Appunti di macchine elettriche

Cosa si intende con 'macchina elettrica'?

Con il termine macchina si intendono diversi sistemi fisici artificiali realizzati per uno scopo specifico. Gli scopi principali per i quali si realizzano queste macchine sono la conversione di energia e l'elaborazione di informazioni.

Una macchina elettrica è un apparato che converte energia:

• elettrica in energia elettrica ma con caratteristiche diverse (trasformatore)
• elettrica in meccanica o viceversa (motori e generatori)

Le macchine elettriche, a seconda che abbiano parti in movimento o meno, possono essere divise in statiche (es. trasformatori) e dinamiche (lineari o rotanti). Queste ultime possono funzionare sia in corrente continua che alternata (es. motori e generatori).

Tra le macchine elettriche dinamiche, quelle rotanti sono le più utilizzate perché, a differenza di quelle lineari che hanno bisogno di un inizio corsa e un fine corsa, la posizione istantanea del rotore non ha limitazioni e quindi la coordinata angolare può variare da -∞ a +∞.

Applicazioni delle macchine elettriche:

• Industriali (macchine utensili,...)
• Produzione e distribuzione dell'energia elettrica
• Veicoli elettrici
• Applicazioni residenziali (condizionatori, ascensori,...)
• Elettrodomestici
• Automobilistico (motorini d'avviamento, alzacristalli,...)
• Home entertainment
• Applicazioni biomedicali
• Applicazioni navali e aerospaziali

Come studiare le macchine elettriche

Descrizione fisica della macchina e del suo principio di funzionamento

↓

Modello a parametri concentrati attraverso l'uso di circuiti equivalenti

Modello matematico

↓

Individuazione delle caratteristiche di funzionamento e delle prestazioni della macchina

• Le prestazioni sono intese dal punto di vista energetico, per esempio il rendimento (P_out/P_in)
• Quando si studia il principio di funzionamento e la struttura della macchina bisogna considerare sia i circuiti elettrici che magnetici di cui la macchina è fisicamente composta

Cosa si intende con 'macchina elettrica'?

Con il termine macchina si intendono diversi sistemi fisici artificiali realizzati per uno scopo specifico. Gli scopi principali per i quali si realizzano queste macchine sono la conversione di energia e l'elaborazione di informazioni.

Una macchina elettrica è un apparato che converte energia:

• elettrica in energia elettrica ma con caratteristiche diverse (trasformatore)
• elettrica in meccanica o viceversa (motori e generatori)

Le macchine elettriche, a seconda che abbiano parti in movimento o meno, possono essere divise in statiche (es. trasformatori) e dinamiche (lineari o rotanti). Queste ultime possono funzionare sia in corrente continua che alternata (es. motori e generatori).

Tra le macchine elettriche dinamiche, quelle rotanti sono le più utilizzate perché, a differenza di quelle lineari che hanno bisogno di un inizio corsa e un fine corsa, la posizione istantanea del rotore non ha limitazioni e quindi la coordinata angolare può variare da -∞ a +∞.

Applicazioni delle macchine elettriche:

• Industriali (macchine utensili,...)
• Produzione e distribuzione dell'energia elettrica
• Veicoli elettrici
• Applicazioni residenziali (condizionatori, ascensori,...)
• Elettrodomestici
• Automobilistico (motorini d'avviamento, alzacristalli,...)
• Home entertainment
• Applicazioni biomedicali
• Applicazioni navali e aerospaziali

Come studiare le macchine elettriche

• Descrizione fisica della macchina e del suo principio di funzionamento
• Modello a parametri concentrati attraverso l'uso di circuiti equivalenti
• Individuazione delle caratteristiche di funzionamento e delle prestazioni della macchina

Le prestazioni sono intese dal punto di vista energetico, per esempio il rendimento (P_out/P_in).

Quando si studia il principio di funzionamento e la struttura della macchina bisogna considerare sia i circuiti elettrici che magnetici di cui la macchina è fisicamente composta.

- Quando si studiano il funzionamento e le performance, si usano circuiti elettrici equivalenti per semplificare i calcoli.

- Il circuito equivalente contiene informazioni sia sulla parte elettrica che su quella magnetica della macchina.

La conversione di energia avviene a causa delle interazioni tra quantità elettriche e quantità magnetiche.

Ogni conversione avviene con una perdita di energia che determina l'incremento di temperatura. La temperatura di funzionamento si ripercuote poi sulle performance e sulla durata della macchina.

La conversione elettromeccanica di energia implica la