macchine sincrone - Ezio Santini Personale

MACCHINE SINCRONE
MACCHINE SINCRONE
EZIO SANTINI
Professore
Corsi di laurea in Ingegneria Elettrica ed Energetica
Sapienza - Università di Roma
A. A. 2012-2013
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MACCHINE SINCRONE
a corona
b nucleo acciaio
c espansione polare
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MACCHINE SINCRONE
1 nucleo statorico
2 cava
3 conduttore
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MACCHINE SINCRONE
a corona di induttore
b cava di induttore
c conduttore induttore
d dente di rotore
e traferro
f dente di statore
g cava di statore
h corona di statore
i conduttore di indotto
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MACCHINE SINCRONE
a corona di induttore
b nucleo polare
c espansione polare
d avv.to eccitazione
e traferro
f dente di statore
g cava di statore
h corona di statore
i conduttore di indotto
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MACCHINE SINCRONE
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MACCHINE SINCRONE
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MACCHINE SINCRONE
La forza magnetomotrice (f.m.m.) relativa ad una linea chiusa
qualsiasi viene definita come la corrente totale che si concatena
con tale linea ed è la causa del campo magnetico presente
lungo la linea. Nelle macchine elettriche rotanti sono presenti gli
avvolgimenti di statore e di rotore che si affacciano al traferro; la
corrente che circola in tali avvolgimenti è la causa del campo
magnetico presente nel traferro tra statore e rotore. La forza
magnetomotrice al traferro, nel seguito indicata col simbolo M,
relativa ad un avvolgimento (di statore o di rotore, o ad una
singola fase di uno di tali avvolgimenti) viene definita nel
seguente modo:
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MACCHINE SINCRONE
La differenza di f.m.m. tra due punti generici del traferro è pari
alla corrente che circola nell’avvolgimento considerato, che si
concatena con una linea chiusa avente due lati rettilinei (diretti
lungo y) che attraversano il traferro nei due punti considerati e
due lati curvilinei qualsiasi che giacciono rispettivamente nelle
corone di statore e di rotore. La differenza di f.m.m. va fatta tra il
valore della f.m.m. nel punto in cui la linea attraversa il traferro
nel verso dal rotore allo statore ed il valore della f.m.m. nell’altro
punto.
Il valore medio della f.m.m. su tutto il traferro deve essere nullo.
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MACCHINE SINCRONE
M A  M B  ni
M A  MC  0
M A  M D  ni
2 pM Al  M B l   0; M A  M B  0
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ni
M A  MC 
2
ni
MB  MD  
2
H ( x) 
M ( x)

Dalla precedente si osserva come nelle ipotesi fatte, che hanno permesso
di linearizzare il problema, il campo magnetico in un punto del traferro può
essere calcolato dal valore della la f.m.m. in quel punto, semplicemente
dividendolo per lo spessore del traferro in quel punto. E’ da notare che la
f.m.m è una grandezza che dipende unicamente dal valore della corrente
che circola nell’avvolgimento a dalla distribuzione delle cave lungo il
traferro, al contrario del campo magnetico che in generale dipende anche
dalla geometria del sistema e dal materiale delle corone di statore e di
rotore. Inoltre la f.m.m. relativa alle correnti di due avvolgimenti qualsiasi
risulta sempre pari alla somma delle due f.m.m. dei singoli avvolgimenti,
cosa che è vera per il campo magnetico generato, unicamente trascurando
la non-linearità del materiale.
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La prima armonica dello sviluppo in Serie di Fourier della f.m.m. al
traferro generata da una fase, supponendo 1 cava per polo, risulta
quindi:
 x 
M 1 ( x) 
cos 

 
2ni
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a ferro e cave di statore
b testate
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c ferro di rotore
d ferro e cave di rotore
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LA DOPPIA REATTANZA – POTENZA E COPPIA
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FG  OC  E0 / X d
Xd  Xq
OF
CG
OS  OA
 OA
V
AB
AB
Xd Xq
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V
OA 
Xd
CG  AG cos   AD cos   X d  X q  I cos 
AB  X q  I cos 
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Xd  Xq
OS
E0
GH  FG sin  
sin 2 
sin   V
sin 2
2
Xd
Xd Xq
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 E0V

2 Xd  Xq
P  3VI cos   3VGH  3
sin   V
sin 2 
Xd Xq
 X d

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
P
3 p  E0V
2 Xd  Xq
T

sin   V
sin 2 

 / p   X d
Xd Xq

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CARATTERISTICA DI CORTO CIRCUITO
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CARATTERISTICA DI CORTO CIRCUITO
E REATTANZA SINCRONA
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MACCHINE SINCRONE
CARATTERISTICHE DI CARICO
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MACCHINE SINCRONE
CARATTERISTICHE ESTERNE
CARICHI
1. resistivo
2. resistivo-induttivo
3. Induttivo puro
4. Capacitivo puro
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CARATTERISTICHE DI REGOLAZIONE
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MACCHINE SINCRONE
INSERZIONE IN RETE
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MACCHINE SINCRONE
INSERZIONE IN RETE
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