PROVE SU UN ALTERNATORE TRIFASE

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Gastone Sarti
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1 LABORATORIO DI MACCHINE ELETTRICHE PROVE SU UN ALTERNATORE TRIFASE PROVA DI CORTO CIRCUITO

2 Contenuti scopo della prova; schema del circuito di misura; esecuzione della prova; registrazione dati di misura; elaborazione dati di misura.

3 Scopo della prova Scopo della prova è la determinazione della caratteristica di cortocircuito e delle perdite in cortocircuito.

4 Schema del circuito di misura

5 Esecuzione della prova La prova si esegue azionando la macchina mediante un adeguato motore primo. L'alternatore è trascinato da un motore a corrente continua i cui avvolgimenti di armatura e di eccitazione sono alimentati dalla rete tramite un autotrasformatore ed un raddrizzatore. Dopo aver eccitato il motore a corrente continua, si alimenta il suo circuito di armatura con tensione crescente, utilizzando il gruppo autotrasformatore-raddrizzatore, fino a quando l'alternatore raggiunge la velocità nominale. La verifica della velocità si effettua per mezzo di uno stroboscopio. Si mettono quindi in corto circuito gli avvolgimenti di armatura dell alternatore.

6 Esecuzione della prova L'avvolgimento di eccitazione dell'alternatore è alimentato da una sorgente in corrente continua regolabile. La corrente di eccitazione i f è ridotta rispetto al funzionamento normale, per evitare che la corrente di armatura assuma valori pericolosi, prossimi a quelli di corto circuito effettivo. Durante la prova devono essere simultaneamente misurate la corrente di eccitazione i f e quella di indotto I cc dell'alternatore, la tensione V m e la corrente I m di armatura del motore a c.c., mantenendo costante la velocità di rotazione del gruppo al valore nominale. Si effettuano 5 letture per valori di corrente di indotto uguali al 125%, 100%, 75%, 50%, 25% della corrente nominale.

7 Registrazione dei dati di misura Dati sperimentali V m I m i f Icc motore motore alternatore alternatore k [V] k [A] k [A] k [A] Dati di calcolo P m [kw] P cc [kw] P J [kw] P add [kw] P J 75 [kw] P cc75 [kw]

8 Elaborazione dei dati di misura La caratteristica di corto circuito si costruisce portando in ascissa la corrente di eccitazione dell'alternatore i f ed in ordinata la corrente di corto circuito I cc, a velocità nominale. La caratteristica di corto circuito risulta rettilinea in quanto, durante la prova, la macchina lavora a flusso ridotto sulla caratteristica di traferro, in assenza di saturazione. Inoltre, l'azione smagnetizzante della reazione di indotto evita la saturazione del circuito magnetico anche in condizioni di corto circuito con correnti di eccitazione maggiori.

La caratteristica di corto circuito risulta rettilinea in quanto, durante la prova, la macchina lavora a flusso ridotto sulla caratteristica di

9 Elaborazione dei dati di misura

10 Elaborazione dei dati di misura Sottraendo dalla potenza in ingresso all'avvolgimento di armatura del motore a c.c. (P m =V m I m ) le perdite a vuoto P mp0 dello stesso motore e le perdite meccaniche per attrito e ventilazione P av dell'alternatore, si ottengono le perdite in corto circuito P cc. P P P P cc m mp0 av Le perdite in corto circuito P cc sono somma delle perdite nel rame e delle perdite nel ferro. Queste ultime risultano trascurabili, essendo proporzionali al quadrato della f.e.m. indotta al traferro, anch essa piccola in quanto al macchina lavora con flusso ridotto. P P P P P cc fe, cc Cu J add

perdite in corto circuito P cc. P P P P cc m mp0 av Le perdite in corto circuito P cc sono somma delle perdite nel rame e delle perdite nel ferro.

11 Elaborazione dei dati di misura Le perdite nel rame misurate sono somma delle perdite Joule (P J = 3RI cc2 ), calcolate alla temperatura cc della prova, e delle perdite addizionali (P add ), calcolate per differenza (P add =P cc -P J ). I due contributi di perdite nel rame devono essere riportati singolarmente alla temperatura convenzionale di riferimento R e quindi sommati nuovamente per ottenere le perdite nel rame alla temperatura convenzionale. P P R J R add P P J cc cc add R cc cc R R R R Cu J add P P P

I due contributi di perdite nel rame devono essere riportati singolarmente alla temperatura convenzionale di riferimento R e quindi

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