Macchine Elettriche

MACCHINE ELETTRICHE

Questa materia ha come compito quello di studiare le varie macchine elettriche e le trasformazioni che esse operano. Entro (in questa materia) le seguenti trasformazioni di energia:

• energia meccanica → energia elettrica (GENERATORE)
• energia elettrica → energia meccanica (MOTORE)
• energia elettrica → energia elettrica (TRASFORMATORE)

Per tutte le trasformazioni e per tutte le macchine è possibile definire il rendimento (η) che generalmente è definito come:

_{η =} ^{P_USCITA / P_ENTRATA} GENERICA DEFINIZIONE DI RENDIMENTO

Ma, per le macchine elettriche, è il caso di definire il rendimento in una forma più comune che tiene conto anche della potenza perduta a causa delle perdite:

_{ηMOT =} ^{P_ENTRATA - P_p / P_ENTRATARENDIMENTO DI UN MOTORE}

_{ηGEN =} ^{P_USCITA / (P_USCITA + P_p)} RENDIMENTO DI UN GENERATORE

Il termine P_p indica la potenza perduta. Essa può dipendere da molti fattori, tra cui:

• perdite nel rame P_r
• perdite nel ferro P_Fe, correnti parassite P_cp e isteresi P_i

MACCHINE ELETTRICHE

Questa materia ha come compito quello di studiare le varie macchine elettriche e le trasformazioni che queste creano. Entrano (in questa materia) le seguenti trasformazioni di energia:

• energia meccanica → energia elettrica (GENERATORE)
• energia elettrica → energia meccanica (MOTORE)
• energia elettrica → energia elettrica (TRASFORMATORE)

Per tutte le trasformazioni e per tutte le macchine è possibile definire il rendimento (η) che generalmente è definito come:

η = _PUSCITA / _PENTRATA

GENERICA DEFINIZIONE DI RENDIMENTO

Ma, per le macchine elettriche, è il caso di definire il rendimento in una forma più comoda che tenga conto anche della potenza perduta a causa delle perdite:

_PENTRATA - P_PRendimento di un motore

m_MOT = (P_USCITA - P_P) / P_ENTRATA

Rendimento di un generatore

η_GEN = P_USCITA / (P_USCITA + P_P)

Le termine P_P indica la potenza perduta. Essa può dipendere da molteplici fattori tra cui:

• perdite nel rame P_J
• perdite nel ferro P_Fe, correnti parassite P_p e isteresi P_i

- perdite per magnetostri_zione P_MS

- perdite per attrito o ventilazione P_AV

- perdite capacitive P_C

A seconda del tipo di macchina che si sta studiando si incontrerà in alcune perdite piuttosto che in altre.

Per concludere l’introduzione possiamo dire che un convertitore non è una macchina elettrica, poiché è in grado di effettuare trasformazioni di energia pur quanto il suo funzionamento non è regolato dei campi elettromagnetici.

Trasformatore

Il trasformatore è la prima macchina che verrà studiata.

Essa compie una trasformazione del tipo energia elettrica in

energia elettrica non essendo, infatti, convertitrice in movimento

quindi è anche nota come macchina statica.

I trasformatori possono essere:

• Elevatori se la tensione in uscita è maggiore di quella in entrata
• Abbassatori se la tensione in uscita è minore di quella in entrata

Siamo poi dire che in simulazione i trasformatori possono

essere monofase o trifase.

La generica struttura di un trasformatore è la

seguente:

1-1 è l'avvolgimento del

primario mentre 2-2 è

l'avvolgimento del

secondario

La trasformazione dell'energia avviene grazie alla legge

dell'induzione magnetica elettrica nota come legge di

Faraday. La corrente i₁ che percorre sulle spire N₁

avvolto ferromagnetico il materiale su cui è avvolto

L'avvolgimento genera due flussi. Il flusso in rosso è detto flusso concatenato principale ed è quello utile responsabile della generazione di una f.e.m. indotta sulla secondaria serva di giuri mentre quello in blu è il flusso localmente concatenato ai lati puri E₁ o alla rotolata di N₁ ed induce il flusso disperso. La forza magneto motrice che induce una f.e.m. al secondario è logicam