generatore sincrono + motore asincrono

[pinoilcontadino]

buongiorno a tutti

sono un agricoltore del friuli  appassionato di meccanica in genere,per passione e per necessita.

seguo da anni il vostro forum ed è una miniera di informazioni.

mi è venuta una idea ,premeto che ho tutto materiale in casa e un minimo di officina e tanta curiosità.

Vengo al dunque : 

 

ho un vecchio alternatore a magneti permanenti(quindi sincrono) ha 6 fili in uscita ,come un comune motore asincrono testato e funziona perfettamente,

stella 400 volt, triangolo 230 volt.,penso di 2,5/3 kw circa,ho misurato circa 6 ampere sulla trifase con una tensione sui 380volt sotto carico poi il voltaggio cala troppo ,

non esiste targhetta ,penso sia dei tempi della seconda guerra mondiale.

 

La mia idea leggendo su molte discussioni anche qui su questo forum è di accoppiare meccanicamente (cinghie) il generatore sincrono con un motore asincrono molto piu grande

diciamo 10/15 kw

e farli ruotare con la pdf del trattore e relativa moltiplica al regime nominale 1500 giri min. il sincrono e l'asincrono un po' piu velocemente grazie al diverso rapporto delle puleggie 

in modo da avere un generatore con una potenza decente ( a me servono 10/15 kw )

Teoricamente un motore asincrono se forzato a ruotare piu velocemente dei giri di quando è un motore ,voi mi insegnate, diventa un generatore .

Userei il sincrono piccolo per creare la"rete" base e l'asincrono per avere la potenza !

Secondo voi questo potrebbe funzionare?

se si ,come posso calcolare il rapporto tra sincrono e asincrono ? 

perdonate i termini poco tecnici... e grazie delle eventuali risposte

[rguaresc]

È un'impresa dall'esito incerto.

31 minutes ago, pinoilcontadino said:

calcolare il rapporto tra sincrono e asincrono ?

 

Guarda la targa del motore, i giri dichiarati poniamo siano 1450, 50 in meno di 1500 è lo scorrimento. Come generatore lo stesso scorrimento deve essere in più quindi 1550.

 

1 le cinghie non sono tanto precise.

2 se il generatore non ha la targa devi verificare che sia a 4 poli, magari esplorando i magneti del rotore.

3 Il generatore deve fornire una corrente pari a quella che il motore assorbe a vuoto. Un motore da 15 kW (30 A) a vuoto ne ha almeno 10, sono oltre i 6, meglio stare basso.

  Se il motore ce l'hai provalo a vuoto e verifica che stia entro i 6 A.

 

Modificato: 25 aprile 2020 da rguaresc

[pinoilcontadino]

Grazie

quindi in via teorica dovrebbe funzionare...

il problema cinghie lo risolverei mettendo il sincrono su una ruota libera,in modo che quando sono al regime giusto (frequenza 50hz) con l'asincrono,

considerato lo scorrimento e che quest'ultimo che lo faccio ruotare con un rapporto piu alto  ,

sempre secondo la mia teoria il sincrono lo segue sganciandosi e ruotando leggermente piu veloce diventando motore con la corrente generata dal asincrono.

Sempre in teoria il sistema "dovrebbe autosostenersi" scusate il gioco di parole.

aspetto consigli 

 

 

 

 

l 

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un sincrono non cambiera mai regime di rotazione, è sincrono alla frequenza

[Sandro Calligaro]

2 ore fa, rguaresc ha scritto:

se il generatore non ha la targa devi verificare che sia a 4 poli, magari esplorando i magneti del rotore.

Ci vorrebbe un oscilloscopio...

 

Non per farci i fatti tuoi, Pino, ma per essere sicuri che non ci siano alternative migliori... A cosa ti servirebbe il generatore di potenza maggiore, che vorresti costruire?

Modificato: 26 aprile 2020 da Sandro Calligaro

[pinoilcontadino]

Certo basterebbe acquistare un bel generatore commerciale...

Ripeto il mio è un "passatempo" un riciclo di attrezzature che ho in casa a costo zero,da recupero altrimenti buttato nei rottami. una cosa alla Mc Guiver(il telefilm).

Non ho pretese di rendimenti o prestazioni al top,mi accontenterei di riuscire a fare un generatore di emergenza ,o per uso saltuario.

Grazie del interesse e aperto a tutti i consigli....

[Mario Maggi]

pinoilcontadino, 

voglio complimentarmi con te per l'idea e per l'esposizione della stessa. 

Quoto rguaresc, e temo che il sistema possa essere instabile a seconda del carico che gli collegherai in emergenza.

Ciao

Mario

 

 

[pinoilcontadino]

 

Per ora ho assemblato un bel telaietto per l'alternatore (ho controllato è  un 4 poli ,ha il rotore con 4 magneti)

Con una moltiplica meccanica a 2 velocità selezionabili x4 e x5.

Portato sul attacco a 3 punti del trattore.

Incredibile nonostante abbia una 50 di anni minimo gira come un orologio !!!

Fatto prove con vari carichi e funziona bene,ma piccolo.

Ora viene la parte più difficile accoppiare l'asincrono.

Ho ragionato sul sistema più pratico,come gia scritto per i miei mezzi e possibilità 

sono le pulegge e cinghie trapezoidali.

Sono silenziose ed economiche.

Mi spiego ,e vi prego correggetemi se dico bestialità, 

Se portò il mio sincrono a 1500 giri/min ho la mia bella 400 volt 50hz

In parallelo ho con i rapporti adatti , 1450 di targa g/min lo porto a 1550 g/min.

grazie alle cinghie che per loro natura hanno sempre un minimo di slittamento tenderà a sincronizzarsi a livello di fasi.

Vorrei raggiungere l'equilibrio tra sincrono e asincrono.

Mi spiego ad un certo punto mantenendo i miei 1500 g/min 

Il sincrono diventa motore e l'asincrono alternatore grazie alla maggiore velocità di rotazione .

Mettendo un carico ci sarà  sempre un equilibrio tra le due io immagino.

Il dubbio è cosa uscirà dai poli ? Nel senso posso avere picchi di tensione o armoniche strane ?

Intanto con calma procedo con il progetto.

Grazie dell'attenzione.

 

 

 

Modificato: 27 aprile 2020 da pinoilcontadino

[rguaresc]

25 minutes ago, pinoilcontadino said:

cosa uscirà dai poli ?

Né picchi di tensione né armoniche strane. Solo il generatore è in grado di generare le sinusoidi.
Piuttosto c'è l'instabilità citata da Mario.
La corrente generata non puà essere imposta, è decisa dal carico. Quando accendiamo una lampadina causiamo la generazione di maggior corrente nelle centrali che si regolano per questo. Nel tuo caso fai il contrario se forzi uno scorrimento positivo senza carico generi una corrente che entra nel genratore e 
1 rischi la sovracorrente
2 questa corrente aiuta il generatore a ruotare scaricando il trattore che però ha provveduto ad azionare il motore, cioè la potenza meccanica fornita al motore riduce quella da dare al generatore.

sarebbe prudente usare uno scorrimento piccolo, perché il generatore lo stimi da 3 kW

Forse è meglio partire addirittura con il carico già allacciato

[pinoilcontadino]

Oggi sono riuscito ad assemblare il tutto e fare dei test.

Premetto sono partito con i mezzi che avevo già disponibili.

Ricapitolando ,ho cercato il rapporto più vicino tra il mio alternatore sincrono a 4 poli 1500 giro/minuto di circa 2 o 3 kW e un motore sincrono di 7 kW a 2 poli con 2900 giri/minuto.

Quindi ho cercato il rapporto :1 giro sincrono e 2 giri asincrono.

Usando semplici cinghie trapezoidali e pulegge che avevo in casa,sono riuscito a trovare un rapporto (misurato nella realtà) di 1 a 2,15 circa. Esagerato ma dovevo pur iniziare da qualche parte!!!

Risultati deludenti....

Preciso che ho fatto solo girare a basso regime, di qualche minuto,con prove di cambio di collegamenti tra le fasi .

Praticamente l'alternatore sincrono frena e slitta sulle cinghie quasi a fermarsi,anche se l'asincrono ruota a velocità  più che doppia .

Mi aspettavo che il sincrono slittasse sulle cinghie fino a trovare il sincronismo con l'asincrono.

Invece tende a fermarsi...

Ma onestamente devo controllare meglio la parte elettrica...

Allego foto del marchingegno, naturalmente è un prototipo da rifinire ,se funzionerà.

[Adelino Rossi]

ho l'impressione che prima è il caso di approfondire lo studio dei generatori sincroni, funzionamento in isola e fare eventualmente qualche prova con il solo sincrono e un piccolo carico e verificare il funzionamento sia dell'eccitazione che della frequenza. 

[pinoilcontadino]

Il generatore sincrono funziona,ho un vecchio circutor CVM che mi dà i dati volt ,amper ,frequenza,  e sembra tutto a posto.

Riesco a far girare, con difficoltà ovviamente, il motore asincrono a vuoto.

Quindi presumo che il generatore sincrono sia a posto.

Appena ho tempo devo fare prove accurate.

 

[Sandro Calligaro]

Non ho capito cosa sia quella scatola...

 

21 ore fa, Adelino Rossi ha scritto:

il funzionamento sia dell'eccitazione che della frequenza

Ma c'è l'eccitazione? Si parlava di magneti perimanenti, anche se mi sembrava strano, data l'età dichiarata del generatore.

[pinoilcontadino]

Perdonate ,mi spiego meglio:

se uso il sincrono come generatore, tramite la presa di potenza del trattore e una moltiplicate di giri, lui mi genera circa 400 volt  a 50hz trifase a vuoto (collegato a stella ).

La scatola che si vede in foto e un vecchio analizzatore di rete e misura tensione,corrente e frequenza .

Se lo collego al motore asincrono elettricamente,con molta difficoltà, riesce a farlo partire girare a vuoto e le 3 fasi anno lo stesso  voltaggio e amperaggio. 

Presumo quindi che elettricamente  sia a posto .

Ora devo trovare il modo di portare l'asincrono ad un regime compatibile  al sincrono .

Buonanotte.

 

 

Modificato: 3 maggio 2020 da pinoilcontadino

[Adelino Rossi]

Quote

Se lo collego al motore asincrono elettricamente,con molta difficoltà, riesce a farlo partire girare a vuoto 

Se come in foto il motore asincrono è collegato all'albero del trattore, in comune con il generatore, è evidente che non può essere avviato dal generatore, al massimo il motore asincrono si comporterà come un carico resistivo con probabilità di scaldarsi o peggio. Puoi dire di avviare L'asincrono solo se lo liberi dal vincolo meccanico. 

[andreacappellazzo]

1 ora fa, Adelino Rossi ha scritto:

Se come in foto il motore asincrono è collegato all'albero del trattore, in comune con il generatore, è evidente che non può essere avviato dal generatore, al massimo il motore asincrono si comporterà come un carico resistivo con probabilità di scaldarsi o peggio. Puoi dire di avviare L'asincrono solo se lo liberi dal vincolo meccanico. 

Infatti pure io penso si riferisca a questa situazione...infatti ha scritto "elettricamente" lasciando intendere che al momento della prova NON vi era vincolo meccanico.Rimane solo da attendere per aver ulteriori spiegazioni.

Modificato: 3 maggio 2020 da andreacappellazzo

[pinoilcontadino]

I test li ho fatti usando il generatore sincrono come semplice generatore che alimenta elettricamente il motore asincrono senza collegamenti meccanici .

Con difficolta viste le differenze di potenza ,ma si avvia e funziona.

Anche un compressore con un motore di circa 3 kw  riesco a farlo partire .

Quindi il generatore sincrono funziona.

Oggi ho fatto nuove prove, avendo a disposizione degli inverter trifase ,ho fatto funzionare il tutto trascinato dal motore asincrono per controllare il rapporto meccanico tra i due .

Praticamente per avere 50hz sul generatore sincrono (leggendo dal analizzatore di rete), ho dovuto portare il motore asincrono a 55 hz ,che leggo sul display del inverter.

Dunque secondo le mie stime considerando lo scorrimento del asincrono usato come motore ho il rapporto tra i due troppo grande.

Se da targhetta l'asincrono a 50hz sotto carico ha 2900giri/m da generatore devo portarlo a 3100 giri/m.

Facendo i calcoli se lo faccio funzionare a 55hz ho 3190 giri/m come motore ,che sono troppi quando lo faccio andare come generatore .

Comunque non sono lontano a livello meccanico con la mia idea ...

Cercherò il giusto rapporto tra i due per capire se poi potrà  funzionare il tutto.

Grazie della attenzione.