Cosa significa gruppo elettrogeno stabilizzato? Regolatore di giri elettronico e regolatore di tensione elettronico.

Pubblicato il 23 Settembre 2023 |

Capita sempre più spesso che, quando un nostro cliente ci contatta per l’acquisto o il noleggio di un gruppo elettrogeno, faccia la richiesta che sia un generatore stabilizzato, ma altrettanto spesso la richiesta è la semplice riproposizione della raccomandazione di un service audio/video o del produttore dell’attrezzatura o dei macchinari che andranno alimentati dal generatore.

Occorre quindi anzitutto distinguere cosa si intende per stabilizzato e a tale scopo puntualizzare quali sono i due principali parametri nella fornitura di energia elettrica: frequenza e tensione. Prima di chiedere gruppi elettrogeni dalle prestazioni fantascientifiche in stabilità, sarebbe quindi opportuno contestualizzare quali sono le tolleranze su tensione e frequenza nell’energia elettrica comunemente distribuita dall’ente distributore in Italia.

La caratteristica principale di un gruppo elettrogeno stabilizzato è che è progettato per fornire una tensione e una frequenza di uscita costanti, indipendentemente dalle variazioni nella carico o nelle condizioni di alimentazione.

Pertanto un gruppo elettrogeno stabilizzato provvede alla:

Stabilizzazione della tensione: Un gruppo elettrogeno stabilizzato è dotato di regolatori e dispositivi che mantengono la tensione di uscita entro limiti specifici, generalmente intorno a un valore nominale, anche quando la richiesta di energia cambia o quando ci sono fluttuazioni nella rete di alimentazione. Questo è particolarmente importante per garantire il corretto funzionamento degli apparecchi elettrici sensibili, come computer, apparecchiature mediche e dispositivi di precisione.
Stabilizzazione della frequenza: La frequenza dell’energia elettrica prodotta da un gruppo elettrogeno stabilizzato è mantenuta costante, solitamente a 50 Hz o 60 Hz, a seconda delle normative locali. Questo è importante perché molti dispositivi elettrici, come motori elettrici, orologi elettronici e molte altre apparecchiature, funzionano correttamente solo con una frequenza specifica.
Regolazione del carico: I gruppi elettrogeni stabilizzati sono progettati per gestire variazioni di carico, cioè aumenti o diminuzioni nella richiesta di energia, senza compromettere la stabilità della tensione e della frequenza. Questo è particolarmente importante in situazioni in cui ci possono essere picchi di richiesta di energia o variazioni improvvisi nel carico.

Quali sono i parametri di tensione e frequenza della fornitura di energia elettrica in Italia?

In Italia, l’ente responsabile della distribuzione dell’energia elettrica è incaricato di mantenere stabili i parametri di tensione e frequenza dell’energia elettrica sulla rete nazionale, garantendo così la continuità e la qualità dell’alimentazione elettrica. I principali parametri di tensione e frequenza dell’energia elettrica fornita in Italia sono i seguenti:

Tensione nominale: In Italia, la tensione nominale di fornitura dell’energia elettrica è di 230 Volt in corrente alternata monofase (V~) e 400 Volt in corrente alternata trifase (V~), con una frequenza nominale di 50 Hertz (Hz). Questa è la tensione e la frequenza standard fornita alle abitazioni, alle aziende e a tutte le altre strutture connesse alla rete elettrica nazionale in bassa tensione. Nelle forniture in media e alta tensione queste tensioni sono riportate ai valori di bassa tensione mediante opportune cabine di trasformazione.
Tolleranze sulla tensione: La normativa italiana stabilisce delle tolleranze sulla tensione, che devono essere rispettate dagli enti distributori. La norma stabilisce che il 95% dei valori efficaci della tensione di alimentazione, mediato nei 10 minuti, deve essere compreso in un ± 10%;
Frequenza: La frequenza dell’energia elettrica in Italia è di 50 Hz, il che significa che la corrente alternata cambia direzione 50 volte al secondo. Questa frequenza, secondo i limiti vigenti, non deve variare oltre il ±1% durante il 95% di un anno e del +4% / -6% durante il 100% del tempo.

Ho davvero bisogno di un gruppo elettrogeno stabilizzato?

Il paragrafo precedente sulle tolleranze in tensione e frequenza fornisce già una prima risposta. Se il carico che devo alimentare non ha presentato guasti o malfunzionamenti quando è stato alimentato dalla rete elettrica, molto probabilmente non ho bisogno di un generatore stabilizzato.

Infatti se alimento il carico dalla rete elettrica, senza l’ausilio di stabilizzatori di tensione o gruppi di continuità (che spesso sono utilizzati a questo scopo, oltre che per prevenire buchi di tensione e blackout), metto in conto il rischio di poter sottoporre la mia apparecchiatura utilizzatrice a:

tensioni del +10% rispetto alla nominale, ovvero 253V in monofase e 440V in trifase
tensioni del -10% rispetto alla nominale, ovvero 207V in monofase e 360V in trifase
picchi di frequenza del +4% rispetto alla nominale, ovvero 52Hz
cali di frequenza del -6% rispetto alla nominale, ovvero 47Hz

Se andiamo a confrontare questi valori con la stabilità in tensione e in frequenza di un gruppo elettrogeno, anche se privi di regolatori elettronici di giri e di frequenza, ci troviamo di fronte ad una situazione per la quale la stabilità (per lo meno in tensione) è comunque migliore di quella fornita dalle “ali esterne” della tolleranza della rete di distribuzione fissa.

Qual è la stabilità in tensione di un gruppo elettrogeno?

Qui dobbiamo iniziare a distinguere tra generatori con regolatore di tensione elettronico AVR e generatori con regolatori di tensione elettromeccanici o a compound. Confrontando i prodotti sul mercato e quelli che potete trovare nel nostro catalogo, abbiamo effettuato per voi queste osservazioni:

i gruppi elettrogeni senza AVR, nei quali regolazione della tensione viene effettuata elettromeccanicamente dall’alternatore, hanno variazioni della tensione che, nel peggiore dei casi sono +5% e -10% per carichi con fattore di potenza unitario. Ovvero la tensione può salire fino 241,5V nei sistemi monofase e 420V nei sistemi trifase e scendere a 207V e 360V nei sistemi trifase. Si rientra comunque nel range di tensione che potrebbero capitare collegando lo stesso carico alla rete elettrica. Più frequentemente, comunque, i regolatori a compound garantiscono una precisione +/- 5% ovvero 218.5V / 241.5V in monofase e 380V / 420V in trifase.
venendo invece ai generatori con AVR, la tendenza ormai non è quella di indicare solamente la presenza del regolatore automatico, ma di classificarne il range di precisione. Abbiamo così: generatori con AVR che operano in diversi range di precisione:

Cliccando sul range nell’elenco si viene rimandati ai generatori che, nel nostro catalogo, presentano quel range di precisione nella tensione fornita.

Stabilità in frequenza di un generatore. Regolatore di giri elettronico o regolatore di giri meccanico

Venendo invece alla stabilità della frequenza, è più importante scegliere tra un gruppo elettrogeno con regolatore di giri elettronico ed uno con regolatore di giri meccanico perché, soprattutto nel caso in cui il carico da utilizzare ha spunti frequenti e di potenza rilevante rispetto alla potenza massima del generatore, le variazioni in frequenza possono superare quelle contemplate dalla rete.

La frequenza di uscita dell’alternatore è infatti strettamente legata al numero di giri al quale motore e alternatore ruotano:

i gruppi elettrogeni a 1.500 giri al minuto , sono progettati con alternatori a 4 poli, in modo che alla velocità di rotazione di 1500 RPM corrisponda esattamente la frequenza di 50Hz. Ogni variazione percentuale della velocità di rotazione si traduce in una pari variazione percentuale della frequenza;
in modo identico i gruppi elettrogeni a 3.000 giri, sono progettati con un alternatore a 2 poli in modo che si abbia una frequenza di uscita di 50Hz quando motore e alternatore ruotano esattamente a 3000 RPM.

Un gruppo elettrogeno con un regolatore di giri meccanico e uno con un regolatore di giri elettronico differiscono significativamente nel modo in cui controllano la velocità del motore e, di conseguenza, la frequenza dell’energia elettrica prodotta. Ecco le principali differenze e i vantaggi e svantaggi associati a ciascun tipo:

Gruppo elettrogeno con regolatore di giri meccanico:

Funzionamento: I regolatori di giri meccanici utilizzano componenti meccanici, come molle e leve, per regolare la velocità del motore in risposta alle variazioni di carico. Questi componenti meccanici influenzano direttamente la quantità di carburante fornito al motore per mantenere la velocità desiderata.
Vantaggi:
- Robustezza: I regolatori meccanici sono noti per la loro robustezza e affidabilità in ambienti difficili.
- Costi iniziali inferiori: Solitamente, i gruppi elettrogeni con regolatori meccanici tendono ad avere costi iniziali più bassi rispetto a quelli con regolatori elettronici.
Svantaggi:
- Menor precisione: I regolatori meccanici sono meno precisi nella regolazione della frequenza rispetto a quelli elettronici. Possono causare fluttuazioni più ampie nella frequenza in risposta alle variazioni di carico.
- Maggiore manutenzione: Richiedono manutenzione periodica per lubrificare e regolare i componenti meccanici, che sono soggetti all’usura.

Gruppo elettrogeno con regolatore di giri elettronico:

Funzionamento: I regolatori di giri elettronici utilizzano sensori di velocità, microprocessori e componenti elettronici per monitorare costantemente la velocità del motore e regolarla in tempo reale. Possono regolare la quantità di combustibile in modo molto preciso.
Vantaggi:
- Precisione: Sono noti per la loro capacità di mantenere una frequenza di uscita estremamente stabile, anche in presenza di variazioni del carico. La risposta alle variazioni del carico è molto rapida, quindi la frequenza è mantenuta costante.
- Bassa manutenzione: Richiedono meno manutenzione rispetto ai regolatori meccanici, poiché non hanno parti meccaniche soggette a usura.
- Efficienza del combustibile: Possono ottimizzare l’uso del combustibile per garantire un funzionamento efficiente.
Svantaggi:
- Costi iniziali più elevati: Solitamente, i gruppi elettrogeni con regolatori elettronici tendono ad avere costi iniziali più alti rispetto a quelli con regolatori meccanici.
- Sensibilità alle interferenze elettroniche: Possono essere più sensibili alle interferenze elettroniche o ai disturbi, quindi possono richiedere protezioni aggiuntive.