Scienza Per Tutti - 0372. lo statore come fa a generare un campo magnetico rotante se noi lo alimentiamo con tensione costante?

Riguardo ai sincroni leggo sul libro che se il rotore fosse posto ad una velocità diversa da quella sincrona con statore alimentato a frequenza e tensione costante l’angolo di carico varierebbe con continuità. Ora mi domando ma lo statore come fa a generare un campo magnetico rotante se noi lo alimentiamo con tensione costante? E poi leggo sempre: “quando la macchina sincrona è posta in rotazione con una velocità diversa dal sincronismo ossia differente da quella del campo rotante sostenuta dalle correnti di fase statorica” e mi domando ma se noi facciamo girare il rotore ad una velocità qualsiasi il campo rotante statorico non deve avere la stessa velocità?. (Luigi Cuomo) (2223_5512)

I dubbi del nostro web-nauta non sono molto chiari, proviamo ad interpretarli e rispondere alle sue domande. Relativamente al primo dubbio, l'equivoco probabilmente nasce semplicemente nel fatto che per "tensione costante" non si deve intendere "tensione continua" [48]; infatti quando si trattano tensioni alternate il parametro di riferimento per la tensione è il "valore efficace". Il valore della tensione in funzione del tempo ha un andamento comunque sinusoidale.

ScienzaPerTutti_valore_efficace_sinusoide

Immagine tratta dal sito www.barrascarpetta.org

Pertanto credo che con questo sia ora chiaro che le correnti di statore in funzione del tempo sono periodiche alternate, ma con modulo costante e possono quindi determinare una circolazione di corrente tale da generare un campo magnetico rotante.

Relativamente all'altro dubbio possiamo affermare che la velocità di rotazione del campo magnetico rotante generato da correnti statoriche che non mutano la loro frequenza nel tempo, rimarrà costante nel tempo, indipendentemente dalla messa in rotazione del rotore . Qualora invece si parli di generatore sincrono, in cui gli avvolgimenti statorici non siano alimentati da alcuna tensione esterna, allora negli stessi, quando viene posto in rotazione il rotore si sviluppano delle tensioni indotte alternate con frequenza identica alla frequenza di rotazione del rotore (se due poli, o comunque direttamente proporzionale). Se il generatore dovesse alimentare un carico tanto da generare corrente, allora la corrente fluente negli avvolgimenti statorici creerebbe un campo magnetico rotante con frequenza identica a quella del rotore. Nelle macchine sincrone è proprio l'interazione del flusso determinato dal campo magnetico rotante con il flusso determinato dal campo magnetico di eccitazione che crea la coppia resistente o motrice. Questi due flussi, ruotando in sincronia tenderanno sempre a disporsi in maniera che le linee di flusso siano concordi. Per semplicità si pensi a quando si avvicinano due magneti permanenti [220] (calamite ): essi tenderanno a disporsi sempre in maniera che le loro linee di flusso siano tra loro concordi. Qualsiasi modifica da quella posizione richiederà l'applicazione di una forza.

Giuseppe Rossi – Ingegnere