Discussione: alternatori asincroni

salve a tutti ed auguri di buon natale ! leggendo le schede tecniche degli aerogeneratori FENYX ho visto che sono dotati di alternatori asincroni che si connettono alla rete senza bisogno di inverter. i miei dubbi sono: com'è possibile sincronizzare la frequenza di rete? come si evita il rischio che invece di dare energia la macchina possa invece assorbirla dalla rete (come un grosso ventilatore ) ? questa teconologia è affidabile? secondo Fenyx è piu affidabile degli inverter .... questa domanda è rivolta ai grandi elettrotecnici che ci sono in questo forum ....ma anche a chiunque ne sappia in materia .

Originariamente inviata da aless391

1) com'è possibile sincronizzare la frequenza di rete?
2)come si evita il rischio che invece di dare energia la macchina possa invece assorbirla dalla rete ?
3)questa teconologia è affidabile?

Supponiamo che si tratti di un generatore con una sola coppia polare (per semplicità). Genererà 50Hz quando ruoterà a 3000 RPM. Nel momento in cui la turbina supererà leggermente questo regime, l'alternatore verrà collegato alla rete e di conseguenza inizierà a produrre. Se il vento soffiasse più forte, l'alternatore, volendo girare più velocemente, cercherà di generare una corrente a frequenza superiore ai 50Hz. La differenza di frequenza che vorrebbe instaurarsi, richiamerà una maggiore corrente dal generatore stesso. Quanto accade è che il generatore offrirà maggior coppia alla turbina erogando maggior corrente e rimanendo allo stesso regime di rotazione, al più genererà una frequenza superiore a quella di rete di qualche punto percentuale (comunque nella norma).
La risposta alla tua seconda domanda è molto semplice: si collega l'alternatore alla rete, solo quando la sua frequenza (dovuta alla sua velocità rotazionale) è leggermente maggiore alla frequenza di rete.
Infine, credo che questa tecnologia sia più robusta di un inverter classico, anche se negli ultimi anni l'affidabilità di questi ultimi ha raggiunto davvero un ottimo livello.
Volendo andare un pò più nel dettaglio, possiamo dire che la differenza di velocità della turbina dalla partenza al cut-off è ampia e il generatore offrirebbe una coppia resistente troppo alta con il vento forte. A questo punto la turbina non girerebbe alla sua velocità nominale con conseguente crollo di prestazioni. Per evitare questo fenomeno, nei grossi impianti eolici vengono usati generatori asincroni a doppia alimentazione, nei quali il campo magnetico del rotore viene fornito dall'esterno, attraverso degli anelli rotorici, da un inverter elettronico di grossa potenza, il quale sfaserà tale campo rispetto al campo magnetico rotante di statore (generato dalla corrente di rete). In questo modo si può variare lo scorrimento anche del 30-40% a parità di velocità di rotazione ed è più agevole realizzare l'MPPT, dovendo lavorare sulla corrente di rotore che è il 5% della corrente totale della macchina. Potrebbe darsi che anche la tua turbina presenti una tecnologia del genere. In caso contrario le sue prestazioni sarebbero più basse, ma il funzionamento comunque assicurato.
Buon natale a tutti!

atomax,

dovendo lavorare sulla corrente di rotore che è il 5% della corrente totale della macchina

non darei un valore cosi' preciso. In una macchina doubly-fed, dove la frequenza di alimentazione dell'avvolgimento rotorico viene imposta dall'inverter, si puo' avere anche lo statore a media tensione ed il rotore in bassa.
Ciao
Mario

Ciao Mario e buon natale. Nel caso da te citato (che è poi quello che si vede nella stragrande maggioranza dei generatori eolici di media o grossa dimensione) è esattamente come dici tu.
Il mio caso si verifica solo quando sia gli avvolgimenti rotorici che statorici, lavorano alla stessa tensione. Per essere più precisi potremmo parlare di potenze, dicendo che quella di rotore è circa il 5% della potenza totale della macchina.
Grazie per aver precisato. Ancora buone feste a tutti.