Velocità nominale di rotazione dei gruppi idroelettrici

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La velocità nominale di rotazione degli alternatori è sempre costante anche al variare della potenza fornita dalla turbina ed erogata dall’alternatore, perché quest’ultimo è legato alla frequenza della rete elettrica cui è collegato che, come è noto, è di 50 Hz (Hertz o periodi al secondo).
La velocità di rotazione dei gruppi idroelettrici è varia e dipende dal tipo di turbina utilizzata, cioè se Pelton o Francis o Kaplan. Inoltre, all’interno della stessa tipologia di turbina, la velocità che fornisce il miglior rendimento varia in funzione del salto e della portata.
Gli alternatori invece funzionano bene alle diverse velocità imposte dalla turbina, e costruttivamente si adeguano semplicemente variando il numero dei poli di eccitazione. I giri e il numero dei poli sono legati dalla formula:

 n = \frac{60 f}{p}

con n numero di giri al minuto, f frequenza e p numero delle paia di poli.

Per esempio, per gli alternatori di Soverzene e Somplago che hanno 7 paia di poli (ovviamente 7 di polarità Nord e 7 Sud), la velocità dei gruppi è di

 \frac{60 \text{ x } 50}{7} = 428.57 \text{ giri al minuto }

che è una velocità ottimale per la portata e il salto cui sono sottoposte quelle turbine Francis.

Alternatore trifase con una coppia di poli

Nota. Nelle centrali termiche con turbine a vapore o a gas, che funzionano meglio con velocità di rotazione elevata, questa è di 3000 giri al minuto: gli alternatori hanno quindi p = 1, come in fig. 1.

Alternatore nomofas e con due coppie di poli
Sui nuclei dei poli sono avvolte bobine magnetizzanti che vengono percorse dalla corrente continua di eccitazione in verso tale da creare una successione di polarità Nord e Sud.

In fig. 2 l’alternatore ha 2p, quindi velocità di 1500 giri/min, che è tipica dei piccoli e medi gruppi elettrogeni.

Alternatore trifase multipolare

In fig. 3 la ruota polare ha in totale 24 poli (12p) e quindi n = 250 giri/min.

(pubblicato il Settembre 2010)