Elettrotecnica industriale - trasformatore e motore elettrico

Macchine elettriche

Le macchine elettriche si dividono in:

• Corrente alternata (c.a.) (macchine statiche a rotazione: trasformatore; macchina asincrona)
• Corrente continua (c.c.) (inverter; convertitori DC/AC)

Macchine statiche

Il circuito magnetico, fisso, permette l’esecuzione più semplice: due avvolgimenti.

Avvolgimento 1: la macchina entra da tensione, corrente variabile nel tempo:

• Flusso, applicato ad un avvolgimento, variabile nel tempo
• Fem, forza elettromotrice indotta nell’altro avvolgimento

Macchine rotanti

Il principio di funzionamento è simile, tuttavia è presente una parte fissa, statore, e una parte mobile, rotore; tra le due parti è presente il traferro.

Rendimento

Sia Wi: energia che entra nella macchina e Wu: energia che esce, allora Wi > Wu.

Sia Wi: energia persa => Wi = Wu + Wp, con le potenze Pi = Pa + Pr.

Rendimento effettivo = ϒ_eff = P_u / P_i

Rendimento convenzione = ϒ_conv = P_u + Pi / 2

Perdite nel rame

P_ram = R I² per effetto Joule.

Perdite nel ferro

P_Fe = V I² per correnti parassite e perdite per isteresi.

Per correnti parassite: corrente indotta nel materiale ferromagnetico, causata dei flussi variabili nel tempo.

d / dt (Φ(t)) si introduce quindi una p.e.m. indotta uguale a -e(t), nel (Φ(t)).

Si generano delle correnti pari a i(t) = e(t) / Z, impedenza del circuito e_i(t) variabilità temporale p.e.m. indotta.

La potenza dissipata: p(t): e(t): i(t): Z per corrente parassite o di Foucault (effetto Joule).

Possibile antegò: laminature.

Perdite per isteresi: nella fase di magnetizzazione (materiale sottoposto ad ↻) dei domini di Weiss sono portati del campo magnetico esterno, assumendo la stessa direzione.

Quando B_ext = 0, domini rimangono magnetizzati.

Potenze perse: P_i: V_i: P: σ: B².

Il prodotto numero Fe, sobtromonede di induzione massima tra 1 e 1,37 e peso.

Circa di perdita P_σ(V_i: e Par: d_f), fe B_me = 0,1 T, f_e: 0, 5 = ω.

Macchine elettriche

Le macchine elettriche si dividono in:

• Corrente alternata (c.a.) (macchine statiche a rotazione-trasformatore; macchine asincrone)
• Corrente continua (c.c.) (inverter; convertitori DC-DC)

Macchine statiche

Il circuito magnetico, fisso, porta nell'avvolgimento più semplice due avvolgimenti.

• La macchina esente da tensione, corrente variabile nel tempo:
  • Flusso, applicati ad un avvolgimento, variabile nel tempo
  • Fem: forza elettromotrice indotta nell'altro avvolgimento

Macchine rotanti

Il principio di funzionamento è simile. Tuttavia ci presenta una parte fissa, statore, e una mobile, rotore. Tra le due parti ci proviene il traferro.

Rendimento

Sia Wi: energia che entra nella macchina e Wu: energia che esce allora Vi: Wu.

• Sia Wi = Wiabsorberta => Wi = Wiu + We; con le potenze Pi = Pi + Po

Rendimento effettivo: ηef = Pa / Pi

Rendimento incluso: ηincluso = Pa + Pr / Pi = ηef + Pr / Pi

Perdite nel rame

Pr = R * I² per effetto Joule.

Perdite nel ferro

Pfe = V * I² per correnti parassite e perdite per isteresi.

Per correnti parassite: correnti indotte nel materiale ferromagnetico, causate dai flussi variabili nel tempo.

• Si introduce quindi una f.e.m. indotta uguale a: ε(t), d/ dτ (φ(t))
• Si generano delle correnti pari a i(t): εc = εi, imparendo ai ciruiti.
• La potenza dissipata: p(t), ε(t), i(t), τ per corrente parassita o di Foucault

Possibili effetti: laminatine.

Perdite per isteresi: nelle fase di magnetizzazione (materiale sottoposto a τ) i domini di Weiss sono portati del campo magnetico esterno, assumendo la stessa direzione.

Quando B = 0, i domini rimangono magnetizzati.

Potenza persa: Pi, Vis: φ: Ω.

Il prodotto misura Pfe, sottoponendo e induzione massima tra l2,37 e 2.50.

Circa di perdita Gpe. (1+ktop.d_f) vol_oBmo_e, Bmo_set, fo_sofri.

Altre perdite

• Perdite negli isolanti, dovute a fenomeni di isteresi dielettrica.
• Perdite meccaniche Pm: attrito nei cuscinetti, tra le spazzole e collettore e ventilazione.
• Perdite addizionali, dovute a fenomeni non lineari.

Prove di collaudo

• Prova a vuoto: determinazione delle perdite a vuoto della macchina, corrente e fattore di potenza primario.
• Prova di corto circuito: determinazione delle perdite globali negli avvolgimenti, tensione di corto circuito e im