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FONDAMENTI DELL’ ANALISI DEI SISTEMI TRIFASI. Rappresentazione grafica di un sistema elettrico. Modelli matematici di primo livello del sistema elettrico: Bipolo doppio bipolo ed n-bipolo nodi. Rappresentazione grafica di un sistema elettrico. Bear Valley. Mouse City. Duck City.
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FONDAMENTI DELL’ ANALISI DEI SISTEMI TRIFASI • Rappresentazione grafica di un sistema elettrico. • Modelli matematici di primo livello del sistema elettrico: • Bipolo • doppio bipolo ed n-bipolo • nodi
Bear Valley Mouse City Duck City
BEAR VALLEY DUCK CITY MOUSE CITY
B DB nB nB B B N B
7 G 6 Duck City T 1 Bear Valley 3 L G L 2 4 T 5 L T C C I1 V1 I2 Mouse City V3 I3 V2
IPOTESI SUI MODELLI DI PRIMO LIVELLO • Legami lineari tra tensioni e correnti • Modelli validi per l’analisi del funzionamento in regime sinusoidale costante o del funzionamento in condizioni dinamiche “lentamente variabili”
I1 I2 I3 B V1 V2 V3
I1 Z10 1 Zm12 V1 I2 0 Z20 2 Zm23 Zm31 I3 Z0n Z30 V2 3 V3 I1+ I2+ I3 n
If Ef Vf Zf
I1h V1h I1k I2h I2k V1k I3h V2h I3k V3h V2k V3k
If(k) If(i) [zf] Vf(i) Vf(k)
MODELLO DEL DOPPIO BIPOLO (caso particolare del n-bipolo)
Ip1 Ia1 Ip2 Ia2 Ip3 DB Ia3 Vp2 Va1 Vp1 Va2 Vp3 Va3
If(a) If(p) Vf(a) Vf(p)
Ia Ip Va Vp
Descrizione mediante “impedenze a vuoto” é Z Z ù é V ù é I ù pp pa p p × = ê ú ê ú ê ú Z Z V I ë û ë û ë û ap aa a a
Descrizione mediante “ammettenze in cortocircuito” Y Y é ù I V é ù é ù pp pa p p × = ê ú ê ú ê ú Y Y I V ë û ë û ë û ap aa a a
Descrizione mediante “costanti di trasmissione” é V ù V é ù é A B ù p a × = ê ú ê ú ê ú I I C D ë û ë û ë û p a
La matrice : A B é ù [ ] a = ê ú C D ë û viene chiamata “matrice di trasmissione”
IDENTIFICAZIONE DELLE COSTANTI DI TRASMISSIONE • Prova a vuoto • Prova in corto circuito
Ip0 Ia0= 0 A B Vp0 Va0 C D PROVA A VUOTO 0 0 V I p p A = C = 0 0 V V a a
IpCC IaCC A B VpCC C D PROVA IN CORTO CIRCUITO VaCC= 0 cc cc V I p p B = D = cc cc I I a a
Relazioni tra le costanti di trasmissione, impedenze a vuoto e ammettenze in cortocircuito Z Y Z Zpp 1 pp aa aa A = = - B = Z - = pa Z Y Z Y ap ap ap pa Y Y Y Z 1 aa pp pp aa C = = Y - D = - = pa Z Y Z Y ap pa ap pa
RELAZIONE TRA LE COSTANTI DI TRASMISSIONE Y Z A B é ù pa pa det = AD - BC = - = - ê ú Y Z C D ë û ap ap
Ip Ia = Va Vp=0 Vp Va=0 Condizione di reciprocità Se : Allora : Zap = Zpa e Yap = Ypa ; AD - BC = -1
INVERSIONE DEL DOPPIO BIPOLO V é ù V é ù A B é ù p a × = ê ú ê ú ê ú I I C D ë û ë û ë û p a - 1 V é ù V é ù A B é ù p a × = ê ú ê ú ê ú I I C D ë û ë û ë û p a ove: - 1 é A B ù é D -B ù é -D B ù 1 × = = ê ú ê ú ê ú [ ] det a C D -C A C -A ë û ë û ë û
SIMMETRIA DI UN DOPPIO BIPOLO Un doppio bipolo si dice “simmetrico” se coincide col suo inverso, ossia se: - 1 A B A B -D B é ù é ù é ù = = ê ú ê ú ê ú C D C D C -A ë û ë û ë û ossia se: A = - D
CONDIZIONI DI SIMMETRIA DI UN DOPPIO BIPOLO IN TERMINI DI IMPEDENZE A VUOTO O DI AMMETTENZE IN CORTO CIRCUITO A = - D Yaa = Ypp Zaa = Zpp
RETI EQUIVALENTI A TRE POLI DI UN DOPPIO BIPOLO ALMENO SIMMETRICO O RECIPROCO • Rete equivalente a “” • Rete equivalente a “T”
RETE EQUIVALENTE A ““ p a Z*pa Z*pp Z*aa 0
RELAZIONI TRA COSTANTI DI TRASMISSIONE E IMPEDENZE DELL’EQUIVALENTE A “” ì ì Z* + Z* aa pa ï Z* = - B A = ï pa Z* ï ï aa ï ï B B = - Z* Z* = í í pa aa 1 - A ï ï Z* + Z* B ï ï pp pa D = - Z* = ï ï pp Z* î 1 + D î pp
RETE EQUIVALENTE A “T“ p a Zp0 Za0 Z00 0
RELAZIONI TRA COSTANTI DI TRASMISSIONE E IMPEDENZE DELL’EQUIVALENTE A “T” Z + Z ì 1 ì p0 00 A = ï Z = ï 00 Z C 00 ï ï ï ï 1 -D - 1 C = Z = í í a0 Z C ï ï 00 A - 1 ï ï Z + Z Z = a0 00 D = - ï ï p0 î C Z î 00
Ip Ia Ic A B Zc Vp Va Vc C D V -AZ + B p c Z = = p I -CZ + D p c
IMPEDENZA ITERATIVA DI UN DOPPIO BIPOLO E’ l’impedenza che, collegata alla porta di arrivo riduce il bipolo ad una impedenza dello stesso valore.
CALCOLO DELL’IMPEDENZA ITERATIVA -AZ + B it Z = it -CZ + D it ( ( ) ) 2 ± - A + D A + D - 4BC Z = it 2C
IMPEDENZA CARATTERISTICA Nel caso di simmetria del doppio bipolo vale: A + D = 0 In tal caso l’impedenza iterativa si chiama: “IMPEDENZA CARATTERISTICA” e vale: -B Z = c C
I1b V1b I2b V2b I1a I3b V3b I2a I3a I1c V1a V2a I2c V3a I3c V1c V2c V3c