INSEGNAMENTO: MACCHINE ELETTRICHE DOCENTE: PADULOSI OTTORINO e-mail: [email protected] Lingua di insegnamento ITALIANO n. CFU: 3 A.A.: 2013 - 2014 sede: POTENZA Semestre: SECONDO CONTENUTI Generalità sulle macchine elettriche. Perdite per effetto Joule, per isteresi e correnti parassite, meccaniche e per ventilazione nelle macchine elettriche. Trasformatori monofasi. Trasformatori trifasi. Trasformatori in parallelo. Motori e generatori asincroni. Macchine a corrente continua: motori e generatori. METODI DIDATTICI Lezioni frontali ed Esercitazioni TESTI DI RIFERIMENTO L. Olivieri, E. Ravelli, “Principi e Applicazioni di Elettrotecnica”, vol. 2, CEDAM Editrice, Padova 1990. S. J. Chapman, “Macchine Elettriche”, Gruppo Editoriale Jackson. G. Biasutti, “Macchine Elettriche”, Hoepli – Milano. G. Bobbio, S. Sammmarco, “Macchine Elettriche”, Petrini Editore – Torino. Dispense fornite dal docente. OBIETTIVI FORMATIVI Il corso si propone di fornire le conoscenze di base, metodologiche ed operative, per lo studio delle principali macchine elettriche. Vengono inoltre esaminate le loro caratteristiche di funzionamento nei diversi ambiti operativi. PREREQUISITI Si suggerisce di sostenere Analisi Matematica I e II, Geometria, Fisica I e II, Fisica Matematica, Elettrotecnica MODALITA’ DI VERIFICA DELL’APPRENDIMENTO Colloquio orale. PROGRAMMA ESTESO Generalità: Richiami sulle leggi dell'elettromagnetismo e sulle principali proprietà dei materiali conduttori, dielettrici e ferromagnetici impiegati nella realizzazione delle macchine elettriche. Cenni sui fenomeni termici transitori nelle macchine elettriche, normative di riferimento. Trasformatori: Forma e realizzazione dei circuiti magnetici e degli avvolgimenti. Definizioni relative ai flussi dispersi. Circuito elettrico equivalente, perdite nel ferro, saturazione del nucleo magnetico. Funzionamento in regime sinusoidale, diagramma vettoriale. Funzionamento a carico, potenza nominale e rendimento. Variazione di tensione da vuoto a carico. Prove a vuoto ed in corto circuito, determinazione dei parametri caratteristici. Funzionamento in parallelo, determinazione delle condizioni ideali. Trasformatore trifase, circuiti magnetici, tipo di collegamento degli avvolgimenti primari e secondari, gruppo di appartenenza. Funzionamento in regime sinusoidale simmetrico ed equilibrato. Macchine rotanti – Generalità: Forme costruttive delle macchine rotanti, nomenclatura, circuito magnetico. Avvolgimenti per corrente alternata. Distribuzione del campo magnetico al traferro. Il campo magnetico rotante. Calcolo della forza elettromotrice indotta. Avvolgimenti, fattore d'avvolgimento. Macchina asincrona: Generalità, struttura e nomenclatura. Principio di funzionamento. Funzionamento in regime sinusoidale, a vuoto ed a carico. Circuito elettrico equivalente. Bilanci energetici, rendimento. Diagrammi vettoriali. Espressione della coppia, coppia massima, stabilità. Prove sulla macchina. Macchine asincrone con rotore a gabbia di scoiattolo. Macchina a corrente continua: Generalità, struttura e nomenclatura. L'indotto a tamburo, spazzole e collettore. Cenni sugli avvolgimenti per macchine a corrente continua. Il funzionamento a vuoto. Il funzionamento a carico e la reazione d'armatura. Equazioni della macchina in regime dinamico e stazionario. Coppia elettromagnetica. La commutazione nel caso ideale. Connessioni del circuito di eccitazione. Caratteristiche esterne dei generatori, regolazione della tensione, eccitazione compound. Caratteristiche meccaniche dei motori. Reversibilità del funzionamento delle macchine. ALTRE INFORMAZIONI Si consigliano i seguenti testi per approfondimenti: S. Crepaz, “Macchine Elettriche”, clup – Milano. L. Ferraris, “Macchine Elettriche”, clup – Torino. COURSE: ELECTRICAL MACHINES TEACHER: PADULOSI OTTORINO e-mail: [email protected] LANGUAGE ITALIAN ECTS: 3 ACADEMIC YEAR: 2013 / 2014 Campus: potenza Semester: second TOPICS General information on electrical machines. Joule effect losses, due to hysteresis and eddy currents, and for mechanical ventilation in electrical machines. Single phase transformers. Three-phase transformers. Transformers in parallel. Asynchronous motors and generators. Current machines: motors and generators. TEACHING METHODS Lectures and laboratories TEXTBOOKS L. Olivieri, E. Ravelli, “Principi e Applicazioni di Elettrotecnica”, vol. 2, CEDAM Editrice, Padova 1990. S. J. Chapman, “Electrical Machines”, Gruppo Editoriale Jackson. G. Biasutti, “Macchine Elettriche”, Hoepli – Milano. G. Bobbio, S. Sammmarco, “Macchine Elettriche”, Petrini Editore – Torino. Lecture notes made by theacher. LEARNING OUTCOMES The course aims to provide basic knowledge, methodological and operational for the study of the main electrical machines. It shall also address their operating characteristics in different operating environments. REQUIREMENTS It is suggested to support Calculus I and II, Geometry, Physics I and II, Mathematical Physics, Electrical EVALUATION METHODS Oral examination. DETAILED CONTENT General: Bullets on the laws of electromagnetism and the main properties of conductors, dielectrics and ferromagnetic materials used in the production of electric machines. Outline of transient thermal phenomena in electrical machines, rules and regulations. Transformers: Form and realization of the magnetic circuit and the windings. Definitions relating to the cash missing. The equivalent electric circuit, the iron losses, saturation of the magnetic core. Operation in sinusoidal, vector diagram. Load operation, rated power and performance. Voltage change from no load to load. Evidence-load and short-circuit, determination of the characteristic parameters. Parallel operation, determination of the ideal conditions. Three-phase transformer, magnetic circuits, connection type of the primary and secondary windings, group. Operation in sinusoidal symmetrical and balanced. Rotating machinery – General: Types of construction of rotating machinery, nomenclature, the magnetic circuit. Windings for AC. Magnetic field distribution in the gap. The rotating magnetic field. Calculation of the induced electromotive force. Windings, winding factor. Asynchronous machine: General, structure and nomenclature. Principle of operation. Operation in sinusoidal, load and load. The equivalent electric circuit. Energy balances, performance. Vector diagrams. Expression of the couple, torque, stability. Tests on the machine. Induction motors with squirrelcage rotor. Direct current machine: General, structure and nomenclature. The armature drum, brushes and commutator. Work on the windings for current machines. The load operation. The load operation and the armature. Equations of the machine under dynamic and steady. Electromagnetic torque. The switching in the ideal case. Connections of the excitation circuit. Exterior Features of generators, voltage regulation, compound excitation. Mechanical properties of the motors. Reversibility of the operation of the machines. FURTHER INFORMATION We recommend the following texts for more information: S. Crepaz, “Macchine Elettriche”, clup – Milano. L. Ferraris, “Macchine Elettriche”, clup – Torino.