MOTORE ASINCRONO

1. MOTORE ASINCRONO Allievi Meccanici

2. Motore asincrono Campo rotante, circuito equiv.nte, caratt.ca meccanica, avviamento e regolazione

3. Un sistema elettromeccanico Se il rotore ruota con velocità Scorrimento

4. Genesi statica campo rotante; avvolgimento trifase concentrato

5. Poli creati da un avvolgimento monofase concentrato

6. Campo creato da un avvolgimento monofase concentrato

7. Legge di Ampére Nel caso di N spire in serie di un avvolgimento attraversate dalla corrente i e concatenate con λ, si ha: Se supponiamo nel ferro si ha:

8. Campo magnetico creato da un avvolgimento concentrato su linea a → su linea b Su linea c

9. Campo magnetico creato da un avvolgimento concentrato Il diagramma di H (componente di secondo la normale entrante nella superf. interna di statore) a meno di μ0 fornisce anche l’analoga compon.te B di nel traferro Tale diagramma è definito a meno di una costante poiché deriva da un’integrazione. La posizione di tale diagramma rispetto all’asse delle ascisse può essere dedotta considerando la soleoinodalità di .

10. Campo magnetico creato da un avvolgimento concentrato Per la soleinodalità di il flusso dello stesso uscente dalla superficie chiusa S costituita dalla superficie interna di statore e dalle sue basi frontali è nullo: Il valore medio di B o di H è quindi nullo. R e L sono il raggio e la lunghezza della superficie interna di statore

11. Campo magnetico creato da un avvolgimento concentrato

12. Campo magnetico creato da un avvolgimento concentrato I sinusoidale

13. Campo magnetico creato da un avvolgimento concentrato L’avvolgim.to crea un campo a distribuzione spaziale sinusoidale. I massimi delle semionde positiva e negativa coincidono con la mezzeria dei poli sud e nord. L’asse neutro (B=0) con il piano dello avvolgim. concentrato

14. Campo magnetico creato da un avvolgimento distribuito

15. Campo magnetico creato da un avvolgimento distribuito Avvolgimento concentr. numero di spire in serie=N condut. x cava Avvolgim. distribuito B=B1+B2+B3→ dove Kw fattore d’avvolg.<1 e

16. Campo magnetico creato da un avvolgimento distribuito Il fattore di avvolgimento Kw dato da: consente di sostituire un avvolgimento distribuito di spire con un avvolgimento concentrato equivalente di spire

17. Avvolgimento distribuito trifase

18. Genesi statica campo rotante; avvolgimento trifase (1 N e 1 S)

20. Calcolo campo risultante Il campo risultante deriva dalla somma dei 3 campi pulsanti di ciascuna fase

21. Calcolo campo risultante Applicando la relaz.ne trigonometrica si ottiene: dove

22. Campo rotante (Teorema di Galileo Ferraris) La relazione: esprime il teorema di Galileo Ferraris e rappresenta un campo rotante. Lo spostam. tra le curve (1) e (2) nel tempo è tale che: è la velocità del campo rotante

23. Coppie polari p > 1 Num. di poli=num. di semi onde=2p

24. Campo rotante per p>1 Teorema di G. Ferraris Lo spostam. tra le curve (1) e (2) nel tempo è tale che:

25. Teorema di Galileo Ferraris Rappresenta una distribuzione di p onde sinusoidali (corrispondenti a p poli Nord e a p poli Sud) viaggianti in senso orario lungo il traferro con velocità angolare:

26. Velocità del campo rotante Esprimendo la velocità in giri al minuto: si ottiene per : [giri/min] e vengono dette velocità di sincronismo del motore. Se f=50 Hz si ha: se p=1 o p=2 o p=3 si ha rispettivamente =3000 o 1500 o 750 giri al minuto

27. Flusso e f.e.m nello statore per effetto del campo rotante Flusso concatenato con una spira ϒ della fase 1 La f.e.m. e indotta nella stessa spira è data da:

28. Flusso e f.e.m nello statore per effetto del campo rotante La velocità relativa tra campo rotante e statore è ωc e la pulsazione della f.e.m. e è data dal prodotto di tale velocità relativa per p e cioè da ω=pωc. Analogamente si calcolano il flusso e la corrispondente f.e.m. per le fasi 2 e 3. I flussi concatenati con una spira delle fasi 1,2 e 3 costituiscono una terna simmetrica diretta; anche le corrispondenti f.e.m. costuiscono una terna simmetrica diretta.

29. Il funzionamento del motore Tipologie di rotore

30. Motore a rotore avvolto

31. Motore a gabbia

32. Motore a doppia gabbia

33. Il numero di poli del rotore Il numero di poli del rotore nel caso di motore a gabbia semplice e doppia è eguale a quello dello statore, poiché nell’avvolgimento rotorico i poli sono automaticamente indotti dal campo rotante statorico. Nel caso del rotore avvolto il numero di poli è determinato dalle modalità con cui sono collegati tra loro i conduttori nelle cave e quindi può essere anche diverso da quello di statore.

34. Funzionamento a macchina ferma

35. Flusso e f.e.m nel rotore a macchina ferma Il campo rotante produce un flusso di concatenato con una spira della fase 1 di rotore, supposta allineata con quella di statore, ancora dato da: avendo supposto il numero delle coppie polari del rotore eguali a quello dello statore. La pulsazione della fem (-dφϒ/dt) è ancora pari a ω.

36. Effetti delle f.e.m. nello statore e nel rotore a macchina ferma Il campo rotante statorico induce nello statore e nel rotore le f.e.m, espresse nel dominio dei fasori: dove è il flusso concat. con una spira, e le spire in serie per fase di statore e rotore, e i corrispondenti fattori d’avvolgimento. Le f.e.m indotte fanno circolare correnti nell’avvolgimento rotorico polifase, che, come nello statore, costituiscono un sistema simmetrico diretto%

37. Effetti delle f.e.m. nello statore e nel rotore a macchina ferma →nasce un campo rotante di reaz. avente la stessa velocità e lunghezza d’onda di quello statorico, se il numero di poli di statore e rotore sono eguali. I due campi rotanti sono pertanto sommabili e il campo risultante, sostenuto dalle correnti statoriche e rotoriche, ruota con la stessa velocità ωc. Si ha pertanto un accoppiamento trasformatorico tra statore e rotore. Le LKT di fase sono identiche a quelle del trasformatore in corto circuito

38. Effetti delle f.e.m. nello statore e nel rotore a macchina ferma che sono rappresentate da un circuito equiv. analogo a quello del trasformatore. In tali equazioni: è la resistenza di fase dell’avvolgimento statorico; l’induttanza di dispersione di fase dell’avvolgimento statorico; la resistenza di fase dell’avvolgimento rotorico; l’induttanza di dispersione di fase dell’avvolgimento rotorico.

39. Circuito equivalente a rotore fermo rapp. di trasformaz. Lminduttanza principale di statoreRm porta in conto le Pfe

40. Funzionamento a macchina in movimento

41. Un sistema elettromeccanico Se rotore ruota con velocità Scorrimento

42. F.e.m in un motore con p coppie polari Si è già visto che il flusso concat. con una spira dello statore e la f.e.m. in essa hanno una pulsazione data dal prodotto della velocità relativa tra campo rotante e stat. per il numero di coppie polari p dello statore ( ) . Un risultato analogo vale per il rotore.

43. Campo di reazione rotorico Se il numero di coppie polari del rotore è eguale a quello dello statore p, la pulsaz. delle f.e.m. indotte nel rotore è data da dove Se l’avvolgimento del rotore è polifase nasce un campo rotante di reazione rotorico, la cui velocità rispetto al rotore è ed allo statore %

44. Campo di reazione rotorico I due campi statorico e rotorico hanno la stessa lunghezza d’onda e ruotano con la stessa velocità rispetto allo statore. Si avrà quindi un campo rotante risultante , che si potrà sempre esprimere come: dove è sostenuto sia dalle correnti di statore che di rotore.

45. F.e.m. risultanti La f.e.m. risultante nello statore è data da: La analoga f.e.m. nel rotore è data da: L’operatore jsω rappresentativo della d/dt evidenzia che i fasori relativi al rotore rappresentano grandezze di pulsazione sω.

46. Reti equivalenti di statore e rotore

47. Rete equivalente di rotore

48. Rete equivalente di rotore

49. Circuito equivalente a T rapp. di trasformaz.

50. Simboli circuitali motore asincrono