3.2 Prove supplementari
3.2.2 Prove elettriche
3.2.2.14 Calcolo del rendimento a partire dalle singole perdite
L'esecuzione è conforme alle seguenti norme:
• IEC 60034-2-1: Procedura basata sulle singole perdite
• IEEE 112: Metodo B (PLL misurato) e metodo E1 (PLL presunto)
Nota
Opzioni di ordinazione
Le seguenti opzioni sono necessarie ai fini del calcolo del rendimento a partire dalle singole perdite e devono essere ordinate in aggiunta a F20/F21.
• Ciclo di riscaldamento di carico (F04/F05)
• Registrazione della caratteristica a vuoto e calcolo delle perdite nel ferro e nel funzionamento a vuoto (F14/F15)
• Registrazione della caratteristica di carico (F18/F19)
Nota
Il testo seguente contiene simboli e citazioni tratti dalla norma IEC 60034-2-1. Per la definizione dei simboli si rimanda alla norma stessa. Data la conformità, questa descrizione vale anche per i metodi B e E1 della IEEE 112.
Svolgimento della prova
1. Viene misurata la resistenza dell'avvolgimento del motore a freddo.
2. Viene eseguito un ciclo di riscaldamento sotto carico. Al termine del ciclo di riscaldamento di carico vengono registrate le seguenti grandezze:
PN, IN, UN, s, f, θc, θN, RN
Prove 3.2 Prove supplementari
3. Viene registrata la caratteristica di carico della macchina a caldo. La misura comincia con il punto di carico maggiore e termina con quello minore. Per ogni punto di carico vengono registrate le grandezze U, I, P1, R, n, f, T.
– La resistenza viene misurata prima della registrazione del primo punto di carico. Questa resistenza viene utilizzata per tutti i punti di carico.
– La macchina viene caricata in un campo compreso tra 25 % e 150 % PN su sei punti di carico.
- Quattro punti di carico vengono registrati in modo uniformemente distribuito in un campo tra 25 % e 100 % PN.
- Due punti di carico vengono registrati a 110 % e a 125 % PN.
In base alla norma, la resistenza R viene misurata prima del punto di carico maggiore e dopo quello minore.
– Come resistenza per 100 % PN e punti di carico più elevati si applica il valore registrato prima del punto di carico maggiore.
– Come resistenza per i punti di carico inferiori a 100 % PN si applica il valore che è stato rilevato nella regolazione lineare del carico, utilizzando la resistenza prima del punto di carico maggiore e dopo il punto di carico inferiore con 25 % PN.
Di regola l'esecuzione della prova di carico è rapida (< 5 min). La ridotta variazione di temperatura che si verifica durante la registrazione della caratteristica di carico ha un'influenza secondaria sulla resistenza.
La ridotta variazione di temperatura è dovuta all'elevata costante di tempo termica dei motori SIMOTICS HV und SIMOTICS TN.
4. Il motore viene disaccoppiato dalla macchina di carico.
5. Viene registrata la caratteristica a vuoto della macchina a caldo.
– Le grandezze U0, I0, P0 vengono misurate a una frequenza costante per otto valori di tensione nel campo da 110 % a 30 % UN in ordine decrescente.
– La caratteristica del funzionamento a vuoto viene creata applicando Pk e I0 su U0². Le perdite costanti Pk vengono descritte di seguito.
6. Viene calcolato il rendimento.
Calcolo del rendimento
Il rendimento è definito come segue:
η = P2 / P1
La differenza P1 - P2 è la potenza dissipata complessiva Pt. La potenza dissipata Pt si compone delle singole perdite:
Pt = Pk + Ps + Pr + PLL
Sono comprese perdite costanti (Pk), perdite dell'avvolgimento dello statore in funzione del carico (Ps), perdite dell'avvolgimento del rotore (Pr), perdite aggiuntive (PLL).
Prove
3.2 Prove supplementari
Ps0 = 1,5 · I0² · R
Pk è la somma delle perdite per attrito e della ventilazione (Pfw) e delle perdite del ferro (Pfe).
• Le perdite per attrito Pfw vengono calcolate in base alla caratteristica del funzionamento a vuoto tramite estrapolazione del grafico Pk relativo alla tensione 0 V.
881 t
Figura 3-33 Rilevamento delle perdite per attrito a partire dalla caratteristica a vuoto
• Le perdite del ferro sul punto di carico desiderato vengono rilevate a partire dalla
caratteristica a vuoto in presenza della tensione Ui ridotta di una quantità pari alla caduta di tensione ohmica nell'avvolgimento primario.
Perdite dell'avvolgimento dello statore Ps in funzione del carico
Le perdite dell'avvolgimento dello statore non rettificate alla temperatura del refrigerante di riferimento vengono rilevate per ogni punto di carico con i valori relativi al punto di carico concreto per la corrente I e la resistenza dell'avvolgimento R.
Ps = 1,5 · I² · R
Con fattore kθ, per ogni punto di carico viene tenuta in considerazione la temperatura del refrigerante:
Ps,θ = Ps · kθ
kθ = (235 + θw + 25 - θc) / (235 + θw) Perdite dell'avvolgimento del rotore Pr
Le perdite dell'avvolgimento del rotore Pr non rettificate alla temperatura del refrigerante di riferimento vengono rilevate per ogni punto di carico:
Pr = (P1 - Ps - Pfe) · s
Con il seguente rapporto si corregge alla temperatura del refrigerante di riferimento:
Pr,θ = (P1 - Ps,θ - Pfe) · sθ
dove sθ = s · kθ è lo scorrimento corretto alla temperatura di riferimento di 25 °C.
Prove 3.2 Prove supplementari
Perdite aggiuntive in funzione del carico - PLL misurate
Le perdite residue PLr vengono determinate in base alla seguente equazione per ogni punto di carico a partire dalla caratteristica di carico:
PLr = P1 – P2 - PS,θ - Pr,θ - Pfe – Pfw
P2 = 2π · T · n
Le perdite residue vengono applicate tramite il quadrato della relativa coppia. Attraverso i punti rilevati viene impostata una funzione di approssimazione:
PLr = A · T2 + B
Dalla traslazione parallela di questa funzione di una quantità pari a –B nell'origine delle coordinate si ricava la funzione per determinare le perdite aggiuntive in funzione del carico per ogni punto di carico con la coppia M.
PLL = A · T2
3/U 3//
7t
3/U $7t%
%
3// $7t
● Valori di misura
A Passo
Figura 3-34 Livellamento dei dati di perdita residua
Il coefficiente di correlazione come livello di relazione lineare tra perdite residue dei punti di carico in questione deve essere il seguente:
IEC 60034-2-1 ≥0,95
IEEE 112 metodo B ≥0,9
Prove
3.2 Prove supplementari
Perdite aggiuntive in funzione del carico - PLL presunte
Le perdite aggiuntive in funzione del carico PLL possono essere presunte. A seconda della potenza nominale del motore, le perdite aggiuntive si ricavano a partire dalle seguenti equazioni secondo IEC 60034-2-1:
• Per 1 kW < P2 < 10 000 kW si ha PLL = P1 · [0,025 - 0,005 log 10 (P2/1 kW)]
• Per P2 ≥ 10 000 kW si ha PLL = P1 · 0,005
• Secondo IEEE 112 Metodo E1, le perdite aggiuntive presunte nella seguente tabella sono calcolate in funzione della potenza nominale del motore:
Potenza nominale motore [kW] Perdite aggiuntive presunte [%]
1 ... 90 1,8
91 ... 375 1,5
376 ... 1850 1,2
1851 e oltre 0,9
Risultato
Il risultato viene confermato in un certificato 3.1 o, in caso di ordinazione di un collaudo del cliente, in un certificato 3.2.
Prove 3.2 Prove supplementari
3.2.2.15 Determinazione del momento di inerzia dopo il processo di arresto