Il **funzionamento di [[Macchina sincrona]] in isola (alternatore)** si ha quando la macchina alimenta un carico o una rete elettrica in cui non sono presenti altri generatori, agendo come sorgente primaria di energia. *L'esempio tipico è quello di un gruppo elettrogeno di emergenza dove un alternatore (macchina sincrona) interviene quando manca l'alimentazione dalla rete principale di distribuzione elettrica.* ### Analisi Circuitale e Fasoriale Nel funzionamento in isola, la macchina deve sostenere autonomamente la tensione e la frequenza richieste dal carico.  Considerando il [[Circuito equivalente della macchina sincrona|circuito equivalente]] per una singola fase, l'analisi si basa sull'applicazione delle [[Leggi di Kirchhoff|leggi di Kirchhoff]] alla maglia del circuito di armatura.  Dall'equazione alla maglia, si ricava la rappresentazione sul piano dei [[Fasori|fasori]], che permette di visualizzare la relazione tra la forza elettromotrice a vuoto ($E_0$), la tensione ai morsetti ($E$) e la caduta di tensione sull'impedenza sincrona. ![[Pasted image 20250919152906.png]] #### Caratteristica Esterna Attraverso considerazioni geometriche applicate al diagramma fasoriale, è possibile determinare il modulo della forza elettromotrice necessaria per sostenere una determinata tensione ai morsetti in funzione della corrente di carico $I$ $ E_{0}^{2}=E^{2}+X_{s}^{2} I^{2}+2 E X_{s} I \operatorname{sen} \psi_{s} $ dove: - $E_0$ è la forza elettromotrice indotta (proporzionale alla corrente di eccitazione). - $X_s$ è la reattanza sincrona. - $\cos \psi_s$ rappresenta il [[Potenza elettrica|fattore di potenza]] del carico. Questa equazione descrive un'ellisse sul piano $(I, E)$, definendo la cosiddetta **caratteristica esterna** della macchina.  Il comportamento della tensione ai morsetti al variare della corrente erogata dipende strettamente dalla natura dell'[[Impedenza e ammettenza|impedenza]] del [[Macchina sincrona#Funzionamento a carico|carico applicato alla macchina sincrona]]: - **Carico Induttivo ($\sin \psi_s > 0$):** produce un **effetto smagnetizzante**. All'aumentare della corrente, la tensione ai morsetti $E$ diminuisce rapidamente a causa della reazione d'armatura che si oppone al flusso principale. - **Carico Ohmico ($\sin \psi_s = 0$):** l'effetto è considerato **neutro** o trasversale. La caduta di tensione è dovuta principalmente alla reattanza sincrona. - **Carico Capacitivo ($\sin \psi_s < 0$):** produce un **effetto magnetizzante.** In questo caso, la tensione ai morsetti può aumentare all'aumentare del carico, poiché la reazione d'armatura coadiuva il flusso induttore. #### Regolazione della Tensione (AVR) Poiché in un sistema reale è fondamentale mantenere la tensione $E$ costante per il corretto funzionamento delle utenze, si interviene sulla corrente di eccitazione. I sistemi **AVR (Automatic Voltage Regulator)** monitorano la tensione ai morsetti e regolano automaticamente il flusso magnetico per compensare le variazioni di carico, seguendo le traiettorie imposte dalla **caratteristica esterna.** ##### Domande di teoria **Rispondere alle seguenti domande specifiche:** - [ ] Cosa significa che la macchina funziona da alternatore - [ ] Quali sono i tipi di comportamento - [ ] Disegna la rete equivalente e ricavare la caratteristica esterna, identificando le funzioni dei vari tipi di carico *Consultare le risorse selezionate in fondo alla nota per soluzioni e approfondimenti.* --- > [!info]- Resources > ![[!Elettrotecnica#Risorse#Bibliografia]] > ![[!Elettrotecnica#Risorse#Approfondimenti]] --- > [!example] Playlist > ![[!Elettrotecnica#Risorse#Alternatore]]