Macchine elettriche rotanti fondamentali Macchina asincrona (usata di solito come motore) Macchina sincrona (usata di solito come generatore) Macchina a corrente continua

Il Motore Asincrono Trifase Realizzato da Galileo Ferraris nel 1885 Alimentato direttamente dalla rete di distribuzione, a tensione e frequenza costanti Il motore elettrico più semplice, economico, robusto ed affidabile Elevato rendimento non richiede lubrificazione, né manutenzione non presenta alcuna difficoltà o particolarità per l’avviamento  il dispositivo più diffuso nell’utilizzazione dell’energia elettrica come forza motrice

Principio di funzionamento: creazione di un campo rotante, realizzabile per mezzo di circuiti fissi nello spazio e percorsi da correnti polifasi, in particolare da correnti trifasi.

x1 +  Una spira percorsa da corrente alternata produce un campo magnetico alternato

x1 +  x2 x3 i1 i2 i3 Tre spire orientate a 120 ° l’una rispetto all’altra, percorse da un sistema di correnti equilibrato producono un campo magnetico che ruota con una velocità angolare c pari alla pulsazione  delle correnti

Animazione

Scorrimento: rotore più lento del campo di statore (freccia gialla)

Generazione della coppia motrice nel motore asincrono

Vantaggi -peso ed ingombro ridotti a parità di potenza -mancanza di dispositivi di eccitazione: la velocità del rotore è asincrona proprio per permettere variazione di flusso concatenato con gli avvolgimenti di rotore e quindi induzione magnetica (è anche chiamato motore a induzione) -autoavviante; -sviluppa spontaneamente, variando la propria velocità, una coppia motrice che controbilancia la coppia resistente  funzionamento stabile (all’aumentare del carico rallenta) -sovraccaricabilità, anche del 100% della sua potenza nominale -manutenzione ridotta -semplicità di esercizio -alto rendimento

Aspetti vincolanti -all’avviamento, corrente di spunto anche 4-10In  problemi alla rete (cadute di tensione) ed agli interruttori (intervento intempestivo) -corrente all’avviamento molto sfasata rispetto alla tensione  la coppia di spunto è piccola nonostante l’elevata corrente assorbita -velocità di rotazione praticamente costante nel campo di funzionamento normale, perché strettamente legata alla frequenza della corrente di alimentazione -coppia massima costante ed ad una ben precisa velocità

Caratteristica meccanica del motore asincrono

Avviamento del motore -correnti di spunto elevate -correnti sono notevolmente sfasate rispetto alle f.e.m. potenza assorbita piccola, coppia motrice piccola, poiché il circuito è fortemente induttivo (la gabbia rotorica è immersa nel ferro) Avviamento diretto: -se potenza del motore è piccola (<10 kW) avviati senza accorgimenti particolari perché la corrente di spunto è piccola, 3÷6In; Coppia di spunto circa uguale a quella nominale: 1,2÷3Cn

Avviamento a tensione ridotta: limitare la corrente di spunto riducendo la tensione di alimentazione si riduce però anche la C di spunto usato solo con piccola coppia resistente all’avviamento, o se il motore ha C di spunto elevata

Nelle macchine con il rotore avvolto, è possibile avviare collegando in serie agli avvolgimenti di rotore un reostato di avviamento All’aumentare della resistenza del reostato -aumenta la coppia di spunto -si riduce la corrente di spunto

Durante l’avviamento il reostato può essere disinserito gradualmente; Variazione della caratteristica della coppia al variare della resistenza rotorica:

Avviamento stella-triangolo Per motori dotati di sei morsetti e doppia tensione di alimentazione Per partenze a vuoto con Cr bassa e costante o leggermente crescente (ventilatori, pompe centrifughe di piccola P) Dopo un periodo di tempo idoneo: connessione avvolgimenti a Δ

Conduttori percorsi da corrente addensata verso la parte esterna della barra nella fase di avviamento, (a causa dell’alta frequenza all’avviamento e alta reattanza all’interno) Corrente nella parte interna nel funzionamento a regime

Rotore a doppia gabbia: la gabbia esterna ha conduttori con una sezione minore di quelli della gabbia interna. La corrente si distribuisce naturalmente, all’avviamento, maggiormente nella gabbia esterna; a regime maggiormente nella gabbia interna; la resistenza del rotore all’avviamento, pertanto, è maggiore si riduce la corrente di spunto; la coppia di spunto aumenta

Inversione di marcia Per invertire il senso di rotazione di un MAT è sufficiente invertire il senso di rotazione del campo rotante  scambiare fra loro le correnti che alimentano due dei tre avvolgimenti

Motori asincroni monofasi Un avvolgimento di statore monofase non produce un campo magnetico rotante, ma solo un campo pulsante; non ha coppia all’avviamento non può avviarsi da solo Si crea un finto sistema bifase con due avvolgimenti, uno principale e uno secondario, collegati alla stessa alimentazione; un condensatore in serie all’avvolgimento secondario sfasa la corrente in quell’avvolgimento si crea così un campo magnetico rotante