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Coclea idraulica

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  • si era detto " se volessimo fare sbizzarrire la fantasia"
    probabilmente una trentina di anni fa era più economico fare un motore con rotore avvolto che non un inverter digrossa potenza.
    domanda: "se i generatori a magneti permanenti non la ritieni la soluzione giusta per cosa propenderesti? forse per un asincrono autoeccitato tramite condensatori? io non saprei come fare per calcolare la capacità necessaria per avere la tensione giusta, e se poi va in fuga cosa succede? c'è mica pericolo di una qualche sovratensione o qualche fenomeno di risonanza?"

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    • Ciao Carrara,

      tu hai detto io ho fatto!! al tempo ho investito molte ore di ricerca, studio, incontri ecc. con i vari produttori, costruttori ecc. quindi basta che tu chieda e per quello che ho verificato ti rispondo più che volentieri!

      Concordo pienamente con la tua frase "probabilmente una trentina di anni...." anzi era così, era più semplice fare macchine con rotori avvolti anche complessi piuttosto che fare un grosso inverter, diciamo che inverter in bassa tensione da MW sono cominciati verso il 2000 ad essere abbordabili altrimenti si stava in media con potenze minime di alcuni MW e costi molto alti.

      Il generatore a magneti permanenti è sempre stato per me un oggetto particolare ma costoso, i motori\generatori li paghi in base alla coppia che hanno (ovvio che su piccole potenze alcuni particolari costruttivi sposano percentualmente molto il prezzo... ma prendila come regola generale). Il generatore a magneti permanenti è nato per togliere il riduttore, quindi abbassare le perdite di conversione e ridurre la manutenzione, che visto così è un'ottima cosa ... infatti nelle applicazioni giuste fa una bella differenza.
      Andiamo ora a considerare un coclea ... piccola 55 kW, a 27 giri (velocità nominale) ha una coppia di circa 19.500 Nm ...bene se io vado a vedere un equivalente motore a 1000 giri\min e trovo 2MW quindi un motore molto grosso e costoso.
      Al tempo, ma anche ad oggi, il costo del generatore a Nm.... è superiore all'accoppiata moltiplicatore più generatore asincrono, ovvio che i rendimenti sono maggiori anche del 3-4% reale ... ma il costo di partenza è maggiore a volte di poco a volte di tanto a seconda della taglia e se hanno già realizzato macchine del genere o meno. (minimo un 10-20% in più ....)
      Qualcuno dirà che poi questa differenza si paga con il rendimento maggiore, con la mancata manutenzione del riduttore ecc. ..... si vero, ma ad oggi andiamo a vedere chi sarebbe disposto a pagare di più? Qualcuno lo ha realizzato ma su macchine piccole ... qualcuno l'ha pubblicizzato ma alla fine ad oggi il gioco non vale la candela.

      Qualche altro ha pensato bene di mettere moltiplicatore e generatore a magneti permanenti ... generatore che gira alto 1500-1800-2000 giri minuto, ovvio che viene a costare poco ma che succede in caso di fuga della macchina? i denti dei riduttori non sono felici di girare ad alta velocità .... senza considerare che bisogna preventivare un sistema di gestione della tensione ai capi del generatore in fuga senza carico!

      Mi chiedi cosa consiglio ... il semplice caro vecchio asincrono. Se lo colleghi all'inverter non hai bisogno di condensatori per eccitarlo in quanto devi essere connesso alla rete per far partire l'AFE e poi l'inverter provvede a generare la corrente magnetizzante per vincolare il rotore allo statore e far giare la macchina. Anche con gli inverter più semplici ti puoi permettere il controllo senza sensori mantenendo comunque una risposta della velocità molto maggiore di quella permessa dal circuito idraulico.
      In caso di fuga di un asincrono non succede nulla, l'inverter viene sganciato e se anche il generatore ha una piccola sovratensione dovuta alla magnetizzazione residua non succede nulla, i dV\dt (i picchi di tensione generati dall'inverter) sono molto maggiori di questa eventuale sovratensione. Ovvio che bisogna prevedere un freno meccanico per il riduttore ... ma dal punto di vista generatore, potresti lasciarlo andare in fuga ...berti un caffè e con calma chiudere la paratoia macchina! Ho visto generatori da 250 kW andare in fuga a piena potenza ... gli spruzzi della coclea erano qualcosa di fantastico ... duravano qualche secondo in quanto il freno sul riduttore entrava dolcemente ma dal punto di vista generatore nessun problema.

      Ciao Mat

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      • ciao Mat io non ho nessuna esperienza in fatto di inverter e nel caso specifico chiedevo come avresti eccitato l'asincrono senza rete, non tenevo conto del possibile impiego dell'inverter e quindi consideravo l'ipotesi di un asincrono in fuga con i condensatori ancora attaccati.
        la cosa non è impossibile, è possibile e spesso accade che qualche terna di condensatori rimanga attaccata perchè il teleruttore è rimasto incollato e ho sentito di qualche generatore asincrono che è bruciato per questo.
        certo l'inserimento dell'inverter elimina questo problema.
        a questo punto approfitto vergognosamente e cerco di scroccare un'informazione aggratis.
        quanto può costare un inverter da 55 kw visto che ho proprio un generatore di questa taglia che dovrei far marciare a 42 hz?
        non serve un preventivo, solo un ordine di grandezza giusto per togliermi la curiosità.

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        • Ciao Carrara,

          prima di tutto sarebbe da capire se i 42 Hz sono fissi o meno, nel senso che se hai variazioni di velocita` un inverter ti aiuta se invece hai solo una modifica di giri fissa ti consiglio una cinghia dentata 2 pulegge.
          Vero che con l`inverter hai un avviamento dolce, un minor stress meccanico un rifasamento ottimale in tutte le situazioni, una eventuale riduzione di potenza al variare della frequenza di rete al posto dello stacco ... ma per fare lavorare il motore ad una velocita' fissa l`impiengo dell`inverter e` un pochino sprecato.
          Ora il prezzo dipende tutto da cosa vuoi, nel senso che un inverter (inverter+Afe e relativi componenti) sciolto ha un costo, messo in quadro ha un altro costo. Ovviamente se messo in quadro nel modo corretto non hai problemi, in caso contrario potresti aver problemi di disturbi, sembrano sciocchezze ma ho visto anche grandi ditte darlo per scontato e poi rendersi conto che il posizionamento deve essere fatto in modo corretto.
          Dimmi tu

          Mat

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          • la discussione si fa via via più interessante, l'inverter di cui peraltro non ho ancora idea del costo (puo darsi che costi addoirittura più di un motore a 10 poli di uguale potenza) non è detto che sia peggiore della cinghia denmtata, ovviamente dipende da tutto il contesto.
            il caso pratico è il seguente.
            c'è una centralina con una turbina progettata per quuando la rete era a 42 hz ed azionava un generatore a 8 poli (all'epoca 630 giri) adesso il motore asincrono a 8 poli farebbe 750 + 5% di scorrimento = 787 giri che cominciano ad essere un po' lontanini dalla velocità ottimale. una soluzione è quella di mettere un motora 10 poli( 600 + 5% = 630 giri) che sarebbe adattissimo.
            oppure una coppia di pulegge o un inverter.
            la coppia di pulegge non è proprio indolore, richiede come minimo la modifica del castello del generatore, il coretto allineamento della cinghia (non sarebbe un grosso problema) c'è un grave problema di rumorosità, c'è comunque un maggior problema di pericolosità, perdono un po' di rendimento anche se giurano che fanno il 98-99%, durante la fuga del motore in caso di sgancio della rete c'è pericolo di distacco della cinghia, c'è pericolo di rottura della cinghia se non è ben tensionata etc.
            penso che propenderò per il generatore lento poi ti farò sapere il risultato.
            e poi c'è il problema del rifasamento, i genertatori a 8 poli hanno un cosfì paurosamente basso. e il 10 poli ancora peggio.
            visto che sei così addentro ai problemi dei generatori ti proporrò un problema che ancora non sono riuscito a risolvere bene bene.
            ciao

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            • Ciao Carrara,

              ora la situazione mi è più chiara ... quindi ti sconsiglio l'inverter!! (pur essendo quello che da 12 anni spinge per l'uso dell'inverter!!) perchè semplicemente il costo sarebbe superiore ad un generatore 10 poli senza contare che lo useresti in minima parte.
              Concordo sui problemi delle cinghie tipo usura e stacco rete, vero anche però che le moderne poli V hanno ottimi rendimenti e sono molto affidabili se correttamente dimensionate.
              Per quanto riguarda il rifasamento ti posso dire che se acquistato dalle ditte giuste e con la dovuta manutenzione .... non vedo problemi. Ci sono impianti funiviari che funzionano da anni con rifasamenti buoni.
              Quindi secondo me per la tua centralina la soluzione migliore è un buon 10 poli con un banco di rifasamento fatto come si deve, diventa un carro armato che non si ferma mai. Minor costo, miglior compromesso!

              Mat.

              P.S. io ho sempre scritto su questo forum perchè penso che condividere le proprie esperienza possa essere d'aiuto agli altri, poi ovviamente c'è gente che non la pensa così ...

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              • Originariamente inviato da illo41100 Visualizza il messaggio
                Wil dallo spaccato del turbina pero' sembrerebbe biregolante....
                Ciao Illo
                noto solo ora la tua osservazione.
                Per avere la certezza di quanto affermato sono andato a rileggermi la offerta che la Cargo & Kraft ci fece parecchi anni or sono.
                La regolazione automatica avviene soltanto sull'elica con l'orientamento delle pale mediante l'attuatore agente attraverso l'albero cavo.
                Leggendo fra le righe, pare che la regolazione del distributore (direttrici) avvenga con un dispositivo semifisso, presumibilmente a cadenza stagionale.
                Non avendo dato seguito alla offerta, dispongo soltanto del disegno che ho allegato, ovviamente a scala maggiore ma formato jpg e quindi non sono nelle condizioni di entrare negli aspetti di dettaglio.
                Ultima modifica di Wilmorel; 04-03-2016, 14:20. Motivo: corretta sintassi

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                • vorrei avviare una discussione sui generatori asincroni che spesso vengono usati nel piccolo idroelettrico.
                  premesso che non sono un ing. elettrotecnico o elettrico come si dice oggi, ma soltanto un chimico, vorrei sapere, da chi me lo sa dire, cosa succederebbe ad un generatore asincrono, collegato a stella, se invece di collegare i condensatori di rifasamento in parallelo al motore asincrono (sui cavi di collegamento alla rete) si collegassero in serie al motore (aprendo il centro stella e collegando lì i condensatori).

                  per il poco che ne capisco, ragionandoci un po' sopra sono arrivato alle conclusioni che esporrò immaginando diverse situazioni e possibili comportamenti della macchina.
                  chiedo aiuto e correzione a chi me li può dare.
                  ragionamenti solo qualitativi, senza calcoli.


                  primo caso:
                  partenza da fermo con i condensatori inseriti (capacità complessiva pari a quella necessaria al rifasamento cosfi1 in condizioni normali)
                  risultato presunto: data la bassissima impedenza, in quanto i condensatori annullano in toto la reattanza induttiva rimane solo la resistenza ohmica (bassissima) e la macchina non si avvia neanche perchè scatta immediatamente l'interruttore magnetotermico perchè è come aver messo in corto i fili dell'avvolgimento.
                  secondo caso:
                  partenza da fermo con i condensatori inseriti , ma con una capacità molto piccola rispetto a quella necessaria al rifasamento cosfi1 in condizioni normali.
                  risultato presunto: il motore si dovrebbe avviare più o meno lentamente in funzione della "quantità" di condensatori accoppiati fino a raggiungere la velocità di regime.
                  a questo punto si possono collegare tutti i condensatori che si vuole.


                  terzo caso
                  nessun condensatore collegato, si avvia la macchina con una turbina e quando siamo ad un certo regime , abbastanza vicino al sincronismo, si collegano i condensatori necessari al rifasamento, o tutti insieme o un po' alla volta..
                  risultato presunto: niente di rilevante.


                  ci sarebbero altri casi da esaminare, ma li esaminiamo in seguito.
                  dove starebbe il vantaggio?


                  premesso che un motore normale collegato a stella ha una potenza tre volte minore di uno collegato a triangolo, potrebbe essere avvolto a stella per la tensione nominale e questo problema non sussisterebbe, il vantaggio sarebbe che la corrente erogata dal generatore sarebbe già a cosfi quasi uguale ad uno ossia circa 20 - 30 % in meno di quella di un generatore con i condensatori collegati "tradizionalmente" e quindi con minori perdite nel rame oppure capace di erogare con la stessa macchina una potenza circa 1,5 volte maggiore di prima.


                  ho detto che non sono sicuro dei miei ragionamenti e chiederei lumi.
                  grazie

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                  • produttori coclee

                    Salve ragazzi,Vi chiedo cortesemente se oltre a Ron..... And... e Spy... ci sono altri produttori di coclee da poter contattare per dei preventivi.
                    Contattatemi pure in privato se il forum vieta la pubblicazione dei nomi e se gentilmente mi date qualche consiglio in base alle vostre esperienze sulla ditta più affidabile tecnicamente .
                    Grazie e complimenti per gli argomenti espressi
                    Ultima modifica di mary76; 31-05-2016, 12:43.

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                    • Originariamente inviato da carrara_54031 Visualizza il messaggio
                      ........ la turbina dovrebbe consumare circa 400 litri/sec con 4 - 5 metri di salto
                      navigando sul forum forse ho visto che questa potrebbe essere la soluzione.
                      Vorremmo realizzare un museo dell’energia elettrica presso un sito storico, un mulino che ha dato “luce all’Italia” come scrisse il Re. C’è ancora la possibilità di sfruttare una sorgente da 400 l/s, il salto invece è stato ridotto da una diga costruita a valle, abbiamo 5 metri di carico ed 1 metro di aspirazione (da lasciare per eventi di piena a valle) pensate che con 1 o 2 PAT ci riusciamo a ricavare 10 kW che potrebbe aiutare a far vivere il museo stesso ? Ditemi di sì così vado a fare i rilievi precisi.
                      Grazie
                      Spes

                      Commenta


                      • Beh , con una PAT francamente la vedo dura...
                        Ciao,


                        -Illo41100-

                        Commenta


                        • Mi sembrava di capire che Carrara_54031 ci era riuscito.

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                          • Volevo ricordare che l'utilizzo degli inverter sugli impianti idroelettrici possono aumentare la produttività ma non possono correggere gli errori di progettazione ed installazione. Sono 20 anni che continuo a vedere i soliti errori, sono 20 anni che si pensa che basta copiare.
                            I piccoli impianti hanno delle criticità che spesso e volentieri vengono sottovalutate, per favore fate attenzione. Di energia ne abbiamo sempre più bisogno e tutti questi errori hanno portato a dire che i piccoli impianti non hanno senso, deturpano il paesaggio e basta.
                            Invece se realizzati nel modo corretto possono portare a produzioni continuative distribuite nel territorio.
                            Alla fine chi ci rimette è sempre il cliente finale che si trova con un impianto che non produce .... ma anche chi opera in modo corretto nel settore!

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                            • Ciao Mat, ci potresti dire quali sono gli errori piu' comuni in questi tipi di impianti ?
                              Ciao,


                              -Illo41100-

                              Commenta


                              • Originariamente inviato da illo41100 Visualizza il messaggio
                                Ciao Mat, ci potresti dire quali sono gli errori piu' comuni in questi tipi di impianti ?
                                Ciao Illo,

                                i principali errori che vedo sono il dimensionamento errato, diametri piccolo pensando di recuperare portata facendola girare più veloce grazie all'inverter .... come ho detto sopra l'inverter aiuta ma non fa miracoli!!
                                livello di battente (altezza acqua in ingresso coclea) errato e quindi poi per correggere si abbassa e quindi si perde di salto
                                10 cm su 2 metri equivale al 5% di potenza in meno già in partenza!!! su una pelton 10 cm su 100 metri manco li senti!!

                                Commenta


                                • Buongiorno a tutti..
                                  La coclea é nata come un semplice tubo avvolto su un asta..
                                  -Non aveva il problema della quota esatta
                                  -non aveva perdite di trafila
                                  -la deformazione elastica dell albero non é un problema
                                  Perché oggi ci si complica la vita con coclee aperte?
                                  Ovviamente esagero per spiegarmi meglio...

                                  https://www.tecnoparco-archimede.com...archimede.html

                                  Commenta


                                  • Prima di tutto la sua costruzione risulterebbe "complicata" sopratutto per grosse portate , poi anche le dimensioni sarebbero notevoli ()molto piu' ingombranti di una aperta) ed infine , nota dolente , il suo rendimento che e' gia' scarso , risulterebbe ancora piu' mediocre....
                                    Ciao,


                                    -Illo41100-

                                    Commenta



                                    • Perché oggi ci si complica la vita con coclee aperte?
                                      Ovviamente esagero per spiegarmi meglio...

                                      Ciao Wener66,

                                      ci si complica semplicemente perchè quello che pensi tu è l'opposto di quello che è la realtà! (esagero per farti capire!)
                                      Il problema della quota esatta .. la coclea inizialmente faceva salire l'acqua e non scendere, poi se salivano 2 l/s o 3 l/s ... l'importante era portarla su
                                      Nell'idroelettrico invece l'acqua viene fatta scendere e la portata ti determina la potenza ... se i livelli non sono esatti le potenze sono inferiori ed i rendimenti inferiori .. quindi più tempo ad ammortizzare l'impianto

                                      Tutto gira .. poi sta a chi costruisce "complicarsi" la vita per farlo funzionare bene!

                                      Sul discorso coclee chiuse, in america anni fa le avevano brevettare ma ora il brevetto è scaduto, il motivo che non si usano è quello detto da Illo41100

                                      Mat

                                      Commenta


                                      • https://youtube.com/shorts/ceTN-dtidqM?feature=share3
                                        Il maltempo ha colpito diversi comuni dell’Emilia Romagna. Tra i luoghi più colpiti c’è Cesena. Qui il sindaco ha parlato di situazione disastrosa:"Stiamo fa...

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                                        • Evidentemente non sono riuscito a farmi capire, pazienza.
                                          Ci riprovo.
                                          -Se hai una coclea chiusa, in cima ci metti un becco di estensione di diametro e riesci a pescare anche a quote variabili.
                                          -se hai un tubo di grosso diametro, come lo é una coclea chiusa, si piega di meno e perciò é idoneo anche per salti maggiori.
                                          -si, non é facilissimo da produrre...

                                          Commenta


                                          • Originariamente inviato da Werner66 Visualizza il messaggio
                                            Evidentemente non sono riuscito a farmi capire, pazienza.
                                            Ci riprovo.
                                            -Se hai una coclea chiusa, in cima ci metti un becco di estensione di diametro e riesci a pescare anche a quote variabili.
                                            Non ho ben capito cosa intendi con "becco variabile" magari un disegno aiuterebbe , ma la quota dell'acqua ( pelo morto superiore) la ottieni semplicemente aumentando o diminuendo i giri della coclea : Meno gira fa , meno acqua turbina , piu' giri fa , piu acqua turbina e di conseguenza aumenti o diminuisci il livello di monte.

                                            Originariamente inviato da Werner66 Visualizza il messaggio

                                            -se hai un tubo di grosso diametro, come lo é una coclea chiusa, si piega di meno e perciò é idoneo anche per salti maggiori.
                                            -si, non é facilissimo da produrre...
                                            Il discorso delle flessioni e tutto relativo ..... dipende dall'inclinazione , dal diametro della girante , non necessariamente perche' e' un tubo chiuso diminuisci le flessioni. ( a parte che il grosso delle flessioni e' sulla coclea vera e propria ed aumentando l'acqua aumenta anche il peso e non di poco ..).
                                            La produzione parabossalmente con i mezzi attuali non e' un grosso problema , il problema sono i costi di produzione: Alla fine ti costa come una Kaplan Biregolante ?
                                            Preferisco la Kaplan alla Coclea , piu' efficenza e meno ingombri !
                                            Ciao,


                                            -Illo41100-

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