Macchina sincrona - Macchine elettriche

Macchina sincrona

Macchina rotante reversibile che può funzionare come generatore trasformando potenza meccanica in potenza elettrica e come motore viceversa.

Elementi costruttivi

Statori: rappresenta il sistema indotto ed è costituito da un nucleo cilindrico di materiale ferromagnetico suddiviso in lamierini a forma di corona circolare di spessore di circa 0,5mm e isolati tra loro; la divisione in lamierini è necessaria per ridurre le correnti parassite che interessano le macchine.

Sulla superficie interna dello statore vengono praticate delle scanalature dove vanno inseriti i cavi di statore.

Cave

Possono essere aperte, chiuse o semichiuse.

Si può avere uno statore con avvolgimento concentrato, dove 1,2 cave per ogni avvolgimento con distribuzione uniforme delle cave.

Avvolgimento distribuito, cioè un avvolgimento è distribuito in più cave. Ovviamente tutte le spire appartenenti ad uno stesso avvolgimento devono essere collegate in serie.

Es: statore con 3 cave per avvolgimento ⇒ 18 cave.

Macchina sincrona

Macchina rotante reversibile che può funzionare come generatore (trasformando potenza meccanica in potenza elettrica) e come motore (viceversa).

Aree costruttive

Stato: rappresenta il sistema indotto ed è costituito da un nucleo avvolto da materiale ferromagnetico ridotto in lamina (a forma di coppa circolare) di spessore di circa 0,5mm e isolato tra loro. La divisione in lamierini è necessaria per ridurre le perdite nei pressatori che interessano i nuclei.

Sulla superficie interna dello statore vengono praticate delle cave longitudinali dove il carico destinato ad accogliere fasci di conduttori avvolti, che costituiscono gli avvolgimenti statorici (monofase o trifase).

Gli avvolgimenti statorici sono posti in direzioni assiali nelle cave. Per simmetria ci sono 3 avvolgimenti fasciari maggiormente di 120° con tre morsetti collegati a stella, e 3 morsetti liberi ai questi si collega il contatto o tramite cui ci associa. (tagliare)

Cave

Le cave possono essere aperte, chiuse o semi-chiuse.

Le cave aperte consentono di realizzazione degli avvolgimenti in forma di matasse e di impermeare in sede sotto forma finita sciundendo con da testate. L'esterna anche un fascio massimo delle eventuali matasse giuste, ma aumentando il riluttamento del circuito magnetico (causando dispersione sul fermo dianao del campo traspetto le cave, linee tendono ad addensarsi dove il riluttamento è minore delle depre essuva).

Matassa: fascia di conduttori connessi in serie. Ogni matassa ha i capi che sono disposti in modo diametralmente opposto.

Le cave chiuse rendono minima la riluttanza e consentono l'impiego di peni indotti ma richiedono che il idravo sia inserito longitudinalmente rispetto al foro.

Nelle alternative la configurazione più usata è quella delle cave semi-chiuse.

Si può avere uno statore con avvolgimenti concentrati, ossia 1, 2 ceneri per ogni avvolgimento con differenziazione unzione delle cave.

Es: caso trifase 3 avvolgimenti = 6 cave.

Nell'alternativa è l'avvolgimento distribuito, cioè un avvolgimento è distribuito in più cave. Ovviamente tutte le spire appartenenti ad uno stesso avvolgimento devono essere collegate in serie.

Es: trifase con 3 cave per avvolgimenti = 18 cave.

Traferro

Spazio d'aria tra statore e rotore. Se lo spessore del traferro è troppo elevato (da rilieviamo dei circuiti magnetici o elevati consumi dati dal traferro, oltre…). L’esistenza del traferro è necessaria per evitare usura tra lo statore e il rotore quando quest'ultimo ruota (l’asse del rotore fa una certa eccentricità).

Per questo motivo le macchine veloci si sviluppano longitudinalmente evitando elevate spinte centrifughe.

Rotore

Costituisce il sistema induttore. Esso è collegato all'asse di rotazione della macchina e posto così interno dello statore. In genere, l'avvolgimento di rotore è esso anello di eccitazione ed è alimentato in continuo generando un campo magnetico fisso. Il rotore è di materiale ferromagnetico massiccio e può avere due tipi di strutture: a poli lisci o a poli salienti.

Rotori a poli lisci

L'avvolgimento di eccitazione (essenza da corrente continua), è disposto in cave praticate sulla loro periferia dei rotori. In questo caso il traferro ha uno spessore costante e quindi il circuito magnetico è istorosso.

Il rotore a poli lisci ha un ingombro radiale più contenuto e quindi la forza centrifuga, a cui sono sottoposti arie avvolgimenti durante la rotazione, è più contenuta. Per questo motivo questo tipo di rotore è preferito negli alternatori ad alte velocità.

Rotori a poli salienti

Il rotore è costituito fondamentalmente da una corona di acciaio dai quali sporgono radialmente verso l'esterno diversi poli, ciascuno costituito da laminati nuclero e da un'espansione polar