Giornate FAI Di Primavera - Con Problema Elettrotecnico

[Dm]

L'anno scorso ho fatto il padrone di casa al Museo, quest'anno sono andato a fare il volontario presso la Sottostazione elettrica del Porto vecchio di Trieste.
Edificio del 1913 appena restaurato e mai aperto al pubblico con delle finiture da palazzo di centro città, che serviva ad alimentare tutto il porto
Una faticaccia, più di 10 ore di presenza e spiegazioni tra sabato e domenica ricompensate dall'interesse dei visitatori, più di 2000 nelle due giornate che hanno affrontato una fila lunghissima con anche un'ora di attesa e sotto la pioggia.
Veniamo al dunque: nella sala troneggiava una macchina "rifasatrice" scavndo un po' qua e un po' là ho capito che serviva a ridurre il famoso "fi" di sfasatura delle fasi( le mie conoscenze di elettrotecnica sono scarsine), è composta da un motore "asincrono rifasatore", così sta scritto sulla targhetta collegato ad un altro affare che sembra una motore, ma dotato di collettore e di un sacco di spazzole. Cercando in rete mi illudo di aver capito che sarebbe un "condensatore rotante". Qualcuno mi spiega terra terra la faccenda ?? Grazie
Se volete un po' di foto https://www.facebook.com/media/set/?set=a.619782591430951.1073741839.118420201567195&type=1

[Giannone]

Terra-terra.
Esistono utenze, normalmente in uso, come trasformatori, motori, reattori di lampade, condensatori ecc. che non assorbono la sola potenza necessaria a farli funzionare, detta Potenza Attiva. Questo perchè non sono delle resistenze pure, ma presentano delle caratteristiche che assorbono una componente di potenza, detta potenza reattiva.
La potenza reattiva può essere di tipo induttivo (trasformatori, motori, reattori di lampade), oppure di tipo capacitivo (condensatori).
La potenza reattiva di tipo induttivo è di segno opposto a quella di tipo capacitivo.



In questo grafico si può vedere la potenza attiva (P) e la potenza reattiva (Q). L'ipotenusa del triangolo rappresenta la potenza apparente (S). L'angolo in basso a destra, detto fi, è quello che viene definito lo "sfasamento" tra potenza P e potenza S.

Se il carico fosse puramente resistivo, basterebbe la potenza P per farlo funzionare, ma dato che il carico, come detto, non è puramente resistivo, occorre la potenza S, che è maggiore.
Si capisce anche che, maggiore è la componente reattiva (Q), a parità di potenza P, maggiore diventa la potenza S. E questo offrendo sempre la stessa "energia resa".
In parole povere, maggiore è la componente reattiva Q e maggiori sono i costi per ottenere ciò di cui abbiamo bisogno.

Di conseguenza, le operazioni che dobbiamo fare sono rivolte ad abbassare la potenza S, e quindi lo "sfasamento". Dobbiamo quindi "rifasare" l'impianto.

Per rifasare l'impianto, la cosa più semplice è inserire dei carichi reattivi di tipo capacitivo (comunemente dei condensatori) perchè hanno segno opposto a quelli induttivi, quindi si annullano tra loro. Immaginatevi i capelli: li bagnate con l'acqua che è la potenza reattiva induttiva e li asciugate con il phon che è la potenza reattiva capacitiva. Per rendere l'idea.

Nei grandi sistemi di distribuzione, per rifasare gli impianti alla fonte, cioè a monte di tutto, occorrerebbero dei condensatori enormi o delle batterie di condensatori sterminate allora si ricorre ai motori di rifasamento, che sono concepiti in modo da assorbire, con dimensioni contenute, grosse quantità di potenza di tipo reattivo capacitivo.


Spero di essere stato utile, io più terra-terra di così non lo so spiegare (del resto a questi sistemi ci si arriva al secondo anno di specializzazione, quindi con a monte tutta una serie di nozioni poco intuitive).
Naturalmente, e prevengo così eventuali appunti, ho volutamente semplificato e stravolto molti concetti per far capire la cosa nel modo più semplice possibile. Altrimenti avrei dovuto parlare di angoli di sfasamento tra sistemi di correnti e di tensioni, di fattore di potenza ecc. ecc. ma non mi sembrava il caso.


Gianni

[forUHMer]

Veniamo al dunque: nella sala troneggiava una macchina "rifasatrice" scavndo un po' qua e un po' là ho capito che serviva a ridurre il famoso "fi" di sfasatura delle fasi( le mie conoscenze di elettrotecnica sono scarsine), è composta da un motore "asincrono rifasatore", così sta scritto sulla targhetta collegato ad un altro affare che sembra una motore, ma dotato di collettore e di un sacco di spazzole. Cercando in rete mi illudo di aver capito che sarebbe un "condensatore rotante". Qualcuno mi spiega terra terra la faccenda ?? Grazie

Renzo, premetto che non sono un elettrotecnico e che di macchine elettriche so poco anche se conosco i principi sottesi cioè l'elettromagnetismo, o perlomeno diciamo che c'ho lavorato tanti anni. Cerco di spiegare (e mi scuso se dico cose che tu e molti altri sanno già benissimo):
Nei sistemi in cui le grandezze elettriche variano con il tempo, ad esempio in alternata, i componenti lineari dei circuiti (intenzionalmente inseriti o "parassiti" cioè indesiderati) sono di "tre tipi", dove brutalizzo il discorso per schematizzare:
Le resistenze: che determinano una caduta di tensione ai loro capi ed il prodotto di questa per la corrente è una potenza cioè dissipano e possono generare calore o lavoro ecc;
Le induttanze (i solenoidi, gli avvolgimenti) dove la tensione ai capi dipende da quanto varia velocemente la corrente in esse. In queste, siccome l'operazione matematica che rappresenta la "variazione" nel tempo è la derivata e la derivata di una funzione sinusoidale è ancora una funzione sinusoidale ma ritardata di 90 gradi, si può dimostrare che la potenza in media è nulla, cioè si dice che l'induttanza "sfasa" la corrente dalla tensione ma non dissipa (almeno in principio). Come fa a sfasare? Accumula energia al suo interno sotto forma di campo magnetico e poi la restituisce.
I condensatori (ovvero due lamine dette armature con in mezzo un isolante - ma con aspetto esteriore di forma varia spesso cilindrico). il condensatore fa la stessa cosa con il campo elettrico ed ha per sua natura un comportamento opposto, ovvero sfasa in anticipo ed è la corrente in esso che dipende da quanto varia velocemente la tensione applicata. Neanche questo dissipa.
Possiamo benedire questi comportamenti in funzione del tempo, altrimenti se non ci fossero non esisterebbero i motori i trasformatori ecc ecc, ma poi non esisterebbero le onde elettromagnetiche, ed evidentemente l'universo mondo sarebbe un'altra cosa ma creano anche qualche problemino.
Se in un circuito vi sono sia induttanze che resistenze ad esempio nei motori, la corrente può assumere valori molto alti ma con solo una parte che produce lavoro, l'altra quella detta reattiva, no. Tuttavia sulla linea che alimenta il nostro apparato che ha una resistenza spuria, la corrente elevata genera perdite indesiderate che se lo sfasamento alla destinazione, cioè all'utilizzatore, fosse corretto non ci sarebbero. Di qui l'esigenza di rifasare cioè visto che i motori sono induttanze, introdurre dei condensatori che riportano l'angolo di sfasamento, il cosiddetto phi entro valori accettabili. Dove sta il condensatore nella macchina di cui parli tu? Non ci sono accumuli di cariche ne armature atte a quella funzione... È un motore con il rotore libero, non caricato meccanicamente, almeno così mi par di capire. Bene questo "motore" che non è tale perchè non produce lavoro, è a seconda dell'utilizzo, in grado di essere un induttore o un condensatore ma non nel modo "tradizionale" bensì l'accumulo di energia che nel condensatore era immagazzinata nel campo elettrico qui è immagazzinata in termini di energia cinetica rotazionale del rotore, possiamo dire come un volàno. A seconda di come viene gestito essa può essere resa "in anticipo o in ritardo" simulando un condensatore o un induttore. Ovvio che è il primo utilizzo che è interessante, e pare di capire che è possibile una alimentazione in modo che sia autoregolante ovvero compensa seguendo gli andamenti del carico. Una genialata, se non fosse che è un sempre una macchina in perenne movimento con perdite, usura eccetera, e, sembra, che abbia avuto massimo fulgore negli anni 50 ma ora sia considerata "superata".
Questo per quanto riguarda il principio, per l'elettrotecnica propriamente detta, non ti so dire...

[forUHMer]

Perfetto! È arrivato Gianni nel frattempo con dei contenuti complementari ai miei, molto più appropriati, e del resto ... È la persona giusta!

PS "nel frattempo" intendendo che c'ho impiegato una vita a scrivere
Condivido quanto scrive Gianni e riconosco che sia stato un azzardo provare a spiegare l'elettromagnetismo in mezza pagina, ma ho voluto provarci, spero qualcosa si capisca.

[Giannone]

Quello che hai scritto è sostanzialmente corretto Rolando, e non poteva essere diversamente , vista la tua competenza in materia.
In effetti, i grossi sistemi di rifasamento hanno cambiato tipologia ed applicazione nel tempo, sostanzialmente perchè aumentando la richiesta di potenza, gli enti distributori hanno da tempo introdotto una penale in bolletta per l'eccessivo consumo di potenza reattiva. Di conseguenza gli impianti ormai sono tutti rifasati localmente (ed anche "puntualmente" come per esempio il condensatore locale per i reattori delle lampade) con centraline automatiche a controllo elettronico dello sfasamento ed inserimento progressivo di batterie di condensatori.
Negli anni 80, una delle "castronerie" più frequenti, data l'innovazione (se c'è qualche elettricista che in quegli anni lavorava, se lo ricorderà). era quella di sbagliare ad inserire il trasformatore di misura, e succedeva spesso, sulla derivazione che andava alla centralina che quindi sostanzialmente "rifasava" se stessa e basta. E il cliente continuava a pagare le penali fino a che qualcuno non se ne accorgeva!
Gianni

[Orsomagno]

Terra-terra.
[...]
Naturalmente, e prevengo così eventuali appunti, ho volutamente semplificato e stravolto molti concetti per far capire la cosa nel modo più semplice possibile. Altrimenti avrei dovuto parlare di angoli di sfasamento tra sistemi di correnti e di tensioni, di fattore di potenza ecc. ecc. ma non mi sembrava il caso.


Gianni

io ho capito che serviva per asciugarsi i capelli. ma proprio sul treno bisognava farlo???

[barone rosso]

bongiorno mi chiamo Bignami.....

cosfi l'angolo di sfasamento tra tensione e corrente per ridurlo utilizzare rifasatore (fisso o dinamico ducati docet) l'enel lo quantifica in bolleta per forniture con contatori da 30kW in su quando è minore di 0.9.....

[Giannone]

Bignami rosso.

[barone rosso]

....bellissimo colore....

[NIKK]

Renzo, ma tu se non pesano almeno una tonellata non ti diverti dai trenini con i motorini agli alternatorini

Bimbi ora basta mi avete fatto tornare a SQUOLA assieme al maledetto signor cosfi che non voleva saperne di entrare in testa

[barone rosso]

...figurati che io ci lotto ancora tutti i giorni.....

[Giannone]

Stefano, fai come me....

[forUHMer]

io ho capito che serviva per asciugarsi i capelli. ma proprio sul treno bisognava farlo???

Come no? sali su un frecciarossa e vedi quanti businessmen parllano con gli ahi phon, persino dove non c'è la copertura, di certo molti sarebbero da "rifasare". Fra l'altro capita che la bionda al fianco abbia i capelli ma non il phon, loro che sono pelati, si.

bongiorno mi chiamo Bignami.....
cosfi l'angolo di sfasamento tra tensione e corrente per ridurlo utilizzare .....

Un Bignami rosso? I pensieri di bignamao? 毛特色屯干

?..maledetto signor cosfi che non voleva saperne di entrare in testa

Perchè è un coseno, scommetto se fosse stato un seno sarebbe stato meno secante.
Altrimenti come Stefano qui sopra, non riferirti al coseno di φ ma pensa direttamente alla φ


l'angolazione s'intende!

[NIKK]

Rolandoooooo a quell' eta' gli ormoni erano grandi come le pantegane

[barone rosso]

Stefano, fai come me....

..e lo so ma me da magnà.......sai cosè il bello che con la corrente elettrica nessuno ci capisce un ostia e tu gli puoi raccontare di tutto e di più......ma non lo diciamo forte che poi ci scoprono....