FUNZIONAMENTO ANOMALO GENERATORE " ELEM " TECHNIC R2500SS SENZA SCHEDA AVR

[contexpro]

Buon giorno a Tutti e tutto lo Staff PCL .

Sono alle prese con il malfunzionamento di un Generatore di corrente di marca ELEM modello Technic R2500SS . Nello specifico  con alternatore monofase sincrono senza spazzole, dove in pratica mi sembra di capire che la regolazione della Tensione avvenga proprio tramite un condensatore presente sull'alternatore stesso.  Il generatore mi è stato dato dal mio vicino che  qualche giorno fà, ha bruciato la sceda di controllo della caldaia e del apri cancello.  Evidente e immediato il motivo, in uscita del generatore  a vuoto è presente una tensione di 500V di picco, che poi torna 220V nominale sotto carico, dopo un breve transitorio. Transitorio dove però il carico inizialmente vede purtroppo la tensione a vuoto. Da un pò di giorni quindi preso e analizzando l'alternatore di questo generatore scopro il sistema di alternatore senza spazzole governato da un condensatore, che mi era completamente sconosciuto o dimenticato.  Comunemente ho sempre visto alternatori con regolazione  rotorica a spazzole, governati da vari sistemi di controllo, schede "AVR" . Praticamente la tensione anomala di 500V di picco scaturisce solo a vuoto in saturazione del sistema reattivo /capacitivo del generatore, ossia sotto carico anche minimo es.50Watt, la tensione è perfettamente normale e nominale 210/230V 50Hz , dopo un transitorio di livellamento. Mi è sembrato in oltre di capire che la capacita del condensatore venga calcolata per un funzionamento ottimale del sistema, sotto carico a regime. Difatti  provando a cambiare il condensatore, pensando di risolvere il problema(risultato negativo) e poi giocando con il cambio di valore della capacita ho notato, che aumentando la capacità aumenta la tensione nominale, diminuendola diminuisce, ma sempre a regime di carico. Non capisco cosa non funzioni o si è rotto a far si che poi a vuoto si verifichi o la saturazione con picchi in uscita di tensione molto a di sopra dei 220V teorici o addirittura il non innesco induttivo e quindi tensione non esistente in uscita 0V. Sicuramente in questo sistema si verte a semplificare la macchina per ridurre i costi, ma non credo che sia previsto progettualmente un funzionamento come su descritto. Resto in attesa di eventuali info soprattutto di un eventuale schema elettrico di funzionamento, visto che quanto sopra spiegato altro non è che una mia idea fatta misurando , smontando e provando. Cordialmente a tutto lo Staff PCL Giovanni

[Livio Orsini]

Come prima informazione.

Quell'anomalia di tensione a vuoto eccessiva è un difetto appena comparso?

Potrebbe essere una caratteristica del (di un pessimo) generatore che necessita di un minimo carico sempre presente.

Da quello che scrivi presumo che se, ad esempio, collegassi in parallelo all'uscita una lampadina ad incandescenza da 100W, si avvierebbe con un minimo di carico e non ci sarebbero anomali picchi di tensione.

Potrebbe anche essere che sia stato previsto un resistore di carico e che questo componente si sia rotto.

 

I generatori brushless che conosco io sono eccitati o da un altro piccolo generatore coassiale o da un eccitatore statico. Ma io non sono un  esperto di generatori.

[contexpro]

11 minuti fa, Livio Orsini ha scritto:

Come prima informazione.

Quell'anomalia di tensione a vuoto eccessiva è un difetto appena comparso?

Potrebbe essere una caratteristica del (di un pessimo) generatore che necessita di un minimo carico sempre presente.

Da quello che scrivi presumo che se, ad esempio, collegassi in parallelo all'uscita una lampadina ad incandescenza da 100W, si avvierebbe con un minimo di carico e non ci sarebbero anomali picchi di tensione.

Potrebbe anche essere che sia stato previsto un resistore di carico e che questo componente si sia rotto.

 

I generatori brushless che conosco io sono eccitati o da un altro piccolo generatore coassiale o da un eccitatore statico. Ma io non sono un  esperto di generatori.

Sig, Livio Orsini, Grazie prima di  tutto per la solerte risposta. Si ,Si perfetto come dici, e come accennavo la prova e già stata fatta da me. Basterebbero  50 Watt forse meno, per creare la situazione di livellamento dei picchi a vuoto. Ma il dubbio che possa esserci sicuramente qualcosa che sfugge di rotto rimane, soprattutto perchè mi sono sincerato e prima funzionava tutto bene anche senza il carico, tra l'altro sul panello di controllo del generatore si nota una spia verde e un voltometro che prima funzionavano a detta del proprietario. Ora la spia è bruciata(la spia non basta come carico per risolvere il problema gia pensato) e il voltmetro è tutto sballato.  Sono sicuro che il problema non è il condensatore ............forse nel rotore, dove ho visto  due magnetini permaneti che sicuramente operano una prima eccitazione e poi un avvolgimento che non capisco come possa essere collegato. Ho visto due diodi fusi nella resina(forse quelli possono essere la chiave del mistero) o qualcosa di simile. Appena possibile smonto nuovamente tutto  e se scopro qualcosa di sicuro Vi terro' informati. Magari trovassi uno schema funzionale che mi permetta di lavorare più professionalmente che per intuito . A presto Giovanni

[Livio Orsini]

5 minuti fa, contexpro ha scritto:

Ora la spia è bruciata(la spia non basta come carico per risolvere il problema gia pensato) e il voltmetro è tutto sballato. 

 

Verificarne i collegamenti forse aiuterebbe a comprendere lo schema di tutto l'apparato

 

7 minuti fa, contexpro ha scritto:

forse nel rotore, dove ho visto  due magnetini permaneti che sicuramente operano una prima eccitazione e poi un avvolgimento che non capisco come possa essere collegato.

 

Forse i 2 magneti sono la coppia di poli che serve al generatore usiliario con funzione di eccitatore. I 2 diodi dovrebbero raddrizzare la tensione prodotta dagli avvolgimenti statorici del generatore ausiliario, questa tensione dovrebbe poi andare ad eccitare il generatore principale.

 

Una discussione recente trattava di un generato con spazzole che non riusciva ad avere una tensione di valore corretto. Era sempre un problema di eccitazione, infatti poi l'autore della discussione has scoperto un reostato nascostocon cui regolare la corrente di eccitazione, regolata correttamente l'eccitazione tutto si è sistemato.

 

Ripeto, comunque, che io non sono un esperto di generatori e di gruppi elettrogeni. Ti auguro che la discussione venga letta da qaulcuno che ha più dimestichezza di me con con queste problematiche.

[a321680]

Giovanni, Nei piccoli generatori, ma a volte fino ai 25kVA, si usa un sistema di eccitazione autoregolato formato da condensatore alimentato da un avvolgimento di statore e da due diodi rotanti che raddrizzano la corrente di rotore (allego schema di esempio). Il funzionamento è questo:  inizialmente grazie al magnetismo residuo dei lamierini si genera una tensione (es.20 V) che assorbita dal condensatore sfasata di 90° in anticipo si trova concorde istante per istante alla corrente di rotore, sono praticamente sempre affacciate, questo crea una auto eccitazione che fa generare fino alla tensione nominale di statore proporzionale anche alla velocità di rotazione (frequenza), il sistema si stabilizza sul ginocchio di magnetizzazione, ha anche un altro effetto positivo, che aumentando il carico, aumenta leggermente anche la tensione. Il contro di questo sistema di eccitazione che  non abbiamo in uscita una bella sinusoide e questo potrebbe, con il suo contenuto di armoniche imbrogliare alcuni tipi di multimetro. Nel tuo caso avere 500 V (RMS?) potrebbe dipendere dalla velocità di rotazione eccessiva, condensatore non appropriato, che il suo ordine di grandezza potrebbe essere

10-max 16 microF. per quel tipo di gruppo in foto.

[contexpro]

Buongiorno a tutti , Rispondo velocemente per ringraziare al volo " a321680 " soprattutto per lo schema elettrico che almeno per me rende un pò più chiaro e oggettivo il principio di funzionamento e cosa può essere accaduto, non che per i suggerimenti. Preciso meglio quanto di sicuro ho visto perchè provato e misurato; Il motore gira perfettamente a velocità costante e con esso il sistema di governor(regolatore giri) è perfettamente funzionante. Il numero di giri del motore e quindi rotore è costante sia  a vuoto, che sotto carico, Tanto è che la frequenza è sufficientemente stabile  circa 50 HZ a regime e da  46 a 55 Hz nei transitori di carico/vuoto. Provando e variando anche notevolmente il carico con un assorbimento resistivo es 100W; 500W a 1500W tensione e frequenza rimangono in tolleranze accettabili. La tensione a vuoto è comunque un mistero, perchè se sicuramente è giusta l'affermazione che la possibile presenza di spurie crei una misurazione falsata, però il dato di fatto è che se a vuoto in saturazione si va a collegare un carico si possa bruciare come è capitato. Dico una cavolata: " dipende da una extra corrente ", che comunque è un problema che prima non esisteva. Credo che sia possibile tutto dal punto di vista elettrotecnico, ma se ho poca esperienza in materia di alternatori posso affermare che motore e regolazione del numero dei giri, funzionano  molto  bene. Vi terrò aggiornati, mi riservo per ora di approfondire meglio la situazione, smonterò nuovamente l'alternatore per guardare e misurare meglio, soprattutto il rotore e quei due componenti neri, resinati che sicuramente ora so che sono due diodi, 

Giovanni

[Livio Orsini]

Nello schema pubblicato da A321680, compare un soppressore di extratensioni, un varistore, posto sull'eccitazione, almeno così mi sembra dal simbolo.

Verificane la presenza e la funzionalità. Potrebbe essere la causo dei picchi di tensione a vuoto.

[contexpro]

-Aggiornamento:     Buon giorno a Tutti e tutto lo Staff PCL  

Smontando l'alternatore  e estraendo il rotore, riesco finalmente a dare un quadro definitivo a tutta la situazione. Verificando fisicamente lo schema elettrico e i componenti esistenti. Come avevo notato nella precedente ispezione vedevo dei diodi, che fortunatamente  non erano resinati, ma protetti da un coperchietto plastico incollato. Dallo schema fornito da " a321680 " fig. " A " , poi su internet ne ho trovato un altro ancora più vicino al mio caso, con qualche differenza componentistica, fig. " B ". Nel mio caso dallo schema reale disegnato da me fig." C ", si evidenzia  come dalla nota la presenza di due diodi 1N 5408,  posti in parallelo e in parallelo ad essi una resistenza  R 15 Kohm, posti  ai capi dei due avvolgimenti rotorici designati all'eccitazione, fig. " D e D1 " . La prima differenza è che nei due schemi acquisiti si nota la presenza di Varistori in parallelo ai diodi,  che come spiegato brevemente dal sig. Livio Orsini, potrebbero sicuramente essere utili a cimare un eccessiva eccitazione, ma se a provare non costa nulla non saprei che valori scegliere Il condensatore  originale posto sull'avvolgimento rotorico, che realizza l'eccitazione nel mio caso è di 20microF. L'ispezione e ricerca guasti, mi ha portato a misurare che uno dei diodi presenti in un parallelo  era in corto, quindi da sostituire. Nell'altra coppia di diodi, pur funzionando bene, sembrava che uno dei due avesse l'involucro lesionato.  Per togliermi ogni dubbio li ho sostituiti tutti e quattro comprese le due resistenze. Rimontato il tutto, purtroppo anche se il funzionamento è migliorato tantissimo, non è ancora come volevo fosse, stabile  in tensione anche a vuoto.  Rispetto al precedente problema ora però basta un piccolissimo carico per stabilizzare tutto e rispetto al problema iniziale sembra che questa tensione sia veramente fittizia, priva di energia. Domandando in giro, riesco a conoscere e parlo con un anziano signore(94anni)  che mi dice di aver fatto per tutta la vita avvolgimenti di motori. Mi spiega sul sistema di cui parliamo come non sia un invenzione di oggi e che questo sistema di alternatore  per natura semplice e economica, ha questo tipo di problema. Mi parla della difficoltà elettrotecnica di riuscire a creare uno schema circuitale capace di compensare il funzionamento al variare del carico. Difatti il bilanciamento di eccitazione rotorica  si basa sul condensatore posto sull'avvolgimento statorico. Come sperimentato e già descritto, variando al capacità si varia il livello medio di tensione  di uscita sotto carico e nel mio caso i 20microF sono ideali per i 220V nominali. Aumentando la capacità aumenta la tensione, viceversa diminuisce diminuendola  con carico, ma a vuoto e sempre un pò ballerina.  In definitiva credo che ci si debba accontentare del risultato.

In attesa di eventuali consigli o altre prove da fare, spero di essere stato chiaro nella spiegazione.

Saluto tutti cordialmente Giovanni

[Livio Orsini]

Io, comunque, prevederei un minimo carico fissosempre in parallelo all'uscita. basterebbe una lampada ad incandescenza o alogena che assorba 10W - 20W per evitare quelle oscillazioni a vuoto.

[contexpro]

Buon giorno a Tutti e tutto lo Staff PLC

Certo  ora basta veramente poco, anche meno di 10W per evitare quelle oscillazioni, quindi di sicuro applicherò ripristinando la spia bruciata un carico, L'idea del Varistore non nego che mi intriga moltissimo e mi viene in mente di provare a modificare il circuito elettrico reale Fig C  inserendo un varistore come schemi Fig A e Fig B eventualmente Vi aggiornerò.

Grazie Livio, grazie a321680, ...............per ora diciamo che si è risolto così.

Cordialmente Giovanni