Regolazione del carico, curve a " V "

Vediamo come è necessario agire affinché l'alternatore possa erogare la potenza attiva e la potenza reattiva necessarie al carico.

Per quanto riguarda la potenza attiva, è necessario provocare un anticipo d della f.e.m. E0 rispetto alla tensione d'uscita VY. A questo scopo si deve imprimere alla ruota polare induttrice uno spostamento in avanti pari a ( d/p ) rispetto all'assetto che essa ha nel funzionamento a vuoto. Ciò si realizza aumentando la coppia motrice mediante un aumento di fluido alla turbina, la temporanea accelerazione che ne deriva perdura fino a tanto che la coppia frenante generata nell'alternatore ripristina il necessario equilibrio con la maggiore coppia motrice impressa e con ciò mantiene la marcia sincrona.


Per quanto riguarda la potenza reattiva, bisogna o aumentare l'eccitazione (erogazione di potenza reattiva induttiva) o diminuirla (erogazione di potenza reattiva capacitiva):


Una efficace rappresentazione del carico erogato in funzione della eccitazione viene fornita dalle cosiddette curve a " V " o curve di Mordey:

I = f(E0) o I = f(Ie) , VY = cost. , n = cost. , P = cost.

Tali curve si possono ricavare da una costruzione grafica che si basa sul diagramma vettoriale di B. E. semplificato. Si traccia secondo la scala 1[mm] = v[V] il segmento verticale O'_O che rappresenta la VY. Quindi, a sinistra, si disegna la retta r distante da VY della quantità B*_C* [mm] che rappresenta, nella scala:

la potenza P per la quale si desidera la curva a " V ". Preso un generico punto BG sulla retta r, si ha che BG_O rappresenta nella scala delle tensioni la caduta sulla reattanza sincrona e, secondo la scala:

la corrente erogata, O'_BG rappresenta nella scala delle tensioni la f.e.m. a vuoto E0. E' poi facile individuare per il punto BG prescelto quanto valgono lo sfasamento d'uscita jG e l'angolo di carico dG corrispondenti. Di solito si tracciano le costruzioni per la tensione d'uscita e la frequenza nominali e per potenze pari a Pn , Pn / 2 , 0 [W]:


Particolarmente significativi sono i punti BW che rappresenta il punto di minima corrente erogata e di f.d.p. unitario, BLS che rappresenta il punto limite di stabilità per il quale l'angolo di carico vale 90° e si ha la minima f.e.m. a vuoto. I punti al di sotto di BLS danno luogo a funzionamento instabile. I punti al di sopra di BW corrispondono ad erogazione di corrente in ritardo sulla tensione (quindi ad erogazione di potenza reattiva induttiva) ed a regime sovreccitato, i punti al di sotto di BW corrispondono ad erogazione di corrente in anticipo sulla tensione (quindi ad erogazione di potenza reattiva capacitiva) ed a regime sottoeccitato. Si osserva come, a parità di potenza attiva erogata, un aumento dell'eccitazione (e quindi della f.e.m. a vuoto) conduca ad una diminuzione dell'angolo di carico e quindi ad un aumento del margine di stabilità dell'alternatore.

Riportando le coppie di valori (E0 , I) su di un diagramma cartesiano si ottengono le curve a " V " sotto riportate:

Se si disegnano le curve a " V "come I = f(Ie) , a causa della non linearità della caratteristica di magnetizzazione, la caratteristica per potenza erogata nulla non sarà composta di due spezzate ma sarà anch'essa curvilinea.

Macchine sincrone
Programma per la classe quinta
Home Page