Conversione Statica dell'energia

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Programma del modulo di Conversione statica dell'energia• Generalità: l'energia elettrica e sue applicazioni. Necessità dei processi di conversione. Soluzioni possibili. …

Esame Conversione statica dell'energia elettrica

Facoltà Ingegneria

Dal corso del Prof. Dallago Enrico

Università Università degli Studi di Pavia

A.A. 2015-2016

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Conversione statica dell'energia

utilità inverter: migliorare la prestazione del motore per avere una coppia flessibile con valori che rispecchiano il piano del grafico della coppia

Ellettro's roma: 2004 con bassa tensioneRete elettrica ferroviaria: 3kV - locomotiva n

Trasformatore

AC → DC

COMPONENTI: ferro, rame, isolanteprima → secondario

flusso magnetico → φ = Φ senωttensione indotta sulla spira singola → e_i = -dφ/dee₁ = N₁ dφ/de

e₁ = N₁ ω Φ cosωt= E_1mcosωt con E_1m √2 E₁= √2E₁ cosωt

e₂ = N₂ dφ/de - N₂ Φ ω cosωt= √2E₂ cosωt

e₁/_e₂ = E₁/E₂ = N₁/N₂

Conversione statica dell'energia

utilità inverter: migliorare la prestazione del motore per avere una coppia flessibile con velocità che ricoprono il piano del grafico delle coppie

Elettrotreni anni 2004 con bassa tensione Rete elettrica ferroviaria: 3kV - locomotiva n

Trasformatore

AC->DC

Filtro

comp e p -> p i n c e f e

FiltroLATO ALTERNATA

FiltroLATO CONTINUA

COMPONENTI: ferro, rame, isolante primario - secondario

flusso magnetico - φ = Φ sin ωt

tensione indotta - e₂ = -dφ/₁ sulle spire singole e₁ = N₁ ω Φ cos ωt = Ê_mcos ωt con Ê_m √2 E₁ = √2E₁ cos ωt

e₂ = N₂ dφ/₁ - N₂ ω Φ ωt = √2 E₂ cos ωt

e₁/e₂ = Ê₁/Ê₂ = N₁/N₂

PERDITE

correnti parassite → lamierini

ciclo d'isteresi → foglia più stretta

E_i = N₁ w Φ_m / √2 2πf N₁ Φ_m / √2 2πf N₁ B_m A / √2

≈ 4,44 N₁ f B_m A

Un buon valore di B_m ≈ 1,2

Se il rapporto V / f cambia anche B_m, rischio saturazione

a vuoto f.m.m. = N₁ I₁ magn.

metto il carico:

f.m.m. N₁ I₁ ≈ N₁ I₁ magn. - N₂ I₂ + N₁ I₀

→ N₁ I₁ = N₂ I₂ → 1 / I₂ = N₂ / N₁

si trascurano le perdite

V₁ / V₂ = N₁ / N₂ = I₂ / I₁

→ V₁ I₁ ≈ V₂ I₂

al alta frequenza compensano condensatori

(piro-piro; isolante-nucleo-primario)

Esercizio

Nucleo di acciaio al silicio con lunghezza

media di 0,6 m (lunghezza della circonferenza),

area di 0,006 m²

1^o 150 spire; 230 V

2^o 450 spire;

? = V₂, I₂ =? < x poi con R₂₂ = 120 Ω

_E_m = ^{√2 V₁}⁄_{N₁ ω}

B = ^Φ_m⁄_A

.old grafico

H = 300 A ⁄ t_m

^HL⁄_√2 = NI

V₂ = ^N₂⁄_N₁ V₁

I = ^V⁄_R

I₂ = ^N₂⁄_N₁ I₂

Induttanza con nucleo in ferro 140V 60 Hz

rete: 230V 50Hz

? invertirisco o no le spire?

TABELLA

Perdita interna: P_H=K*η^n-1 * f₁ * B_m

Perdita core per: P_c = f₁² * B_m

R_n m=1.6 B_XIT

l=2.2 B_XIT

RETE

B_m'

= V / 4.44NA

= V / 4.44NA * r₁

o prima di progetto

= K V

f₁'

B_m = V / 4.44NA

carico

= K V / r

B_m'

= 230.60

= 138/70

P₁^H / P_H

= (f₁' / f₁)^1.6

* (B_m' / B_m)^1.6

= 50 / 60

(1.37)^1.6

= 2.47

P_c' / P_c

= (f₁' / f₁)²

* (B_m' / B_m)²

=2.7

DATI DI TARGA TROVATI DALLE PROVE TRAMITE LE PERDITE

NELLA TARGA TROVO ANCHE IL TIPO DI UTILIZZO

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