ALBERI A POLI
Descrizione
Un albero a poli, anche noto come albero generatore a poli salienti, è il principale componente meccanico rotante di un generatore sincrono. Esso supporta la struttura dei poli magnetici, trasmette la coppia e mantiene l’allineamento tra gli assi dei cuscinetti, del rotore e dell’eccitatore.
Questi alberi vengono utilizzati nelle centrali elettriche e in altri impianti di produzione energetica per convertire l’energia meccanica in energia elettrica a corrente alternata, oltre che in sistemi industriali, compensatori sincroni e applicazioni di supporto alla rete.
In Ismec, gli alberi a poli vengono comunemente classificati come alberi 4 poli, 6 poli, o 8 poli , in base al numero di poli magnetici con pole shoe disposti sul rotore. Il numero di poli definisce l’architettura elettromagnetica e influenza la velocità sincrona, la geometria dei poli, gli schemi di foratura, la disposizione degli avvolgimenti, la distribuzione delle masse e la configurazione del corpo rotore.
Funzione e Caratteristiche
Durante il funzionamento, l’albero rotore sostiene e trasporta la struttura dei poli magnetici all’interno dello statore. Quando il rotore gira, il campo magnetico generato attorno ai poli interagisce con gli avvolgimenti statorici, permettendo la generazione di energia elettrica.
L’albero a poli è quindi sia un corpo rotante sia la struttura meccanica che consente al campo magnetico di ruotare in modo stabile e centrato.
Un albero a poli presenta normalmente un massiccio corpo centrale, e due estremità: DE (drive end) e NDE (non drive end). Inoltre, sono solitamente presenti flange di accoppiamento, sedi cuscinetto, sedi dei poli, cave longitudinali, chiavette e fori filettati o ausiliari.
Si tratta di componenti di grandi dimensioni e peso elevato, spesso pari a diverse tonnellate. Per questo motivo, la loro produzione richiede accortezze speciali già nelle fasi di movimentazione, allineamento, setup e preparazione macchina. L’esperienza di Ismec nelle lavorazioni meccaniche di grandi dimensioni e un team altamente preparato consentono di pianificare e gestire efficacemente queste operazioni.
Gli alberi a poli richiedono materiali forgiati affidabili, per resistere a rotazione, fatica, vibrazioni, forze centrifughe, carichi torsionali e sollecitazioni flessionali. Tra le soluzioni tipiche rientrano, ad esempio, acciai come 34CrNiMo6 e 42CrMo4, oppure materiali specificati dal cliente.
FLANGIA DI ACCOP.
SEDE CUSCINETTO
SEDE DELLA VENTOLA
FORI DI SERRAGGIO POLI
SEDE CUSCINETTO
CHIAVETTE
SEDE POLO
Lavorazioni CNC di Alberi Rotore e Pole Shoe
La produzione di un albero a poli richiede una sequenza controllata di tornitura e fresatura CNC, sgrossatura, foratura, maschiatura, finitura, rettifica, e controlli finali.
La criticità principale consiste nel mantenere tolleranze strette, controllo della concentricità, qualità della finitura superficiale e coerenza geometrica tra l’asse dell’albero e la posizione dei poli. Questa precisione è essenziale per garantire reistenza, stabilità dinamica, bilanciamento e il corretto traferro tra rotore e statore.
Ismec può inoltre supportare la produzione, lavorazione e installazione di pole shoe.
La funzione principale delle pole shoe è distribuire il flusso magnetico e migliorare la forma del campo magnetico nel traferro. A seconda del progetto della macchina, le pole shoe possono essere montate sul corpo rotore tramite sistemi di fissaggio meccanico, oppure essere ricavati direttamente dal corpo rotore forgiato.
La soluzione con pole shoe lavorate separatamente e poi assemblate offre maggiore modularità e flessibilità, soprattutto quando manutenzione o ottimizzazione dei singoli componenti sono prioritarie. Al contrario, i poli integrali ricavati direttamente dal forgiato garantiscono maggiore robustezza strutturale, riducono le interfacce meccaniche e minimizzano i rischi legati a viti, sistemi di bloccaggio e dilatazioni termiche differenziali.
L’ispezione finale è una fase cruciale nella produzione degli alberi a poli.
I controlli tipici includono verifiche dimensionali, controlli di run-out e delle sedi cuscinetto, misurazione della rugosità, controllo delle filettature e della posizione dei fori, test UT, MT/PT e documentazione qualità completa.
Ecco alcuni esempi di Alberi Generatore a Poli Salienti
