Self-excited Synchronous Machine

Si è scelto di realizzare di una macchina a 20 poli, sincronizzata con la decima armonica dell'induzione. L'avvolgimento dello statore è posizionato in 24 slot ed è avvolto con la tecnica delle “cave frazionarie”, mentre il rotore è costituito da due avvolgimenti separati: uno utilizzato per la sincronizzazione con la decima armonica dell'induzione, il secondo per interagire con la quattordicesima armonica; dal punto di vista delle connessioni elettriche, il rotore è composto da due avvolgimenti separati, interfacciati da un convertitore per ottenere l'autoeccitazione della macchina rotante.

Alimentando la parte statorica, si ottengono negli avvolgimenti di rotore delle tensioni indotte che opportunamente rettificate sono reimmesse tramite un convertitore AC/DC (non controllato o controllato ecc.) generando il campo di eccitazione. Se la macchina è sincronizzata con la quinta armonica, la settima armonica viene utilizzata dal convertitore AC/DC per alimentare il campo di eccitazione di quinta armonica e viceversa.

Entrambi gli avvolgimenti del rotore sono monofase, quindi è sufficiente utilizzare un ponte di Graetz con una capacità di livellamento. Tuttavia, le prestazioni della macchina SESM dipendono molto dalla qualità del regolatore sulla corrente di campo. Utilizzando un raddrizzatore non controllato, come un ponte di Graetz, non avremo alcun controllo sulla corrente di campo e quindi avremo una coppia variabile. Per il prototipo l’uso di un ponte di Graetz accelera le operazioni di verifica e caratterizzazione dei parametri della macchina, ma per ottimizzare la macchina SESM occorre utilizzare regolatori controllati.

Le principali fasi dello sviluppo sperimentale sono state le seguenti:

1. Test di isolamento;

2. Misure di impedenza degli avvolgimenti;

3. Misure di caratterizzazione dei parametri del circuito elettrico equivalente della SESM;

4. Simulazione SESM tramite software di simulazione circuitale.

Lo sviluppo del progetto ha portato ai seguenti risultati intermedi:

• Individuazione della velocità di sincronismo nella rotazione a SX (5a armonica di campo), nella foto a SX;

• Individuazione della velocità di sincronismo nella rotazione a DX (7a armonica di campo), nella foto a DX;

In particolare, nella rotazione a DX il sistema ha un valore di massimo intorno ai 214.29 rpm.

Sono stati altresì effettuati confronti tra le simulazioni e le misure di laboratorio.

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