Docente/i: Francesco Benzi  

Denominazione del corso: Macchine e azionamenti elettrici()
Codice del corso: 502582
Corso di laurea: Ingegneria Industriale
Sede: Pavia
Settore scientifico disciplinare: ING-IND/32 - ING-IND/35
L'insegnamento è caratterizzante per: Ingegneria Industriale
L'insegnamento è affine per: Ingegneria Industriale
Crediti formativi: CFU 12
Sito web del corso: n.d.

Obiettivi formativi specifici

Il corso si propone di fornire la conoscenza dei principi teorici e dei principali aspetti applicativi delle macchine che realizzano la conversione elettromeccanica, ovvero delle macchine elettriche, in modo specifico per le applicazioni di potenza in ambito industriale e civile, nelle diverse tipologie di conversione elettrica/elettrica; elettrica/meccanica; meccanica/elettrica. Il corso si propone in particolare di fornire la conoscenza dei principali tipi di macchine ed azionamenti elettrici (in corrente alternata e continua), compresi gli alternatori e i trasformatori elettrici, descrivendo, per ognuna delle tipologie principali, gli aspetti costruttivi e i principi di funzionamento.

Programma del corso

Principi di conversione elettromeccanica
Concetto di conversione. Tipi di conversione: elettrica/elettrica, elettrica/meccanica, meccanica/ elettrica, meccanica/meccanica. Bilancio energetico e rendimento. Le equazioni generali di funzionamento di circuiti mutuamente accoppiati. Calcolo delle induttanze.

Principi di funzionamento delle macchine elettriche rotanti
Equazioni generali di funzionamento di circuiti mutuamente accoppiati a concatenamento variabile. Calcolo delle induttanze per circuiti magnetici isotropi e anisotropi con diversi tipi di avvolgimenti concentrati e distribuiti. Equazioni di funzionamento di trasduttori elementari a traferro costante e a traferro anisotropo, con collettore a lamelle. Coppia istantanea e coppia media. Condizioni di coppia media non nulla. Campo magnetico rotante con avvolgimenti bifasi e trifasi. Passaggio dal trasduttore elementare alla macchina elettrica industriale.

Materiali per le macchine elettriche
Tipologie, caratteristiche fisiche e parametri applicativi dei principali materiali utilizzati per le macchine elettriche: materiali conduttori, materiali ferromagnetici, materiali isolanti.

Caratteristiche applicative delle macchine e degli azionamenti elettrici
Caratteristiche nominali delle macchine elettriche. Norme e tipi di servizio. Comportamento termico delle macchine elettriche e sistemi di raffreddamento.

I trasformatori elettrici
Equazioni di funzionamento in regime comunque variabile. Il trasformatore ideale. Il trasformatore monofase. Il trasformatore trifase. Funzionamento in regime alternato sinusoidale. Funzionamento a vuoto e in corto circuito. Tipo di collegamenti tra gli avvolgimenti. Parallelo di trasformatori. Autotrasformatore.

Macchine asincrone
Aspetti costruttivi della macchina asincrona, sua importanza e applicazioni. Modello generale e circuito equivalente per il funzionamento a regime. Definizione dello scorrimento e principali condizioni di funzionamento come motore. Caratteristica meccanica a tensione e frequenza costante: coppia e potenza. Regolazione della velocità. Motore asincrono monofase.

Macchine sincrone
Aspetti costruttivi della macchina sincrona, sua importanza e applicazioni. Modello generale e circuito equivalente per il funzionamento a regime. Regolazione della potenza attiva e reattiva. Funzionamento da alternatore. Diagrammi vettoriali per il funzionamento a regime. Applicazioni e possibilità di regolazione della velocità dei motori sincroni.

Macchine in corrente continua
Aspetti costruttivi delle macchine a collettore a corrente continua e principio di funzionamento. Caratteristiche di eccitazione. Modello generale, equazioni per il funzionamento a regime. Caratteristiche elettromeccaniche e meccaniche delle macchine ad eccitazione indipendente. Reazione d'armatura e compensazioni.

Prerequisiti

Conoscenze della teoria dei circuiti, del campo magnetico e dei circuiti magnetici. Principi di meccanica.

Tipologia delle attività formative

Lezioni (ore/anno in aula): 76
Esercitazioni (ore/anno in aula): 16
Attività pratiche (ore/anno in aula): 8

Materiale didattico consigliato

F. Benzi. Dispense del corso.

G. Petrecca, E. Bassi, F. Benzi. . La teoria unificata delle macchine elettriche rotanti. . CLUP, 1984.

Modalità di verifica dell'apprendimento