La corretta selezione di un alternatore sincrono per l’accoppiamento con un motore endotermico rappresenta una fase cruciale nella progettazione di un gruppo elettrogeno. Una scelta ingegneristicamente ottimizzata consente di garantire continuità operativa, efficienza energetica, riduzione dell'usura meccanica e adeguamento preciso alle specifiche esigenze applicative.

1. Determinazione della Potenza Necessaria

Il dimensionamento dell’alternatore deve partire dalla valutazione accurata della potenza attiva (kW) e reattiva (kVAr) richiesta dal carico. In tale analisi vanno considerati:

• Regime di carico (continuo e di picco)
• Presenza di carichi non lineari e/o sbilanciati
• Fattore di potenza dell’impianto (cosφ)
• Eventuali transitori o sovraccarichi temporanei (es. spunti motore)

Nota tecnica: È prassi consigliabile un lieve sovradimensionamento dell’alternatore rispetto alla potenza nominale del motore, al fine di ottimizzare la risposta ai transitori e garantire una maggiore stabilità della tensione.

2. Selezione del Numero di Poli

Il numero di poli dell’alternatore determina direttamente il regime di rotazione in funzione della frequenza nominale:

• 2 poli (3000 rpm a 50 Hz): Soluzione compatta, idonea per applicazioni a servizio intermittente o a carico stabile. Ideale per motori ad alta velocità.
• 4 poli (1500 rpm a 50 Hz): Maggiore robustezza meccanica, minore sollecitazione dinamica. Raccomandati per funzionamento continuo, ambienti gravosi o carichi variabili.

Best practice: Per applicazioni industriali o a funzionamento prolungato è preferibile l’utilizzo di alternatori a 4 poli. Per impieghi portatili o saltuari, i 2 poli rappresentano una soluzione più compatta ed economicamente vantaggiosa.

3. Compatibilità Meccanica con il Motore

È essenziale verificare la piena compatibilità meccanica tra alternatore e motore in termini di:

• Flangia e albero conformi agli standard SAE (o altri standard)
• Tipologia di accoppiamento (diretto o tramite giunto elastico)
• Dimensionamento e allineamento del supporto

Un accoppiamento meccanico correttamente ingegnerizzato previene vibrazioni, disallineamenti e sollecitazioni meccaniche anomale, aumentando la durata del sistema.

4. Tecnologia di Regolazione della Tensione

La tecnologia di regolazione della tensione è un aspetto fondamentale nella capacità dell’alternatore di rispondere a variazioni dinamiche del carico mantenendo stabile la tensione d’uscita. Le principali soluzioni disponibili includono:

a. Regolazione a Condensatore

• Semplice e a basso costo (auto regolazione dell’alternatore)
• Adeguata per carichi prevalentemente resistivi e per gruppi elettrogeni portatili o impieghi non critici
• Limitata capacità di gestione di carichi sbilanciati e induttivi

b. Regolazione Compound

• Sistema di eccitazione proporzionale alla corrente di carico
• Fornisce una regolazione più stabile rispetto al condensatore, con parziale compensazione della caduta di tensione sotto carico
• Soluzione intermedia tra regolazione a condensatore e AVR, adatta a impieghi con carichi moderatamente variabili e induttivi o con esigenze di robustezza meccanica

c. Regolazione Elettronica (AVR)

• Controllo attivo della tensione con precisione della regolazione tipica ±1%
• Efficace gestione di carichi non lineari e sbilanciati
• Ampiamente utilizzata in applicazioni professionali e industriali

(Per maggiori dettagli scarica il pdf sotto)

5. Rendimento e Considerazioni Sul Dimensionamento

Oltre alla potenza nominale, è importante considerare:

• Rendimento elettrico globale
• Perdite termiche e capacità di dissipazione
• Tolleranza ai cicli di carico variabili
• Compatibilità elettromagnetica (EMC) in ambienti sensibili

Un alternatore con elevata efficienza contribuisce alla riduzione dei consumi specifici del gruppo e garantisce una maggiore affidabilità operativa.

La selezione di un alternatore non può prescindere da un’approfondita analisi tecnica del profilo di carico, delle condizioni operative e delle esigenze prestazionali. Ogni applicazione – dal gruppo portatile all’impianto critico per la continuità operativa – richiede un’attenta valutazione del numero di poli, della tecnologia di eccitazione e della stabilità richiesta.

In questo contesto, le soluzioni proposte da Linz Electric coprono un ampio spettro di necessità: dalla gamma E1C con regolazione a condensatore, fino ai modelli PRO senza spazzole con AVR, garantendo elevate prestazioni, affidabilità e lunga durata operativa.

Una selezione consapevole e tecnicamente fondata consente di realizzare sistemi di generazione affidabili, efficienti e perfettamente dimensionati sulle reali condizioni d’impiego.