37772 - METODOLOGIE DI PROGETTAZIONE DELLE MACCHINE ELETTRICHE M

Conoscenze e abilità da conseguire

Il corso intende fornire agli studenti le competenze necessarie per affrontare le varie fasi della progettazione delle macchine elettriche. Vengono presentate le problematiche generali relative al dimensionamento, vengono esaminati i parametri che intervengono nel calcolo, vengono esposti i criteri di dimensionamento elettromagnetico e viene affrontato il calcolo termico delle macchine elettriche.

Contenuti

GENERALITÀ

Considerazioni generali sul dimensionamento delle macchine elettriche. Dati di specifica. Coefficienti di utilizzazione. Macchine geometricamente simili. Parametri che intervengono nel calcolo delle macchine elettriche. Fasi di progetto e verifica.

MATERIALI

Proprietà fisiche e tecnologiche dei materiali impiegati nella costruzione delle macchine elettriche. Materiali conduttori. Materiali magnetici: lamiere, Soft Magnetic Composite, Magneti permanenti. Dielettrici: solidi, fluidi.

PROBLEMATICHE TERMICHE CONNESSE ALLA PROGETTAZIONE DELLE MACCHINE ELETTRICHE

Trasmissione del calore per conduzione, convezione ed irraggiamento. Reti termiche equivalenti. Transitori termici nelle macchine elettriche. Tipi di servizio.

TRASFORMATORI

Il circuito magnetico dei trasformatori di potenza. Distribuzione delle sovratensioni di origine atmosferica sugli avvolgimenti dei trasformatori. Problematiche termiche particolari. Il progetto dei trasformatori di potenza.

MACCHINA ASINCRONA

Il calcolo dei parametri delle macchine elettriche rotanti in c.a..  Calcolo reattanza di dispersione in cava semichiusa con conduttori filiformi. Calcolo impedenza nel caso di conduttore massiccio in cava aperta. Calcolo parametri della doppia gabbia.

Progettazione della macchina asincrona, similitudini geometriche, effetto delle scelte dei parametri principali. Progetto libero. Progetto vincolato. Esempi di progettazione di macchina asincrona.

MOTORI BRUSHLESS di tipo rotante

Richiami sulle principali proprietà dei magneti permanenti. Impiego dei magneti permanenti nella costruzione delle macchine elettriche. Problematiche progettuali dei motori “brushless”. fem trapezia, fem sinusoidale, Calcolo fem armoniche, Provvedimenti per la riduzione della “cogging torque”, avvolgimenti a numero frazionario di cave per polo e per fase. Funzionamento a carico nominale ed in sovraccarico. Funzionamento in corto circuito.

Progettazione del motore brushless a magneti superficiali

 

ATTUATORI TUBOLARI

Tipologie di motori lineari, macchine tubolari.

Motori a magneti permanenti: relazioni progettuali e progettazione ottima.

Motori tubolari passo-passo. Analisi elettromagnetica, relazioni progettuali semplificate, algoritmi di calcolo automatico.

Testi/Bibliografia

K.Hameyer and R.Belmans: Numerical modelling and design of Electrical machines and devices, WITpress, Southampton, Boston.

M. Ramamoorty: Computer-aided Design of Electrical Equipment. John Wiley & Sons, New York.

E. S. Hamdi: Design of Small Electrical Machines. John Wiley & Sons, New York.

J. F. Gieras, M. Wing: Permanent Magnet Motor Technology. Marcel Dekker, Inc., New York, Basel.

D. Hanselman: Brushless Permanent Magnet Motor Design. The Writers' Collective, Cranstone, Rhode Island.

J. R. Hendershot, Jr. , T. J. E. Miller: Design of Brushless Permanent-Magnet Motors. Magna Physics Publishing and Clarendon Press, Oxford.

E. Di Pierro: Costruzioni Elettromeccaniche, Ed. Siderea, Roma.

Copia delle presentazioni in PowerPoint

Metodi didattici

Le esercitazioni svolte in aula presentano esempi di applicazione degli argomenti teorici trattati. Viene anche proposto lo svolgimento di temi specifici con discussione finale dell'elaborato.

Le esercitazioni al calcolatore che prevedono l'impiego di codici di calcolo ad elementi finiti vengono svolte in un'aula appositamente attrezzata.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame si articola nelle fasi:

a) Discussione di un elaborato contenente i calcoli numerici relativi al dimensionamento di una macchina elettrica.

b) Colloquio su argomenti oggetto delle lezioni del Corso.

Strumenti a supporto della didattica

Le lezioni vengono svolte in aula, principalmente con l'ausilio di videoproiettore o lavagna luminosa.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Giovanni Serra