Il corso ha lo scopo di fornire agli studenti le conoscenze fondamentali relative al funzionamento delle principali macchine elettriche in corrente alternata. Il corso fornisce sia la parte teorica necessaria a comprendere i fenomeni alla base della conversione elettrica ed elettromeccanica dell'energia, sia gli strumenti ingegneristici necessari a valutare quantitativamente il comportamento delle macchine elettriche, sia nozioni generali relative alle principali applicazioni.

Sono previste le seguenti precedenze di acquisto:

• Elettrotecnica II

Sono considerate precedenze concettuali:

• Elettrotecnica I
• Fondamenti di meccanica applicata

• Generalità sul concetto di Macchina Elettrica e sul ruolo delle Macchine Elettriche nella realtà dei Paesi industrializzati.
• Trasformatori: breve desunzione della teoria di base dei trasformatori e parametri descrittivi convenzionali.
• Circuito equivalente e deduzione dei parametri principali.
• Il comportamento dei trasformatori monofase e trifase nelle principali tipologie di applicazione.
• Concetti generali sulla trasformazione elettromeccanica di energia e sui principi costruttivi per la generazione di coppia.
• Le macchine rotanti in corrente alternata come sede di circuiti magnetici ed elettrici
• Riconduzione dei fenomeni di macchina alla interazione di vettori di spazio.
• Le macchine ad induzione; riconduzione delle equazioni temporali ad equazioni ai vettori di spazio.
• Circuito equivalente isofrequenziale e principali proprietà.
• Cenno alla regolazione di velocità.
• Macchine sincrone; principi di funzionamento ed equazioni di macchina.
• Circuito equivalente.
• Principali situazioni di funzionamento e proprietà desumibili di interesse di base.

Testo di riferimento per i contenuti delle videolezioni:

• L. Ferraris, Macchine Elettriche, CLUT (volumi I e II)

Per gli studenti che intendessero approfondire o ampliare le conoscenze relative a particolari aspetti svolti nelle videolezioni si indicano i seguenti testi di riferimento:

• Fitzgerald, Kinsley, Electric machinery,Mc Graw-Hill, New York
• L. Olivieri, E. Ravelli, Macchine elettriche,CESAM, Padova.

Questa raccolta di dispense, prodotta ad uso interno, è stata utilizzata per i tutorati dei Corsi Universitari a Distanza. Ne è vietata la riproduzione e qualsiasi forma di commercializzazione.

Le dispense delle esercitazioni sono disponibili presso POLITEKO.

Sono disponibili presso la segreteria didattica le copie cartacee delle slides del corso.

Informazioni sul formato PDF

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• Lezione 19 ( 366 KB)
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• Lezione 22 ( 297 KB)
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• Lezione 25 ( 289 KB)
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• Lezione 30 ( 246 KB)
• Lezione 31 ( 254 KB)
• Lezione 32 ( 281 KB)
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• Lezione 38 ( 253 KB)
• Lezione 39 ( 267 KB)
• Lezione 40 ( 399 KB)

Il materiale è stato messo a disposizione dal Prof. Ferraris, titolare del copyright
In caso di problemi è possibile accedere direttamente alla directory contenete i file:

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Videocorso utilizzato:

• Prof. Paolo Ferraris, Politecnico di Torino

• [1.] Introduzione al corso. Il concetto moderno di Macchine Elettriche
• [2.] Le Macchine Elettriche ed il loro ruolo nel contesto dello sviluppo di una nazione
• [3.] La trasformazione elettromagnetica di energia ed i problemi di ingegnerizzazione
• [4.] Il trasformatore monofase: problemi realizzativi e tecnologici
• [5.] Idealizzazione di un trasformatore monofase ed impostazione delle equazioni di funzionamento
• [6.] Le equazioni del trasformatore ideale; la classificazione dei flussi concatenati reali
• [7.] Trasformatore monofase: un circuito equivalente non dissipativo
• [8.] Trasformatore monofase privo di perdite nel ferro: circuiti equivalenti alternativi e funzionamento come adattatore di impedenza
• [9.] Trasformatore in regime sinusoidale: considerazioni sui flussi e sugli effetti della frequenza
• [10.] Le perdite nel ferro nei trasformatori e nelle macchine in regime sinusoidale
• [11.] La configurazione dei flussi dispersi e le associate perdite addizionali
• [12.] Le perdite addizionali nelle macchine dovute a correnti parassite e loro modellizzazione nei trasformatori
• [13.] Fattori tecnologici nella realizzazione di trasformatori monofasi
• [14.] La determinazione sperimentale dei parametri. Elementi desumibili dalla prova a vuoto
• [15.] Determinazione sperimentale del circuito equivalente e deduzione di criteri per l'adattamento a sistemi di misura
• [16.] Uso pratico dei dati di targa dei trasformatori e deducibilità del circuito equivalente reale attraverso il "Teorema di dualità"
• [17.] I trasformatori trifasi: considerazioni realizzative e problemi di collegamento tra le fasi
• [18.] Le configurazioni circuitali dei trasformatori trifasi e problematiche associate; la riconduzione allo studio di sistemi stella-stella
• [19.] Il circuito equivalente trifase in funzionamento regolare e classificazione secondo le norme CEI
• [20.] Funzionamenti anomali di trasformatori trifase. Il ruolo dell'impedenza omopolare e della presenza di connessioni a triangolo
• [21.] Problematiche inerenti il funzionamento a carico dei trasformatori
• [22.] Le macchine rotanti in corrente alternata. La strutturazione elettromagnetica
• [23.] La generazione del flusso al traferro mediante insieme di spire. Metodologie descrittive
• [24.] Descrizione del comportamento di un avvolgimento ai fini del campo al traferro. Realizzazione fisica
• [25.] La funzione "Forza magnetomotrice al traferro" e sue proprietà
• [26.] Il "Vettore flusso di macchina" ed i correlati flussi concatenati dagli avvolgimenti. Considerazioni sulla coppia elettromagnetica
• [27.] La forza elettromotrice indotta negli avvolgimenti. Il vettore spazio E. Estensione dei concetti alle macchine polifasi simmetriche
• [28.] Macchine ad induzione polifasi. I vettori di spazio ed il loro uso per la descrizione del funzionamento delle fasi di statore
• [29.] Macchine ad induzione a rotore fermo. Descrizione del funzionamento con equazioni ai vettori di spazio. Il trasformatore a campo rotante
• [30.] Circuito equivalente della macchina a induzione a rotore fermo
• [31.] Circuito equivalente della macchina a induzione con rotore in movimento. L'importanza del parametro "scorrimento"
• [32.] Sintesi del circuito equivalente e ruolo dei diversi parametri. Il diagramma circolare di Heyland-Ossanna
• [33.] La trasformazione elettromeccanica di energia vista attraverso il bilancio energetico
• [34.] Il comportamento elettromeccanico e l'influenza dei parametri di macchina. Le capacit¿ descrittive del diagramma di Heyland
• [35.] Problemi applicativi dei motori asincroni. I motori a gabbia di scoiattolo: loro riconduzione alla teoria classica
• [36.] Macchine sincrone. Generalità, struttura ed equazioni ai vettori di spazio
• [37.] Problematiche relative al circuito equivalente delle macchine sincrone. I dati di targa
• [38.] Gli effetti della reazione di indotto e loro descrizione quantitativa. Misurabilità dei parametri di macchina
• [39.] Autoeccitazione delle macchine sincrone su carico capacitivo. Caratteristiche elettromeccaniche e funzionamento in parallelo ad una rete prevalente
• [40.] Argomenti complementari: motori a collettore, motori monofase ed autotrasformatori

L'esame è esclusivamente orale e consta tipicamente di tre domande: una per ciascuna macchina trattata nelle videolezioni: trasformatore, macchina a induzione e macchina sincrona.