Conclusioni
7.1
Capitolo 7
Conclusioni
Questa tesi di laurea magistrale è stata sviluppata in collaborazione con Ansaldo Energia sulla macro-tematica della modellazione delle macchine sincrone e sulle relative procedure di parametrizzazione. Il contenuto della tesi risulta quindi suddiviso in 2 grandi macro blocchi, ovvero la parte inerente la modellazione avanzata e quella relativa all’SSFR test (stand-still frequency response). Come ausilio allo sviluppo di entrambe le parti è stato messo a punto un modello FEM relativo a un caso studio sufficientemente realistico, ispirato a dati forniti da Ansaldo Energia.
Per la prima parte sono stati analizzati differenti modelli di tipo analitico o comunque contenenti informazioni riassuntive. In particolare, è stato evidenziato il peculiare comportamento magnetico del nucleo rotorico, che è caratterizzato da isotropia geometrica (profilo esterno di inviluppo cilindrico) a cui però in condizioni di saturazione non corrisponde una isotropia magnetica, cosa che rende intrinsecamente poco efficace l’applicazione del classico modello di Potier per macchine a rotore liscio. E’ stata quindi innanzitutto valutata l’estensione del classico approccio di Blondel considerando un modello della macchina più accurato caratterizzato da una doppia saturazione magnetica disaccoppiata relativamente ai 2 assi canonici diretto e quadratura. Ciò ha permesso di ottenere risultati più accurati ma non ancora del tutto soddisfacenti nelle situazioni di forte saturazione, quando l’ipotesi di non interferenza tra le componenti di f.m.m. di asse d e q perde consistenza. Per migliorare ulteriormente l’accuratezza di modellazione è stato quindi messo a punto un modello MMI (modello magneticamente interpolato) basato sulla mappatura interpolata delle componenti di campo di asse d e q in funzione dell’intensità delle rispettive componenti di corrente di armatura e della corrente di eccitazione. Tale approccio è risultato molto performante in quanto gli errori rispetto alla pura analisi FEM arriva ad essere al massimo di qualche percento, con possibilità di ulteriori affinamenti raffinando ulteriormente la procedura di interpolazione.
Per quanto riguarda la seconda parte, è stato fornito un supporto ad Ansaldo Energia per le problematiche relative alla messa a punto, effettuazione ed elaborazione risultati relativamente al SSFR test, sul quale non vi era in azienda una esperienza significativa consolidata. E’ stata quindi effettuata una analisi preliminare del quadro normativo di riferimento, chiarendo innanzitutto gli aspetti vincolanti e facoltativi della procedura prevista nelle diverse varianti prospettate dalle norme stesse. Sono stati quindi effettuati test virtuali per mezzo del modello FEM messo a punto, per meglio comprendere i fenomeni in gioco e la loro dipendenza dalla frequenza. Come ausilio alla conduzione della prova è stato quindi messo a punto un programma per l’acquisizione e l’elaborazione dati automatica in ambiente Labview, che è stato testato presso i laboratori di Ansaldo Energia con esiti preliminari positivi. Se i successivi test di validazione confermeranno l’affidabilità della procedura, la disponibilità di tale tipo di test di caratterizzazione verrà offerta come optional standard ai clienti di Ansaldo Energia.
Conclusioni
7.2
Le attività sviluppate nel corso della tesi sono risultate molto interessanti e sono state valutate assai positivamente dall’azienda sia per il loro contenuto teorico che per gli aspetti applicativi: è quindi in corso di valutazione la possibilità di proseguire le attività nel contesto della collaborazione avviata con il gruppo di Macchine Elettriche del Dipartimento DESTEC dell’Università di Pisa.
In particolare, per quanto riguarda la parte di modellazione è già stata ipotizzata l’utilizzazione dei modelli per il classico calcolo della corrente di eccitazione necessaria ad ottenere una certa combinazione di tensione, potenza attiva e potenza reattiva, mentre per la parte relativa al SSFR test è stata ipotizzata l’effettuazione di una serie di prove di validazione focalizzate sull’incrocio tra dati sperimentali e risultati di corrispondenti simulazioni basate su analisi FEM.
