1) A.E. Fitzgerald, C. Kingsley, and A. Kusko, " Electric Machinery", New York: McGraw-Hill Book Company, 1971.
2) L.W. Matsch and J.D. Morgan: Electromagnetic and Electromechanical Machines, New York: John Wiley & Sons, 1987.
3) S. Crepaz, "Macchine Elettriche", CittàStudi, 1997
Obiettivi Formativi
Conoscenza e capacità di comprensione relative a:
(1) Leggi fondamentali dell'elettromagnetismo, analisi di circuiti monofase, bifase e trifase in C.A. e di circuiti in C.C., sia in condizioni di regime sia in transitorio.
(2) Principio di funzionamento, comportamento elettromagnetico e meccanico delle principali macchine elettriche, statiche e rotanti, in corrente alternata e in corrente continua: trasformatori, motori e generatori in C.A. sincroni e asincroni, motori e generatori in C.C..
(3) Modalità di esecuzione di prove sperimentali e misure sulle macchine.
Capacità di applicare le conoscenze al fine di ricavare i modelli matematici relativi al funzionamento delle macchine elettriche trattate.
Capacità di applicare le conoscenze al fine di determinare i parametri del circuito equivalente e le caratteristiche di funzionamento delle macchine elettriche.
Capacità di applicare le conoscenze al fine scegliere le macchine per diverse applicazioni, facendo uso delle specifiche tecniche riportate nei manuali.
Prerequisiti
Tecniche di analisi dei circuiti monofase e trifase in regime stazionario e transitorio.
Metodi Didattici
Lezioni ed esercitazioni in aula supportate da videoproiettore, lavoro di gruppo in laboratorio, tutoraggio in forma di assistenza individuale.
Altre Informazioni
Al termine del modulo gli allievi sapranno scegliere trasformatori, generatori e motori per le applicazioni industriali e disporranno degli strumenti utili ad eseguire prove sulle macchine elettriche per determinarne le caratteristiche principali.
Modalità di verifica apprendimento
Prove intermedie accessibili solo agli studenti frequentanti;
Esame orale costituito da domande teoriche volte ad accertare:
- la conoscenza del principio di funzionamento, comportamento elettromagnetico e meccanico delle principali macchine elettriche, statiche e rotanti, in corrente alternata e in corrente continua: trasformatori, motori e generatori in C.A. sincroni e asincroni, motori e generatori in C.C.
- la conoscenza delle modalità di esecuzione di prove sperimentali e misure sulle macchine.
- la capacità di applicare le conoscenze al fine di ricavare i modelli matematici relativi al funzionamento delle macchine elettriche trattate.
- la capacità di applicare le conoscenze al fine di determinare i parametri del circuito equivalente e le caratteristiche di funzionamento delle macchine elettriche .
- la capacità di applicare le conoscenze al fine scegliere le macchine per diverse applicazioni, facendo uso delle specifiche tecniche riportate nei manuali.
Programma del corso
1) Parte preliminare: Conversione elettromeccanica dell'energia; Analisi dei cicuiti bifase e trifase; Potenza dei Circuiti bifase e trifase; Trasformazione di coordinate.
2) Trasformatore:
Trasformatore a due avvolgimenti. Perdite nel ferro, corrente magnetizzante. Reattanza di dispersione. Circuito equivalente lineare. Diagramma fasoriale. Caduta di tensione. Collegamenti dei trasformatori trifase. Prove a vuoto ed in cortocircuito. Determinazione dei parametri del circuito equivalente. Rendimento. Parallelo dei trasformatori. Autotrasformatori. Trasformatori di misura.
3) Macchina sincrona:
Macchine sincrone a rotore cilindrico. Rappresentazione delle onde di f.m.m. al traferro. Induttanze di fase. Mutue induttanze. Equazione vettoriale della macchina sincrona. Induttanza magnetizzante. Induttanza sincrona. Equazione fasoriale della macchina sincrona. Circuito equivalente in condizioni di regime. Campi magnetici rotanti. Diagramma vettoriale e fasoriale di un generatore sincrono a rotore cilindrico. Coppia elettromagnetica, caratteristica potenza angolo. Prove a vuoto, in cortocircuito e a fattore di potenza zero. Triangolo di Potier. Reattanze saturate. Macchina a poli salienti. Caratteristiche dei motori sincroni ed applicazioni.
4) Macchina asincrona:
Rotori avvolti e rotori a gabbia di scoiattolo. Equazioni vettoriali della macchina asincrona, scorrimento. Induttanza magnetizzante. Circuito equivalente a regime. Relazione coppia-scorrimento. Prove a vuoto meccanico e a rotore bloccato. Determinazione dei parametri del circuito equivalente. Rendimento. Avviamento e frenatura, controllo di velocità. Cenni sui motori monofase ad induzione.
5) Macchiana a corrente continua:
Avvolgimenti di armatura, avvolgimento di eccitazione, reazione di armatura. Poli ausiliari, avvolgimento compensatore. Macchine ad eccitazione separata, macchine con eccitazione in derivazione, macchine con eccitazione serie, macchine con eccitazione compound. Caratteristiche esterne dei generatori. Caratteristiche coppia velocità dei motori. Avviamento e frenatura dei motori, regolazione della velocità. Regolazione della velocità a tensione variabile.