternatori. L'energia meccanica delle turbine è trasformata in elettrica dagli alternatori
2)Solo sincroni

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di STE,

Salve sig. Zeno Martini, mi complimento anche io per il suo sito e la sua passione.
Volevo porle anche io alcune domande.
1)Sapevo che per avviare un alternatore si sfruttava l'energia meccanica di una turbina: come mai non è stato menzionato questo metodo tra i vari elencati all'inizio?
2)Nelle centrali di produzione italiane sono presenti esclusivamente alternatori sincroni o si posssono pure utilizzare generatori asincroni?

Grazie mille! Arrivederci

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di Ispas Calin-Ionut,

Grazie per la Sua risposta tempestiva!Mi interessa proprio per vendere alla rete l'energia prodotta.Grazie ancora !

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di ,

Ti ringrazio per il tuo apprezzamento del nostro lavoro, ma ti inviterei a porre tali questioni nel nostro forum, dove può essere visto da più esoerti ed è probabile ottenere le risposte.
1)Intanto ti dico subito che non ho esperienza di impianti eolici, comunque le tarature mi sembrano possano andare bene.
2)Se va oltre una velocità massima lo scorrimento diventa troppo elevato, quindi anche la corrente e c'è il rischio di bruciatura.
3)Per il calcolo della potenza ad un dato numero di giri in modo esatto occorre ricavare il circuito equivalente. Grosso modo la si può ritenere proporzionale allo scorrimento, quindi nel caso specifico a 1015 rpm si otterrà una potenza poco circa la metà di quella nominale.
4)La macchina è trifase. Quindi I=P(cosfì*rendimento*U*1,73). !5 A sono però pochi se il motore è di 22 kW, che a 400 V assorbe una corrente di 40 A.
Le perdite in linea diminuiscono con una tensione maggiore. Bisogna però vedere cosa devi alimentare

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di Ispas Calin-Ionut,

Prima di tutto vorrei ringraziarLa per il Suo lavoro volontario.Non sono una persona che ha fatto tanti studi in questo dominio,e voglio dirLe che il Suo ElectroPortal ècome un abecedario per me.
Vorrei costruire un generatore eolico,collegato alla rete,e come generatore penso ad un M.A.T.di 22 kw,6 poli,975 rpm,400V/690V,50 Hz,15,5 A ad 400VA,rendimento 88%,cosfi 0,83,coppia nominale 215 Nm,rapporto coppia massima/coppia nominale 2,2 isolamento classe F,autoventilazione (IC411)
Vorrei chiederle:
1)Sono giuste le velocità da impostare al relà tachimetrico (?)per collegare la macchina alla rete a 1001 rot/min e scollegarla a 1026 rot/min (quando eroga oltre la potenza nominale)?
2)Cosa succede se la macchina funzionante da generatore supera i 1025 rot/min,(per quanto tempo potrebbe?)o,addirittura il limite di potenza massima erogabile?(si brucia?)
3)Come posso sapere ,per esempio,la potenza elettrica erogabile dalla macchina a 1015 rot/min?
4)Intensità sarebbe potenza divisa alla tensione.Nella tabella della ditta produttrice scrive-potenza motore 22 kw,ed intensità 15,5 a 400 V.L'intensità non è troppo piccola ?
5)Visto il fatto che la macchina è targata 400V/690V,a 50 Hz,avendo la possibilità di scegliere la tensione della rete (dove installare il generatore eolico)-meglio scegliere 690V,trattandosi della stessa potenza,intensità più bassa(per avere più basse le perdite sui cavi)e collegamento a stella?
Voglio ancora ringraziarLa per il Suo lavoro.E' davvero utile!

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di ,

La coppia, C, dipende dalla potenza elettrica attiva, P, erogata alla rete dal generatore:
C=P/(r*w)
dove r è il rendimento della macchina e w la velocitàangolare effettiva del rotore, superiore a quella di sincronismo imposta dalla rete cui il generatore è collegato.

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di Alf,

Mi scusi, come si fa calcolare la coppia necessaria per far funzionare un motore da generatore?

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di ,

La caratteristica meccanica di un asincrono è praticamente simmetrica rispetto alla velocità di sincronismo. Quindi lo scorrimento a cui nel funzionamento da generatore genera una data potenza è in valore assoluto uguale a quello a cui eroga la stessa potenza come motore. Se 1 kW è la potenza del motore nominale ad uno scorrimento del 4%, cioè a 960 rpm, la stessa potenza si ottiene, grossomodo ovviamente, a 1040 rpm nel funzionamento come generatore.

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di Stefano Bertolone,

Mi scusi se chiedo ancora Prof. ma ipotizzando di avere un motore asincrono 6 poli da 1 kw e 1000 giri, per avere una potenza come generatore di circa 80% cioè 800 W, a quanti giri ottengo questa potenza 1800? Mi scusi ma è per dimensionare precisamente i giri e la portata della mia turbina idroelettrica autocostruita.

Grazie ancora.

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di ,

Se collegato alla rete di 50 Hz deve essere portato ad una velocità maggiore del sincronismo che per un 6 poli è 1000 rpm. Se in isola con batteria di condensatori può produrre energia ma ad una frequenza inferiore ai 50 Hz.

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di Stefano Bertolone,

Io ho costruito una turbina idroelettrica che a regime dovrebbe effettuare 990 giri/min e vorrei attaccarla direttamente ad un generatore asincrono a 6 poli di circa 800-1000 giri. Ora così configurata può produrre energia o devo usare un moltiplicatore? Il motore asincrono produce esclusivamente quando il numero di giri è superiore a 800-1000 giri in questo caso specifico?

Grazie

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