raddrizzatore per motore sincrono trifase

[tefrait]

Buongiorno,

avrei cortesemente necessità di aiuto. Dispongo di un motore sincrono a magneti permanenti (specifiche allegate) che è messo in rotazione da una turbina a gas.

Il punto è che dovrei quantificare, attraverso inverter, l'energia elettrica prodotta. Dovendo necessariamente "raddrizzare" il tutto a monte dell'inverter e a valle del generatore non saprei proprio le specifiche del raddrizzatore da utilizzare.

Grazie 

[SandroCalligaro]

Non so se ho capito bene la situazione, intanto ti faccio un paio di domande, che penso siano utili a chiunque voglia provare a rispondere.

 

Da quello che scrivi immagino che userai un'inverter come interfaccia verso la rete (spero trifase), il cui DC bus sarà alimentato da un raddrizzatore trifase, che è quello che devi dimensionare, giusto?

 

Quale sarà la velocità di funzionamento? E' variabile?

Quale sarà l'effettiva potenza meccanica in ingresso?

 

L'inverter verso la rete di che tipo è? Avrà anche un DC-DC in ingresso, o entrerai direttamente sul DC bus?

 

Avete considerato anche la possibilità di utilizzare un inverter, da far funzionare "raddrizzatore" controllato?

 

[Livio Orsini]

A parte la necessità di conoscere i dati richiesti da Sandro Calligaro, in prima approssimazione ti servono diodi che reggano una corrente maggiore di 100A continui e 1500V di tensione inversa.

[tefrait]

Intanto grazie a voi per aver risposto.

Per il Sig.Livio: come raddrizzatore ho pensato di utilizzae il seguente SQL50-100A Bridge rectifier (scheda allegata)

Per il Sig. Sandro: la velocità sarà variabile.La necessità è quella di avere linea monofase in uscita dall'inverter. Per quanto riguarda l'utilizzo di un inverter da far funzionare "raddrizzatore" controllato, non ti nascondo che il concetto mi è assolutamente nuovo, quindi, accetto volentieri chiarimenti in merito.

Grazie

 

[SandroCalligaro]

Immagina semplicemente di avere un inverter che controlla un motore, e di dare come riferimento una certa velocità.

Se all'albero motore c'è una coppia che tenderebbe ad accelerare oltre quella velocità (generata dalla turbina, nel tuo caso), il controllo dell'inverter farà in modo che il motore generi una coppia contraria, tale da mantenere la velocità al valore di riferimento.

 

In questo caso l'inverter trasferirà potenza dal motore al suo bus DC, da dove poi potrà venire convertita in AC da un inverter verso la rete.

 

I vantaggi sono in termini di controllabilità del generatore, minore distorsione e possibilità di lavorare a velocità diverse con la stessa tensione di bus DC.

Se il generatore deve avviarsi in isola (cioè senza la presenza della rete) la cosa diventa un po' più problematica.

[tefrait]

Grazie, chiarissimo.

Nel nostro caso c'è alta probabilità (80%), che il motore vada a bassa velocità e non costante. Se volessi semplicemente "recuperare" parte di energia elettrica prodotta, come dovrei configurare il tutto?

Il raddrizzatore sopracitato a quale tipo di inverter potrebbe essere collegato?

Grazie

[SandroCalligaro]

Quote

Il raddrizzatore sopracitato a quale tipo di inverter potrebbe essere collegato?

Non ho capito.

Nel caso si usi un inverter trifase lato motore non occorre un raddrizzatore, o meglio il raddrizzatore è già nell'inverter (da spento rimangono proprio i diodi in configurazione raddrizzatore).

La cosa interessante, se il generatore lavora anche a velocità ridotta, è che il sistema inverter+motore, opportunamente controllato, funziona in pratica da boost, cioè innalza la tensione, una volta avviato.

In linea di massima il controllo deve imporre coppia di frenatura.

Per scegliere quanta coppia applicare potrebbe aver senso fare una ricerca di massimo della potenza, oppure lavorare in controllo di velocità o di coppia, ad esempio secondo una tabella velocità-coppia da trovare sperimentalmente in modo da ottimizzare il funzionamento del sistema turbina+generatore.

 

Se invece intendevi per l'interfaccia verso la rete, immagino che tu abbia già individuato un prodotto...

In ogni caso, gli unici che mi vengono in mente (salvo alternative particolari o custom) sono gli inverter come quelli per fotovoltaico, ma per quelle potenze trovarli monofase mi sembra difficile...

Tra l'altro potrebbe essere necessario avere un programma particolare. Mi pare che PowerOne (ora ABB) "adattasse" degli inverter fotovoltaici per l'eolico.

Il generatore deve poter funzionare in isola?

 

[Livio Orsini]

Condivido i suggerimenti finali di Sandro Calligaro.

Direi che la soluzione più adatta sarebbe l'adozione di un inerter per generatore eolico.

[tefrait]

Quindi, se volessi utilizzare un ABB  PRO-33.0, dovrei comunque integrare l'intero sistema con un raddrizzatore a monte dell'inverter.

L'impianto non è predisposto per funzionamento in isola. La necessità sperimentale è solo quella di valutare la produzione elettrica da turbina.

[Livio Orsini]

Si gli inverter per fotovoltaico sono previsti per avere in ingresso una tensione continua, quindi devi rendere la corrente fornita dal generatore almenio monodirezionale con un ponte a diodi.

[SandroCalligaro]

A naso, ti direi che utilizzare un inverter per fotovoltaico così com'è (con il raddrizzatore, naturalmente) non è una buona idea.

L'hardware sarà praticamente lo stesso, ma il firmware avrà delle differenze.

Tanto è vero che la stessa ABB (PowerOne) vende oggetti molto simili in versione per eolico e fotovoltaico, dove la prima ha tra l'altro, almeno in alcuni casi, la curva di MPPT configurabile.

 

Proprio l'MPPT mi aspetto che sia problematica nel caso di una turbina e dell'eolico rispetto al fotovoltaico, perché le dinamiche tensione-corrente possono essere molto diverse tra i vari casi.

 

Penso anche che ci possano essere altri problemi legati all'entità delle correnti di corto-circuito.

 

Dimenticavo di dirti (a proposito del dimensionamento del raddrizzatore) che la corrente di corto del motore si può calcolare data l'induttanza ed il flusso del magnete del motore (rapporto flusso magnete/induttanza di asse d).

Quella è una buona stima della corrente che si ha se il raddrizzatore viene collegato (con condensatori scarichi) al motore già in rotazione.

Bisognerebbe anche verificare che il motore non rischi di smagnetizzarsi, anche se lo vedo improbabile.

[Mario Maggi]

tefrait, 

Quote

La necessità sperimentale è solo quella di valutare la produzione elettrica da turbina.

ho lavorato su applicazioni simili di potenza molto maggiore, ti assicuro che la misura della potenza generata non è assolutamente facile, dipende da molti fattori. Il rischio è quello di fare misure apparentemente attendibili, ma di fatto poco utili. 

Ciao 

Mario

[SandroCalligaro]

Mario, intendi dal punto di vista della misura elettrica o piuttosto dal punto di vista del sistema complessivo?

[Mario Maggi]

SandroCalligaro, 

sia le misure elettriche che il sistema sono abbastanza problematici. Non è facile riprodurre un carico stabile, e definire quanta potenza venga erogata dal generatore. 

La descrizione iniziale è confusa, anche la richiesta di definire dei diodi mi sembra strana. Se ha un generatore (e non un motore), i suoi 3 cavi possono essere collegati alle 3 fasi dell'inverter, per ottenere una tensione continua sul bus, scaricabile su resistori. 

Bisognerebbe capire meglio cosa vuole misurare esattamente. 

Ciao 

Mario