29247 - MACCHINE ELETTRICHE T

Conoscenze e abilità da conseguire

Fornire adeguate conoscenze metodologiche ed operative per lo studio delle macchine elettriche maggiormente diffuse in ambito civile ed industriale, con particolare riguardo alle problematiche di carattere elettromagnetico, consentendo allo studente di acquisire criteri per la scelta e l'ottimizzazione delle prestazioni. Saranno inoltre forniti elementi di base relativamente alla regolazione della velocità di funzionamento.

Contenuti

Prerequisiti

Sono richieste le conoscenze di base di elettrotecnica.

Programma

Introduzione
Richiami sulle principali proprietà dei materiali conduttori, dielettrici e ferromagnetici impiegati nella realizzazione delle macchine elettriche. Generalità sulle perdite nelle macchine elettriche e sullo smaltimento del calore.

Trasformatori
Trasformatori monofase: principio di funzionamento, modello semplificato, perdite per correnti parassite nel nucleo, modello con correnti parassite nel nucleo, modello con correnti parassite e saturazione, circuito equivalente riportato a primario e riportato a secondario, funzionamento a vuoto, funzionamento a carico, condizioni nominali, prove sui trasformatori, dipendenza della tensione secondaria dal carico, perdite nei trasformatori, parallelo dei trasformatori, struttura, smaltimento del calore, trasformatori di misura, autotrasformatori.
Trasformatori trifase: collegamento degli avvolgimenti, definizione di gruppo orario, modello matematico, circuiti equivalenti, struttura, funzionamento a vuoto, funzionamento con carichi squilibrati, prove sui trasformatori, dipendenza della tensione secondaria dal carico, parallelo dei trasformatori, autotrasformatori.

Macchine in corrente continua
Generalità, struttura ferromagnetica, avvolgimento d’eccitazione, avvolgimento d’armatura, spazzole e collettore, reazione d’armatura, coppia elettromagnetica, modello matematico dinamico e stazionario, commutazione, poli di ausiliari, avvolgimenti compensatori, connessioni del circuito d’eccitazione, caratteristica esterna dei generatori, caratteristica meccanica dei motori, macchine a magneti permanenti.

Macchine sincrone
Generalità, classificazione, principio di funzionamento. Macchine sincrone a rotore isotropo: struttura ferromagnetica, avvolgimenti di statore e di rotore, analisi del campo magnetico al traferro, modello matematico in regime sinusoidale simmetrico, reattanza sincrona, diagramma di Behn-Eschemburg, espressione della coppia elettromagnetica. Macchine sincrone a poli salienti: struttura ferromagnetica, modello matematico in regime sinusoidale simmetrico, reattanze sincrone lungo gli assi longitudinale e trasversale, diagramma di Arnold-Blondel, espressione della coppia elettromagnetica. Limiti di stabilità delle macchine sincrone in regime statico e dinamico, oscillazioni pendolari, avvolgimenti smorzatori. Funzionamento di un generatore sincrono in parallelo ad una rete di potenza infinita. Introduzione alle macchine sincrone a magneti permanenti.

Macchine asincrone
Generalità, classificazione, principio di funzionamento, struttura ferromagnetica, avvolgimenti di statore e di rotore, analisi del campo magnetico al traferro, scorrimento, modello matematico in regime sinusoidale simmetrico, circuito elettrico equivalente, espressione della coppia elettromagnetica, caratteristica meccanica, macchine asincrone con rotore a gabbia di scoiattolo, avviamento e regolazione della velocità. La macchina asincrona monofase: principio di funzionamento, modello matematico, circuito elettrico equivalente, problematiche d’avviamento.

Testi/Bibliografia

Non è necessario l’acquisto di testi specifici. I file PDF delle diapositive di Power Point proiettate durante il corso sono indispensabili e sufficienti per la preparazione dell’esame e sono disponibili in rete sulla piattaforma IOL. Per ulteriori approfondimenti si consiglia:

Titolo: Conversione elettrica ed elettromeccanica dell’energia
Autori: B. Brunelli
Editore: Pitagora (Bologna)

Titolo: Macchine elettriche
Autori: A. E. Fitzgerald, C. Kingsley, A. Kusko
Editore: Franco Angeli

Titolo: Costruzioni elettromeccaniche (Vol. I e II)
Autori: E. Di Pierro
Editore: Edizioni Scientifiche Siderea (Roma)

Titolo: Macchine elettriche
Autori: L. Fusco, D. Iannuzzi, E. Pagano, L. Piegari
Editore: Liguori Editori (Napoli)

Titolo: Electrical machines (Vol. I e II)
Autori: M. Kostenko, l. Piotrovsky
Editore: Mir Publishers (Moscow)

Titolo: The nature of polyphase induction machines
Autori: P. L. Alger
Editore: John Wiley and Sons (New York)

Metodi didattici

Le lezioni frontali in aula sono integrate con esercitazioni al calcolatore (MATLAB-Simulink, FEMM). Durante tali esercitazioni, gli studenti potranno analizzare in dettaglio il comportamento elettromagnetico delle macchine elettriche.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L’esame consiste di una prova orale, basata su 4 domande.

Strumenti a supporto della didattica

Le lezioni sono svolte con l'ausilio di PC e videoproiettore (Power Point). Sulla piattaforma IOL sono disponibili i file PDF delle diapositive di Power Point proiettate durante il corso. Le esercitazioni sono svolte al calcolatore (MATLAB-Simulink, FEMM).

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Angelo Tani