Macchine Elettriche

Introduzione azionamenti elettrici

Dispositivi che consentono la movimentazione di materiali e componenti.

Operazioni:

• Fabbricazione di prodotti
• Spostamento di oggetti
• Trasporto di beni e persone
• Operazioni di servizio ed altre attività (pompaggio ventilazione condizionamento)

L'energia sorgente si trasforma in energia meccanica mediante macchine (idrauliche, pneumatiche, elettriche).

Classificazione azionamenti

• Idraulici: utilizzano lo spostamento di fluidi in pressione
• Pneumatici: utilizzano l'energia associata al gas in pressione, in particolare aria
• Elettrici: sfruttano l'energia elettrica

Trasmissioni e macchine

Oltre alle macchine un azionamento comprende diversi altri componenti:

• Dispositivi di interfaccia con la sorgente principale di energia (alimentatori, convertitori)
• Componenti di misura e sensori
• Sistema di controllo (logica circuida, calcolatori)
• Sistemi di comunicazione e di calcolo e le interfacce verso l'utilizzatore

Introduzione azionamenti elettrici

Dispositivi che consentono la movimentazione di materiali e componenti.

Operazioni:

• fabbricazione di prodotti
• spostamento di oggetti
• trasporto di beni e persone
• operazioni di servizio ed altre attività (pompeggi, ventilazione, condizionamento)

L'energia sorgente si trasforma in energia meccanica mediante macchine (idrauliche, pneumatiche, elettriche).

Classificazione azionamenti

• Idraulici: utilizzano lo spostamento di fluidi in pressione
• Pneumatici: utilizzano l'energia associata ai gas in pressione, in particolare aria
• Elettrici: sfruttano l'energia elettrica

Azionamenti e macchine

Oltre alle macchine, un azionamento comprende diversi altri componenti:

• dispositivi di interfaccia con le sorgenti principali di energia (alimentatori, connettori)
• componenti di misura e sensori
• sistema di controllo (logica circuitale, calcolatori)
• sistemi di comunicazione e di calcolo e le interfacce verso l'utilizzatore

Applicazioni azionamenti idraulici e pneumatici:

• Potenze elevate
• Movimento lineare senza riduttori o ingranaggi

Ma

• Rendimento basso
• Regolazione complessa
• Dinamica lenta
• Costi e ingombri elevati

Azionamenti elettrici:

• Potenze piccole, medie e …
• Movimento rotario, eventualmente con riduttori e ingranaggi, movimento lineare (con cinghie)
• Rendimento elevato
• Dinamica rapida
• Regolazione complessa
• Costi e ingombri accettabili

Le macchine elettriche sono reversibili.

La Macchina elettrica

Se il loro funzionamento è:

• e. elettrica ↔ e. meccanica

si parla di macchine elettriche rotanti:

• (motori, generatori), macchine lineari (maglev)

Se il loro funzionamento è:

• e. elettrica ↔ e. elettrica

si parla di trasformatori di potenza e di convertitori statici:

• (raddrizzatori, chopper, inverter)

Equazioni meccanica

_J ^dωm/_dt = _Ce - _Cr

Ce: coppia

Cr: resistenza

J: inerzia

Se _Ce > _Cr => ^dω/_dt > 0 e ω cresce = accelerazione

Se _Ce < _Cr => ω ^dω/_dt < 0 e ω decresce = decelerazione

CONVENZIONE DEI MOTORI

Coppia positiva se cerca di far aumentare ω (stesso verso)

CONVENZIONE DEI GENERATORI

Coppia positiva se cerca di far diminuire ω (verso opposto)

Equazioni elettriche

_Ce = ƒ(γ, i, _Φ)

La coppia sviluppata è legata al tipo di motore e dipende principalmente da corrente e flussi concatenati

V = Ri + ^d_Φ/_dt - Ri + ^d(Li)/_dt + Ri + L^di/_dt + i ^dL/_dt

In equazione per il numero degli avvolgimenti (per)

MUTUA INDUTTANZA

Statore e rotore

Gli avvolgimenti occupano un settore angolare, ma si considerano concentrati nel centro.

La corrente circolante nell'avvolgimento genera un flusso magnetico

Il flusso genera una coppia motrice

Tipi di carico meccanico

• A COPPIA COSTANTE ascensori, aromamento per gru, nastro trasportatore
• A COPPIA CRESCENTE CON LA VELOCITÀ carichi fluidodinamici: pompe, compressori
• A COPPIA DECRESCENTE CON LA VELOCITÀ Macchine utensili a potenza costante, carichi di trazione

Caratteristica Me