Forze magnetomotrici e circuiti magnetici

Presentazione sul tema: "Forze magnetomotrici e circuiti magnetici"— Transcript della presentazione:

1 Forze magnetomotrici e circuiti magnetici
bozza MACCHINE SINCRONE Forze magnetomotrici e circuiti magnetici Costruzioni elettromeccaniche a.a

2 dimensioni di riferimento
L D

3 Calcolo delle forze magnetomotrici
Scopo del calcolo è determinare la corrente di eccitazione Iecc per ottenere la fmm Mecc necessaria alla generazione del flusso F al traferro (flusso principale) voluto F Iecc

4 Schema logico del calcolo
flusso F induzione massima Bmax campo magnetico H = m Bmax M = H lcir

5 Flusso in una macchina sincrona funzionante a vuoto
> 2,6 2,345 – 2,6 2,11 – 2,345 1,876 – 2,11 1,641 – 1,876 1,407 – 1,641 1.172 – 1,407 0,9379 – 1,172 0,7034 – 0,9379 0,4689 – 0,7034 0,2345 – 0,4689 < 0,2345 (T)

6 Circuito magnetico elementare
giogo di indotto polo giogo di induttore

7 Circuito magnetico elementare
giogo d’indotto t am F N S denti traferro polo giogo d’induttore

8 Flusso principale e flussi dispersi
t F flusso disperso nella scarpa polare flusso disperso sui fianchi del polo flusso nella corona d’induttore flusso nella corona d’indotto flusso al traferro flusso nel polo

9 supponendo B(x) sinusoidale
traferro Bmax B(x) x v t t /2 Bm D F d L supponendo B(x) sinusoidale per grandezze sinusoidali

10 L = lunghezza assiale, compresi eventuali canali di ventilazione
lc canale di ventilazione L = lunghezza assiale, compresi eventuali canali di ventilazione t = passo polare d = traferro sezione equivalente al traferro

11 coefficiente di Carter
Bmax B(x) Bm x v t t /2  B(x) in assenza dei denti di statore d tc a kc = 1,05  1,15

12 Canali di ventilazione nel pacco statorico
canali di ventilazioni pacchi magnetici elementari traferro piastra e dita pressapacco barra pressapacco lc rotore

13 ncan = numero dei canali di ventilazione
Per la presenza dei canali di ventilazione e della distorsione del campo da essi prodotta lc l Bmax si pone quindi ncan = numero dei canali di ventilazione gc = fattore empirico di riduzione altra relazione empirica

14 Montaggio elastico del pacco statorico sostenuto da sbarre cilindriche

15 Denti di statore d : numero totale dei denti p numero dei poli
hd bd Bd Bmax Leff d : numero totale dei denti p numero dei poli d/p : numero di denti per polo

16 ndp = n° di denti per polo
hd ld Bd lc F Fd lontano dalla saturazione vicino alla saturazione Bd >~ 1,7 T Bd Fd F0 F ndp = n° di denti per polo

17 Bd Hd H0 Ht0 Htd Hd Fd F0 F poiché deve essere possiamo ritenere

18 Flusso nel ferro: dimensioni si riferimento
hp hs hr bp Leff d giogo d’induttore (rotore) espansione polare giogo d’indotto (statore)

19 Espansione polare flusso disperso sulla scarpa del polo Fsp  0,15 F
Ffp hp flusso disperso sulla scarpa del polo Fsp  0,15 F flussi disperso sui fianchi del polo Ffp  0,10 F il flusso disperso nei fianchi del polo non è uniformemente distribuito ma è maggiore vicino al giogo di rotore dove interessa una distanza in aria minore: si fa riferimento a un flusso medio F = Fa con a  0,5

20 Giogo (o corona) d’indotto
Fs F hs ts L’induzione non è costante lungo il giogo di statore (vedi diap. n°4) per cui si fa riferimento ad un valor medio con ag coefficiente empirico: di solito ag = 3/8

21 Giogo (o corona) d’induttore
F hr Fr Ffp Fsp trot Flusso totale nel giogo d’induttore L’induzione non è costante lungo il giogo di statore (vedi diap. n°4) per cui si fa riferimento ad un valor medio con arot coefficiente empirico: di solito arot = 3/8

22 Corrente di eccitazione per ottenere il flusso principale F
N spire Mp Md Mgrot Mgstat In mancanza di altre fmm che agiscano su circuito magnetico (funzionamento a vuoto) Il contibuto maggiore a questa somma è dato dalla fmm nel traferro e da quella nei denti di statore; in un calcolo di prima approssimazione le altre possono essere trascurate.

23 avolgimento di eccitazione –
N spire per ogni polo Iecc collettore ad anelli

24 Macchina a rotore liscio (macchina isotropa)
D

25 Rotore liscio di un alternatore di grande potenza
N (7) spire

26 Il calcolo dei circuiti magnetici per le macchine a rotore liscio si esegue applicando gli stessi criteri adottati per le macchine a poli salienti, tendo conto che: Il flusso di dispersione per l’avvolgimento d’induttore può essere globalmente valutato pari a circa il 5% il coefficiente di Carter deve essere applicato sia allo statore che al rotore in quanto anche quest’ultimo ha cave ed avvolgimento distribuito Nelle macchine a rotore liscio non è possibile agire sul traferro per ottenere una forma d’onda dell’induzione prossima a quella sinusoidale; si agisce pertanto sulla posizione delle cave e sulla corrente totale in ciascuna di esse, ripartendo in modo non uniforme i conduttori nelle stesse