Risposte Elettrotecnica

DATI DI TARGA

Ora con i dati di targa voglio passare dall’impedenza Zo a Zcc e viceversa per capire come

funzionano rispettivamente a vuoto e nel corto. I dati di targa riportano i valori nominali di

funzionamento, ovvero quei valori che le grandezze elettriche possono assumere garantendo il

corretto funzionamento della macchina punto si tratta di valori che servono a definire le

prestazioni della macchina.

Per le prove a vuoto ho: %

$#

% = = 100

#

$&

Per le prove in corto ho:

% = 100 % = 100

1

TRASFORMATORE TRIFASE:

Abbiamo tre trasformatori monofase e la differenza fondamentale tra un trasformatore monofase

e un trifase è che la tensione al primario e al secondario Sulla stessa fase possono essere sfasate,

ciò avviene perché gli avvolgimenti del primario e del secondario possono essere collegati sia

stella che a triangolo. Ciascun avvolgimento è alimentato da fase e neutro. Con il trasformatore

trifase devo introdurre un nuovo parametro di targa: il gruppo.

7-8-9) Il generatore sincrono: descrivere il principio di funzionamento, le caratteristiche costruttive, e

ricavare il circuito equivalente. Modalità di funzionamento: reazione d’indotto magnetizzante,

smagnetizzante, neurale. Macchina sincrona. Circuito equivalente. Dimostrare l’equilibrio tra coppia

meccanica e coppia elettromagnetica nel funzionamento da generatore di potenza attiva. Descrivere il

funzionamento da compensatore sincrono.

La macchina sincrona e una macchina elettrica rotante per cui la velocità di rotazione del rotore è

pari alla velocità di rotazione del campo magnetico al traferro, e una macchina reversibile che può

essere utilizzata sia come generatore che come rotore, nell’impiego da generatore trasforma

energia meccanica in energia elettrica. I generatori sincroni sono presenti sia come sorgenti

principali che come sorgenti ausiliare. Il generatore sincrono trifase è definito come alternatore

quando è utilizzato principalmente per lo scambio di potenza attiva, è definito come

compensatore sincrono quando utilizzato principalmente per lo scambio di potenza reattiva.

Com'è il motore asincrono è composto da uno statore e da un rotore, e differenze principali però

sono:

- velocità di rotazione del rotore uguale alla velocità del campo magnetico rotante statorico

- sebbene sia reversibile viene usato principalmente come generatore

- avvolgimenti di rotore percorso da corrente continua

Si possono avere due diversi tipi di rotore: a poli lisci e a poli salienti, Il rotore a poli salienti è detto

anisotropo poiché il traferro è variabile e ciò permette di rendere l'induzione il più solenoidale

possibile, Inoltre l’avvolgimento di eccitazione è costituito da bobine avvolte sui corpi dei poli. il

rotore a poli lisci invece, e detto isotropo in quanto il traferro uno spessore costante e

l’avvolgimento di eccitazione e disposto nelle cave distribuite lungo la periferia del rotore.

Campo di reazione rotante indotto

Il campo Be Al traferro si concatena con gli avvolgimenti statorici introducendo in essi dei flussi

w

sfasati, l'eterna induce delle fem nei circuiti dello statore. La pulsazione dei flussi è , la stessa

dello statore, il quale genera, in caso di carico equilibrato, le correnti , , , esse generano un

'( '! ')

campo Bs.

Dall’interazione dei due campi di eccitazione e reazione si genera una coppia elettromagnetica che

bilancio la coppia meccanica. Possiamo distinguere tre casi di reazioni d'indotto, in base alla

posizione che assumono Bs e Be:

-Magnetizzante, Bs rafforza Be

-Smagnetizzante, Bs indebolisce Be

-Neutrale, Bs e Be non si sommano poiché ortogonali

Nel caso della magnetizzazione gli assi dei due campi sono allineati equiversi, risulta Q<0 e quindi

la potenza reattiva viene ceduta dal condensatore e assorbita dal resto del sistema. Mentre per la

smagnetizzazione gli assi dei due campi coincidono ma sono opposti, avremmo Q>0 e quindi la

potenza reattiva viene presa dall'energia di magnetizzazione del rotore e parte dell'energia

magnetica è assorbita dunque sotto forma di potenza reattiva.

Circuito equivalente:

10-12-13) Aspetti di sicurezza elettrica. Descrivere i dispositivi di manovra e di protezione dalle

sovracorrenti: l’interruttore, il contattore, il sezionatore, il fusibile. Descrivere il principio di funzionamento

del relé magnetico, termico, magnetotermico, differenziale. I pericoli dell’elettrocuzione: cenni sulla sicurezza.

La gestione e sicurezza di una rete elettrica è affidata a una molteplicità di apparecchiature che

realizzano manovre e fanno fronte ad anomalie pericolose per cose e persone.

Gli interventi per la messa in protezione dell'impianto o per manovre si basano sull’apertura e

chiusura dei circuiti elettrici, l'apertura per interrompere la circolazione di una corrente si basa

sulla separazione di due contatti di un dispositivo, la chiusura invece effettuata riportando in

contatto gli elettrodi.

Contattore

Apparecchi di manovra in grado di aprire e chiudere il circuito soltanto in condizioni normali o

eventualmente in sovraccarico, vengono utilizzati quando si ha necessità di elevata frequenza di

manovra.

Sezionatori

È un componente di manovra in grado di condurre in modo continuativo la corrente di normale

funzionamento, interrompe la continuità elettrica in linea vuoto.

Relé

È un dispositivo che permette di azionare in modo automatico componenti come gli interruttori, si

tratta di un dispositivo di misura in grado di misurare la corrente in un circuito e, in caso sia troppo

alta, e in grado di mandare un input ad un interruttore per aprirlo. Esistono vari tipi di relé: il relé

elettromagnetico, il relé termico e il relé differenziale. Il primo è composto da un altro magnete,

un’ancora attaccato ad una molla e sotto l'ancora si trova il collegamento da staccare, quando la

corrente supera un certo valore la forza supera la forza di richiamo della molla provocando la

chiusura o l'apertura del contatto elettrico. Il secondo invece sfrutta l'effetto della dilatazione

termica aventi diversi coefficienti di dilatazione termica che si flettono in funzione della

temperatura, aprendo il circuito. Quello magnetico e termico intervengono sempre per corrente

superiore alla corrente nominale dell'impianto, la corrente pericolosa per l'uomo è molto

inferiore, infatti sono necessari i relé differenziali, tale dispositivo è costituito da un nucleo

ferromagnetico attorno al quale sono disposti due avvolgimenti principali con ugual numero di

spire e un avvolgimento ausiliario, Misura la differenza di tensione tra il filo di andata e quello di

ritorno. appena viene rilevata una differenza di potenziale e quindi una relativa dispersione di

corrente il relé scatta. Tale dispositivo viene chiamato anche salvavita. L'interruttore differenziale

è una misura di protezione dai contatti diretti e indiretti.

Fusibili

E un dispositivo di protezione che mediante la fusione di uno più elementi apre il circuito nel quale

è inserito interrompendo la corrente quando essa supera un valore per una certa durata, sono

dispositivi di protezione dalle sovracorrenti, interrompono dunque dei correnti di corto elevate.

Sono capsule di vetro di gas inerte ad un filamento fine di conduttore, Sono caratterizzati da

rapidità di intervento, elevato potere di interruzione, elevata semplicità e affidabilità.

11) Campo magnetico rotante

Le macchine elettriche rotanti di tipo convenzionale basano il loro funzionamento sulla

generazione del campo magnetico rotante, tra queste macchine troviamo le macchine sincrone

asincroni trifasi. Una macchina elettrica rotante è costituita da due parti: il rotore e lo stato, dove

lo statore e la parte fissa e il rotore è la parte rotante, affinché ciò sia possibile devono essere

separate da uno spessore d'aria detto tra ferro. Nella superficie interna dello statore è presente

una coppia di cavi a 180 ° tra loro, andremo a dimostrare come realizzare un campo magnetico

rotante utilizzando cave avvolgimenti di statore, infatti per produrre un campo magnetico rotante

bisogna avere corrente rotante e tre cavi sfasate di 120 °, Ipotizzando ogni cava con n spire

possiamo sovrapporre gli effetti dovuti alle tre correnti e ottengo il campo magnetico rotante:

3

(,

) = ( − )

*+* 2

14-15) La risonanza

Se consideriamo un circuito semplice con una resistenza un condensatore e un’induttanza in serie,

il tutto alimentato da un generatore di tensione ideale di tipo sinusoidale, possiamo individuare

l'impedenza generata dalla resistenza dall' induttanza e dal condensatore.

1

= + ( − )

Dove il secondo termine del secondo membro è detto reattanza ed è indicato con la lettera X, Tale

termine è composto da una parte induttiva e da una capacitiva.

La reattanza totale si annulla quando XL=XC, questa condizione viene detta risonanza:

1 1 1

= = ℎ =

# #

2√

√

In tale condizione rimane solo la parte resistiva R.

Se invece prendiamo ora gli stessi componenti del circuito e li disponiamo in parallelo accade che

avremmo una condizione di antirisonanza, cioè massima impedenza e minima corrente.

16) Teorema di Thevenin per l’analisi dei circuiti elettrici: enunciato ed esempio di applicazione

Data una rete attiva accessibile con due morsetti A e B questa può essere considerata equivalente

ad un circuito semplice costituito da un generatore ideale di tensione pari alla tensione a vuoto tra

A e B in serie con un resistore, detta resistenze equivalente della rete passiva. Se volessimo

formalizzare l'enunciato possiamo dire che un circuito resistivo lineare, accessibile da due

terminali, è equivalente ad un generatore indipendente di tensione in serie a un resistore. La

tensione del generatore e la tensione che si ha tra i terminali, quando sono aperti (tensione a

vuoto). La resistenza del resistore e la resistenza equivalente al circuito con i generatori

indipendenti spenti.

17) Il metodo dei nodi e il metodo delle maglie per l’analisi dei circuiti elettrici. Ricavare il metodo di

analisi matriciale a partire dalle LKC e LKT. Esempio di applicazione.

Metodo dei nodi

Il metodo dei nodi può essere applicatosolo.se nel circuito sono presenti solamente generatori di

corrente, mentre eventuali generatori di tensione in se