Misura della temperatura degli avvolgimenti e delle altre parti della macchina

Per tale misura sono ammessi tre metodi :

1) Metodo termometrico.

Esso si fonda sull'impiego di termometri a mercurio, ad alcool, elettrici a resistenza o a coppia termoelettrica e serve a misurare temperature superficiali o comunque di parti accessibili. L'uso del metodo termometrico viene limitato alla misura della temperatura delle seguenti parti di macchina :

- tutti gli organi che non siano avvolgimenti (quindi nuclei di ferro, collettori, morsetti, ecc.);

- punti particolari della superficie degli avvolgimenti;

- avvolgimenti in corto circuito permanente;

- avvolgimenti di bassissima resistenza nei quali i giunti e le connessioni rappresentano una parte considerevole della resistenza totale.

2) Metodo per variazione di resistenza.

Questo metodo sfrutta il fenomeno per cui la resistività dei materiali conduttori varia al variare della temperatura, in particolare per i metalli aumenta all'aumentare della temperatura. Pertanto, misurando la differenza di resistenza di un conduttore metallico da caldo a freddo si può ottenere la temperatura raggiunta se si conosce il coefficiente di variazione di resistenza del metallo di cui il conduttore è formato e la sua temperatura prima del riscaldamento. Da quanto detto risulta evidente che il metodo si applica vantaggiosamente alla misura della temperatura raggiunta negli avvolgimenti.

La sovratemperatura DT [°C] si deduce dalla formula :

dove :

T2 [°C] è la temperatura dell'avvolgimento a caldo;

T1 [°C] è la temperatura dell'avvolgimento freddo al momento della misura della resistenza R1 [W]. Tale temperatura, misurata col termometro, deve essere praticamente uguale a quella del fluido di raffreddamento (temperatura ambiente) e perciò è necessario che la macchina abbia riposato a lungo nell'ambiente che, a sua volta, non deve aver subito grandi sbalzi termici;

Ta [°C] è la temperatura del fluido di raffreddamento (temperatura ambiente) nell'istante in cui si è misurata R2 [W];

R2 [W] è la resistenza dell'avvolgimento caldo alla temperatura T2 , misurata in corrente continua;

R1 [W] è la resistenza dell'avvolgimento freddo, cioè alla temperatura T1 , misurata in corrente continua;

A è posto pari a 235 [°C] per gli avvolgimenti in rame, pari a 230 [°C] per gli avvolgimenti in alluminio.

Osservazione : la temperatura così misurata (e quindi la sovratemperatura ) rappresenta il valore medio lungo tutto l'avvolgimento e non quello massimo. La differenza può essere in certi casi notevole, ad esempio nelle bobine dei trasformatori a raffreddamento naturale in olio situate nelle parti basse ed alte del cassone, ed anche negli avvolgimenti delle macchine rotanti che hanno sempre le testate più ventilate delle parti di avvolgimento situate nelle cave.

3) Metodo per variazione di resistenza senza distacco del carico.

Il metodo sopra descritto richiede, il più delle volte, il distacco del carico (si pensi al caso di avvolgimenti percorsi da correnti alternate) per la misura della resistenza a caldo. E' evidente che dall'istante del distacco all'istante di misurazione della resistenza R2 intercorrerà un certo intervallo di tempo a causa del quale la misura sarà affetta da imprecisione. Si evita tutto ciò ricorrendo al metodo di sovrapposizione che consiste appunto nel sovrapporre una corrente continua di debole intensità alla corrente alternata di carico. Mediante adeguati circuiti di misura sarà possibile sfruttare tale corrente continua per determinare R2.

4) Metodo dei rilevatori interni.

I rilevatori interni per la misura della temperatura sono termometri a termocoppia o a resistenza che si predispongono durante la costruzione della macchina in punti che risulterebbero inaccessibili a macchina ultimata e nei quali si presume abbia a manifestarsi la massima temperatura. Essi rappresentano indubbiamente un ottimo metodo per la misura della temperatura, tanto più che consentono il controllo di questa durante l'esercizio. Le norme CEI prescrivono tale metodo soltanto per gli avvolgimenti di statore delle macchine sincrone o asincrone di potenza nominale uguale o superiore a 5000 [KVA] o [KW].

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