Appunti per l'esame orale di Progettazione e Gestione degli Impianti

Elementi capacitivi Xc Sfasamento π/2 in anticipo di I (Capacità C in Faraday)

Ogni utenza possiede SEMPRE questi tre elementi di base. La corrente finale è la somma di questi 3 contributi: Z = R + X + Xc.

Ottengo quindi:

POTENZA ATTIVA (P): P = V·I·cosφ (W). Genera lavoro.

POTENZA REATTIVA (P): P = V·I·sinφ (VAr). Genera campi magnetici.

POTENZA APPARENTE (P): P = V·I (VA).

FATTORE DI POTENZA (Cosφ) e RIFASAMENTO IMPIANTO:

Cosφ = P/P, compreso tra 0-1. Cosφ < 0,9 devo pagare una penale. Indica la quota di lavoro che si trasforma in potenza utile. Più è vicino a 1 e più Papp si è trasformata in Patt che produce lavoro. Più è basso l'angolo φ, più è grande il fattore di potenza cosφ. φ è influenzato dal fattore di utilizzazione della.

potenza nominale del motore:➢ →φ piccolo cosφ sarà grande, è la SITUAZIONE OTTIMALE➢ → →φ grande cosφ sarà piccolo ho tanta energia persa che va a produrre campi magnetici che non mi servono.➢ Per ridurre φ RIFASO L’IMPIANTO con dei CONDENSATORI messi in serie nell’impianto riducendo l’angolo di sfasamento fino a portare cosφ > 0.9.▪ MONOFASE: V = 220 V▪ TRIFASE: V = √3 x 380 VIn ambito domestico la corrente alternata 220 V e più che sufficiente, mentre in ambito industriale essa in termini di potenza non è abbastanza, quindi si crea una corrente trifase (con tre cavi, uno per ogni fase) andando a ipotizzare un triplo contributo, cercando di ridurre l’intensità di corrente per massimizzare la potenza P.- MACCHINE STATICHE: TRASFORMATORE▪ Macchina elettrica statica (non ha parti in movimento) utilizzata per cambiare le caratteristiche di tensione (V) e intensità di corrente (I) con

cambia di carica 50 volte al secondo e quindi la velocità del motore aumenta. Il numero di giri reali del motore dipende dalla frequenza della corrente alternata fornita. Il motore elettrico sfrutta il principio di induzione elettromagnetica. Quando la corrente elettrica passa attraverso lo statore, si crea un campo magnetico che interagisce con il campo magnetico del rotore. Questa interazione genera una forza che fa ruotare il rotore. Il motore elettrico può essere utilizzato in diversi dispositivi, come ad esempio nelle automobili, nelle lavatrici, nei ventilatori, ecc. È uno dei principali dispositivi utilizzati per convertire energia elettrica in energia meccanica.

èefficiente perchè riesco a gestire meglio le cariche, anche se è più lento.

N°giri = (60 x f) / P

MODULAZIONE DELLA FREQUENZA: INVERTER e RUOTE DENTATE

La velocità massima di un motore è di 3000 giri al minuto, se avessi bisogno di una velocità superiore dovrei utilizzare una delle seguenti soluzioni.

INVERTER: trasforma corrente alternata in corrente continua grazie a un RADDRIZZATORE, e poi la ritrasforma in corrente alternata facendo dei tagli a formare onde quadrate grazie a un CHOPPER, per ottenere la frequenza desiderata, è la soluzione più costosa. La frequenza finale del taglio corrispondente a quella desiderata.

Es. Se si vuole una velocità di 2000 giri/minuto in un motore con una coppia polare allora:

RUOTE DENTATE: il Rapporto di Trasmissione

Il sistema delle ruote dentate è più economico e più affidabile, ho una ruota grande collegata al motore e subito dopo una ruota piccola e

considerando la ruota grande è il doppio di quella piccola, quando la grande fa un giro la ruota piccola ne fa due. Agisco a livello di forza meccanica del motore: - se aumento il numero di giri avrò un MOLTIPLICATORE. (rapporto di trasmissione >1) - se li diminuisco avrò un RIDUTTORE. (rapporto di trasmissione <1) Rapporto di Trasmissione = numero di giri della ruota condotta / il numero di giri della ruota motrice Se ho un moltiplicatore, il numero di giri aumenta quindi vado più veloce ma devo imprimere più forza, ho meno coppia (come ad esempio nelle ultime marce del cambio bicicletta). Cosa scelgo quindi, Inverter o Ruote Dentate? Se si utilizza un motore in una condizione tale per cui la variazione di velocità è fondamentale allora l'inverter è la soluzione più corretta. Se invece c'è una situazione in cui si devono selezionare un numero determinato di velocità, senza grandi variabilità, la soluzione migliore sono le ruote dentate.

ottimale è quella delle ruote dentate, che costa molto meno. È quindi fondamentale capire quanto è importante la variabilità per determinare il sistema di regolazione più opportuno.

MOTORE SINCRONO e ASINCRONO: SCORRIMENTO

Lo scorrimento (S) è un fenomeno che si verifica quando il numero di giri reale è diverso dal numero di giri teorico.

S% = (n°giri teorici - n°giri reali) / n°giri teorici

S = 0 MOTORE SINCRONO Perfetta adesione tra la velocità del rotore e il cambio disegno del polo dello statore. Sono poco elastici e poco usati

S ≠ 0 MOTORE ASINCRONO È molto più diffuso l'uso dei motori asincroni, sono motori più elastici (S>0). In questi motori la velocità angolare del rotore è inferiore alla velocità di rotazione del campo magnetico generato dagli avvolgimenti dello statore.

CURVA CARATTERISTICA DEL MOTORE ELETTRICO

CA

è la coppia all’avviamento, ovvero coppiamassima che all’inizio il motore è in grado di vincere.Quindi se la coppia iniziale intesa come forza opposta aquella del motore è maggiore della coppia allo spuntodel motore, allora questo non si mette in moto.

CM è la coppia massima, oltre essa motore si blocca.

CR invece è la coppia resistente, ovvero forza.resistente alla rotazione dell’albero

n (n°giri teorici) che corrisponde al momento in cui0in non si applica alcuna forza. Quindi la velocitàmassima teorica del motore è valutata nel momento incui non c’è alcuna resistenza.

→Reostato di avviamento Se la CR > CA

RENDIMENTO DEL MOTORE ELETTRICOη= P / P Buon rendimento è 0.9→mecc elet

INDICI IP e IKUn altro problema in ambito dei motori e la relazione che hanno i motori nei confronti dellepolveri, della acqua e della forza di maltrattamento, per questo problema

esistono degli indici IP che ci permettono di capire per quanto il nostro motore può essere utilizzato in condizioni pericolose. Sono caratterizzati da due numeri, il primo è riferito alle polveri mentre il secondo all'acqua e ai liquidi. I valori vanno da 0 (nessuna protezione) a 5 (protezione totale). Ad esempio, IP 55 indica una protezione totale sia da polveri che da liquidi. Esiste anche un indice IK, considerato come terza cifra dell'IP, che indica la resistenza contro le forze meccaniche, valutate attraverso l'energia d'urto. ▪ SICUREZZA RISPETTO AL CORPO UMANO → Spessore di sicurezza del Cavo: S = 3-5 mm I = 3-5 A/mm Messa a Terra: la corrente invece che attraversare l'uomo e incontrare una resistenza maggiore, viene scaricata a terra con una resistenza minore (la corrente preferisce sempre passare per il punto in cui la resistenza è minore). Interruttori differenziali: Contributo magneto-termico: controllo le variazioni dei flussi magnetici e delle

temperature prima che i cavi arrivino all'utenza- FILIERA ELETTRICA:

1. 1. Produzione →(attività libera con obblighi: nessuno può produrre più del 50%) x evitare Monopolio
2. 2. Trasmissione →(regolata da tariffe) GRTN Gestore della Rete di Trasmissione Nazionale
3. 3. Distribuzione (regolata da tariffe)
4. 4.Vendita (attività libera)

Tariffazione Elettrica: COEFF. UTILIZZAZIONE e COEFF. CONTEMPORANEITÀ → Coeff. Utilizzazione Indice della Potenza effettivamente usata rispetto alla P targa. Non uso mai un motore al 100% della P ma intorno al 60-70-80% targa → Coeff. Contemporaneità Indice di quante utenze assorbono contemporaneamente. Diminuisce con l'aumentare del numero di motori: si riduce la possibilità che li uso tutti insieme → Servono a dimensionare il mio impianto elettrico in modo più simile alla realtà → P x n° utenza x Coeff. Utiliz. x Coeff. Contemp = P (KW) Potenza contrattuale

reale stimatanecessaria alla mia azienda che avrò in bolletta con cadenza mensile4. POMPE- Macchina che trasforma l'energia meccanica in energia idraulica, un'energia chepermetterà al fluido di spostarsi (movimento ottenuto grazie ad un motore elettrico)- PREVALENZA HDislivello che può essere superato da un fluido in un impianto di sollevamento, è data da:▪ → → 2Perdite di carico PREVALENZA DINAMICA H = K x m (m è Portata)D▪ →→Dislivello che il fluido deve superare nell'impianto PREVALENZA STATICA Hs→2H = K x m + Hs H = H + HsD→- PORTATA m: Sistemi per regolare la portata 3 modi per ridurre la portata di una pompa:▪ STROZZAMENTO A VALLE (VALVOLA IN MANDATA): è una valvola di sicurezza, spesso nemetto una a monte e una a valle di una pompa, grazie allo strozzamento posso regolare laportata e posso fare manutenzione senza svuotare l'impianto. È un sistema costoso chedissipa energia.

Lo uso solo per le pompe centrifughe.

▪ BY-PASS: è un dispositivo di sicurezza, ho una valvola che se rileva un superamento del valore soglia della pressione apre un percorso alternativo e la pompa ripomperà lo stesso liquido che ha appena pompato (non pompa nuovo fluido) così l'impianto non esplode. Se la valvola di by-pass è chiusa la Portata della pompa è = alla portata di mandata. Vale sia per le pompe centrifughe che per le volumetriche.

▪ VARIAZIONE DEL NUMERO DI GIRI: Lo uso sia per le pompe volumetriche e sia per le centrifughe. Nelle pompe volumetriche la portata diminuirà o aumenterà mentre per le centrifughe diminuendo il numero di giri diminuirà la portata.

- LE FORMULE DELLA POTENZA I