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IN/0006 - MACCHINE ELETTRICHE

Anno Accademico 2017/2018

Docente
ALFONSO DAMIANO (Tit.)
Periodo
Secondo Semestre 
Modalità d'Erogazione
Convenzionale 
Lingua Insegnamento
 



Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[70/84]  INGEGNERIA ENERGETICA [84/00 - Ord. 2016]  PERCORSO COMUNE660
[70/87]  INGEGNERIA ELETTRICA ED ELETTRONICA [87/10 - Ord. 2011]  ELETTRICA660
[70/87]  INGEGNERIA ELETTRICA ED ELETTRONICA [87/40 - Ord. 2011]  ELETTRICA ON LINE660
Obiettivi

Il corso si propone di analizzare principi fondamentali di funzionamento delle macchine elettriche svilupparne la modellizzazione a regime permanente.

Conoscenza e capacità di comprensione :
Conoscenza approfondita e comprensione degli aspetti teorici e applicativi relativi ai processi di conversione dell’energia elettrica in meccanica
Conoscenza e capacità di comprensione applicate:
Capacità di analizzare il funzionamento operativo delle macchine elettriche in regime statico per impieghi in campo civile che industriale.
Autonomia di giudizio:
Capacità di valutare correttamente le performance delle varie tipologie di macchine elettriche , sulla base delle loro caratteristiche tecniche
Abilità comunicative:
Capacità di discutere, con interlocutori specialisti, delle problematiche inerenti le macchine elettriche nelle condizioni di funzionamento a regime.
Capacità di apprendere:
Capacità di apprendimento continuo, mediante la corretta interpretazione dei documenti tecnici e della bibliografia scientifica di settore

Prerequisiti

Conoscenza degli argomenti svolti nei corsi di Analisi,Fisica ed Elettrotecnica.

Contenuti

Introduzione al corso (1 ora di lezione frontale): descrizione del programma e delle modalità di svolgimento dell’esame.
Richiami alle leggi fondamentali dell’elettromagnetismo (6 ore di lezione frontale):
legge di Ampere, legge di Faraday Lenz, campi magnetici nella materia, proprietà dei materiali, materiali
utilizzati nei sistemi elettromagnetici e loro proprietà caratteristiche, legge di rifrazione delle linee di campo, energia immagazzinata nel campo magnetico e elettrico, pressione sulla superficie di separazione tra materiali a diversa permeabilità magnetica immersi in un campo magnetico. Analisi e confronto energetico tra le macchine elettrostatiche ed elettromagnetiche; fenomeni termici nei sistemi elettromagnetici e problematiche associate.

Il trasformatore (8 ore di lezione frontale e 2 ore di esercitazione)
Il trasformatore ideale. Il trasformatore lineare: caratteristiche costruttive, il flusso di mutuo accoppiamento,
il flusso di dispersione, funzionamento a vuoto, sotto carico e in corto circuito. Analisi funzionale ed
energetica. Il trasformatore reale: il nucleo ferromagnetico, le perdite nel ferro, la caratteristica magnetica;
funzionamento a vuoto, modello matematico e circuito equivalente, analisi funzionale ed energetica;
funzionamento sotto carico: determinazione del modello matematico; operazioni di riporto delle grandezze
al primario e/o al secondario; circuito equivalente; circuito equivalente semplificato; analisi funzionale ed
energetica;diagramma vettoriale. Determinazione dei parametri del trasformatore mediante le prove a vuoto
ed in corto circuito. Perdite e rendimento; Il trasformatore trifase: tipi di connessione e gruppi, il nucleo del trasformatore trifase; funzionamento a vuoto; funzionamento sotto carico.

Generalità sulle macchine rotanti (15 ore di lezione frontale e 4 ore di esercitazione)
I principi di conversione elettromeccanica dell’energia: conversione elettromagnetica dell’energia; Forze nelle macchine elettriche rotanti; legge di ampere microscopica; sistemi elettromeccanici con un solo avvolgimento di eccitazione; coppia di riluttanza; sistemi elettromeccanici con più avvolgimenti; struttura delle macchine elettriche, gli avvolgimenti elettrici ; il campo magnetico al traferro nelle macchine con rotore isotropo; le coppie polari; angoli elettrici e angoli meccanici; il flusso concatenato e le tensioni indotte; il coefficiente di autoinduzione al traferro;
La coppia elettromagnetica nelle macchine elettriche rotanti, metodo delle guaine equivalenti;

Macchina elettrica sincrona (10 ore di lezione frontale e 4 ore di esercitazione)
Caratteristiche costruttive; analisi e modellizzazione del funzionamento a vuoto: caratteristica a vuoto;
analisi e modellizzazione del funzionamento sotto carico; circuito equivalente della macchina elettrica
sincrona a poli lisci; funzionamento della macchina sincrona su rete di potenza prevalente; coppia
meccanica; stabilità della macchina elettrica sincrona; digramma circolare; funzionamento in corto circuito;
caratteristica di corto circuito; Macchina elettrica a poli salienti, teoria della doppia reazione, modello matematico della macchina elettrica sincrona a poli salienti; diagramma di Blondel, diagramma circolare della me sincrona a poli salienti; caratteristica a fattore di potenza zero e triangolo di Potier;

Macchina elettrica asincrona (8 ore di lezione frontale e 2 ore di esercitazione)
Caratteristiche costruttive; generalità; modello matematico, elettrico e meccanico; Funzionamento in regime
sinusoidale; Circuito equivalente ; Diagramma circolare

Metodi Didattici

Introduzione al corso (1 ora di lezione frontale)
Richiami alle leggi fondamentali dell’elettromagnetismo (6 ore di lezione frontale)
Il trasformatore (8 ore di lezione frontale e 2 ore di esercitazione)
Generalità sulle macchine rotanti (15 ore di lezione frontale e 4 ore di esercitazione)
Macchina elettrica sincrona (10 ore di lezione frontale e 4 ore di esercitazione)
Macchina elettrica asincrona (8 ore di lezione frontale e 2 ore di esercitazione)

Verifica dell'apprendimento

Sono previste due prove scritte da svolgersi: la prima durante il corso nei periodi definiti dalla Facoltà per tali attività e la seconda subito dopo la conclusione del corso. Tali prove hanno l''obiettivo di verificare l''apprendimento in itinere degli argomenti trattati precedentemente all''esecuzione delle prove. Inoltre è prevista una prova orale finale di verifica per l''accertamento e la verifica delle conoscenze non accertate durante le prove scritte o per le quali non risulti dai loro esiti sufficiente la preparazione.

Testi

I. Marongiu, E. Pagano “I Trasformatori” ed. LIGUORI Napoli
I. Marongiu, E. Pagano “Le Macchine Elettriche” ed. MASSIMO Napoli
M. Kostenko, L. Piotrovshy “Electrical Machines”
A.E. Fitzgerald, C. Kingsley “Electrical Machines”

Testi

I. Marongiu, E. Pagano “I Trasformatori” ed. LIGUORI Napoli
I. Marongiu, E. Pagano “Le Macchine Elettriche” ed. MASSIMO Napoli
M. Kostenko, L. Piotrovshy “Electrical Machines”
A.E. Fitzgerald, C. Kingsley “Electrical Machines”

Altre Informazioni

Come sistemi di supporto alla didattica verranno utilizzati presentazioni che verranno rese disponibili sul sito docente

Altre Informazioni

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