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CORTO CIRCUITI DI ROTORE E TENSIONI E CORRENTI D’ALBERO

Lucia FROSINI
Dipartimento di Ingegneria Elettrica, Università di Pavia E-mail: lucia@unipv.it
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L. Frosini

Corto circuiti negli avvolgimenti di rotore
Il flusso magnetico prodotto dalla forza magnetomotrice degli avvolgimenti di rotore è proporzionale alla forza magnetomotrice stessa e presenta una distribuzione simmetrica inassenza di corto circuiti. Al contrario, un corto circuito tra spire di rotore provoca una distribuzione asimmetrica del flusso:
Flusso magnetico
6 7 8 5 4 3 2 1
3 2 1 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 16 15 14

Flusso magnetico lungo la superficie di rotore

due spire cortocircuitate

s

s

9 10 11 12 13 14 15

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forme diverse!

Distribuzione simmetrica del flusso

Distribuzioneasimmetrica del flusso

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L. Frosini

Corto circuiti negli avvolgimenti di rotore
Nei turbo-alternatori gli avvolgimenti di rotore sono costituiti da barre di rame. Normalmente la resistenza degli avvolgimenti su poli opposti è identica e di conseguenza il calore prodotto per effetto Joule è distribuito simmetricamente attorno al rotore. i ti t tt l t Se l’isolamento tra spire vienedanneggiato in modo che due o più spire l isolamento dell’avvolgimento vengano cortocircuitate, allora la resistenza delle bobine danneggiate diminuisce e in essa si genera un calore inferiore a quello della bobina simmetrica sul polo opposto. Il corpo di rotore subisce un riscaldamento asimmetrico, che produce un ingobbamento del rotore e causa vibrazioni.
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L. Frosini

Corto circuiti negliavvolgimenti di rotore
Le forze magnetiche sbilanciate, dovute all’asimmetria delle forze magnetomotrici prodotte dagli avvolgimenti, contribuiscono ad aumentare le vibrazioni. In questo modo, è possibile che le vibrazioni misurate sui cuscinetti eccedano il livello massimo ammesso per il funzionamento della macchina, imponendo un limite li it nella corrente di eccitazione e quindi nella fl ibilitàoperativa d ll ll t it i i di ll flessibilità ti della macchina. Quindi, Quindi è utile impiegare preventivamente. un monitoraggio in linea per individuarli

Questi corto circuiti possono essere provocati da stress meccanici meccanici, elettromagnetici, termici o contaminazione, durante il funzionamento della macchina.
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L. Frosini

Corto circuiti negli avvolgimenti di rotore
Un metodo perindividuare questo tipo di guasto nei turbo-alternatori è la misura comparativa della densità di flusso magnetico prodotto da ciascun avvolgimento di rotore. Per rilevare questa misura, si inserisce una bobina-sonda all’interno di una cava dello statore, sebbene il segnale fornito da questa bobina-sonda sia influenzato dalla densità di fl d ll d ità flusso magnetico di statore. ti t t

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L.Frosini

Corto circuiti negli avvolgimenti di rotore
Ad ogni giro del rotore, il campo magnetico prodotto da ciascun avvolgimento induce una tensione nella bobina-sonda. Per ogni avvolgimento vengono misurati due valori e questi vengono comparati con quelli del corrispondente avvolgimento sul polo opposto. Tuttavia, alcuni fattori possono introdurre errori nella misura, dando luogo ad una erratadiagnosi del guasto. Uno dei fattori che influenza maggiormente questa misura è la variazione della corrente di eccitazione causata dal rumore dovuto ai sistemi statici di eccitazione. Inoltre, il rotore potrebbe presentare irregolarità magnetiche che potrebbero l l bb l à h h bb produrre una distorsione nella forma d’onda del flusso magnetico. Infine, più spire h l’ I fi iù i ha l’avvolgimento,più diffi il è i di id l i t iù difficile individuare il guasto. t
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L. Frosini

Corto circuiti negli avvolgimenti di rotore
Nella figura è mostrata una tipica forma d’onda del segnale misurato dalla bobina-sonda. Sono indicati la tensione indotta nella bobina-sonda da ciascun avvolgimento e l’effetto del passaggio dei poli.

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L. Frosini

Corto circuiti negli avvolgimenti di...
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