Generatore sincrono trifase a magneti permanenti

[gelex911]

Salve a tutti. Il quesito di oggi è:

un generatore a 400 V 50 Hz del tipo indicato nel titolo, diciamo attorno ai 2 kVA e 8 poli, che tensione eroga mediamente a vuoto se trascinato a 750 rpm?

Non trovo riferimenti in giro e tale dato sarebbe molto d'aiuto. Secondo i miei calcoli arriverebbe a 500V, ma mi pare troppo.

Grazie in anticipo

[bomber]

che tipo di calcolo hai eseguito?

[gelex911]

Ho calcolato in modo iterativo le spire e dunque la tensione a vuoto, a cui ho sottratto le cadute sulla resisitenza e sull'induttanza nei 2 assi diretto e in quadratura.

Dico "iterativo" perché, per avere i 400V a carico ho dovuto innalzare progressivamente il numero di spire: così facendo la sezione dei fili diminuisce e dunque aumenta la resistenza di fase (e dunque più cadute) e l'induttanza di fase.

[gelex911]

Nessuno sa aiutarmi?

Qualcuno che ha libri in merito e/o che abbia già visto questi argomenti per lavoro o per hobby?

[admin]

Evidentemente no; oppure non ha tempo.

A ogni modo la tensione efficace a vuoto di un generatore sincrono trifase è data dalla formula




:coefficiente di forma dell'induzione al traferro (1,11 se sinusoidale)
:coefficiente di avvolgimento che dipende dal numero di cave per polo e per fase ()

-
-:angolo elettrico tra due cave adiacenti ( )
-: numero di coppie polari

:coefficiente di passo raccorciato (= 1 se i lati di una spira distano un semipasso polare)

:flusso magnetico polare

:conduttori attivi dell'avvolgimento ()
-,conduttori in una cava;

[gelex911]

Grazie admin, ma purtroppo non si tratta di un esercizietto, è una progettazione reale

[admin]

Ah, roba seria allora

[bettu]

Un generatore a 400 V, 50 Hz con 8 poli ha una velocità di rotazione di 750 giri, per cui a 750 giri mi viene da pensare che erogherà qualcosa che assomiglia "piuttosto" da vicino alla tensione nominale...

Ad ogni modo, considerato che:
- sei a magneti permanenti, quindi il flusso di eccitazione è costante
- la velocità di rotazione a cui vuoi far girare il generatore si suppone che la imponi tu del valore che vuoi
- il numero di poli lo conosci
- kf è pari a 1,11
- i dati costruttivi kappa-i (lo scrivo così perché si ostina a correggermelo in "chi"), kc e quelli per ricavare N potresti trovarli sul data-sheet della macchina. Di solito, questi fogli non li allegano solo per il gusto di buttare in giro della carta.
Se non ci sono, puoi mandare una mail al costruttore spiegandogli che ti servono per fare questi calcoli. Se ti va fatta bene e sono gentili, magari ti trovi la risposta già fatta.

Se il generatore è cinese e non sai a chi chiedere, questo è un motivo ulteriore per spendere qualcosa in più e prendere un generatore di marca, almeno sai a chi rivolgerti.

A questo punto:

Il flusso, essendo costante, lo puoi semplicissimamente ricavare dalla prima delle formule di admin una volta trovati tutti i coefficienti k che si ricavano dai dati costruttivi del generatore, considerando la f nominale e ricordando che V=(radice cubica di 3)*Eo

A questo punto, noto il flusso (che hai appena trovato), i vari k li hai trovati prima e sono sempre quelli, basta sostituire nella formula di Eo la frequenza 50 Hz con quella "nuova" a cui pensi di far girare il generatore (che dipende dal numero di giri all'albero e dai poli del generatore) e il problema è risolto.


Detto ciò, quello che anch'io non capisco - proprio come te - è come mai admin si ostini a voler risolvere con delle formule anche i problemi reali ..... Questo proprio continuo a non capirlo....

[gelex911]

- sei a magneti permanenti, quindi il flusso di eccitazione è costante

Questo non è completamente vero: nel funzionamento sale la temperatura interna della macchina e dunque cala il flusso fornito dai magneti, che purtroppo perdono proprietà magnetiche con la temperatura.

Se non ci sono, puoi mandare una mail al costruttore spiegandogli che ti servono per fare questi calcoli. Se ti va fatta bene e sono gentili, magari ti trovi la risposta già fatta.

Piccolo dettaglio: il costruttore sono io e non ho trovato in giro macchine simili.

Detto ciò, quello che anch'io non capisco - proprio come te - è come mai admin si ostini a voler risolvere con delle formule anche i problemi reali

Admin, non conoscendo la mia formazione, mi ha giustamente fornito "gli attrezzi del mestiere", che poi sono contenuti in tutti i testi di costruzioni elettromeccaniche.
Gli attrezzi in se non contengono la soluzione ma, se ben utilizzati (studio+esperienza) possono portare a buoni risultati.
Ad ogni modo non vedo cosa ci sia di male... piuttosto che fare come alcuni che conosco che danno più peso alle prove che alle formule e buttano via 3 prototipi prima di arrivare al dunque, penso che la via delle formule sia la migliore per cominciare.

Grazie comunque per il contributo

[bettu]

Ad ogni modo non vedo cosa ci sia di male... piuttosto che fare come alcuni che conosco che danno più peso alle prove che alle formule e buttano via 3 prototipi prima di arrivare al dunque, penso che la via delle formule sia la migliore per cominciare.

Infatti il mio era un modo ironico per dire che le formule non servono soltanto per risolvere gli esercizietti...

P.S. Ci sono magneti e magneti: il neodimio ha temperature di utilizzo piuttosto basse, ma già magneti al samario-cobalto, pur sempre pregiati, hanno una temperatura di Curie attorno agli 800°C e lavorano a 120°C senza mostrare sensibili variazioni.