Docente: prof. Alfonso Damiano
Orario di Ricevimento: su appuntamento
Tipo di Corso: Fondamentale
N° di Crediti: 6
Modalità di svolgimento dell'esame: Scritto e Orale
Raggruppamento Disciplinare: ING-IND/32
Codice del Corso: 5483
Periodo di svolgimento del Corso: I Semestre III Anno CL Ing. Elettrica
Durata del corso e Orario : 60 ore frontali

Obbiettivi formativi: Il corso si propone di fornire agli studenti gli elementi di base per la comprensione dei fenomeni ci conversione elettromagnetica dell'energia. Questi verranno quindi utilizzati per la descrizione e la modelizzazione di base delle principali macchine elettriche.

Materiale didattico

Testi consigliati:

I. Marongiu, E. Pagano “I Trasformatori” ed. LIGUORI Napoli
I. Marongiu, E. Pagano “Le Macchine Elettriche” ed. MASSIMO Napoli
M. Kostenko, L. Piotrovshy     “Electrical Machines”
A.E. Fitzgerald, C. Kingsley     “Electrical Machines”
 

Prerequisiti richiesti: Conoscenza degli argomenti svolti nei corsi di Analisi, Fisica I e II, Elettrotecnica.

Programma del Corso

  L. E
Introduzione al corso: descrizione del programma e delle modalità di svolgimento dell’esame. 0.5  
Richiami alle leggi fondamentali dell’elettromagnetismo:legge di Ampere, legge di Faraday Lenz, campi magnetici nella materia, proprietà dei materiali, materiali utilizzati nei sistemi elettromagnetici e loro proprietà caratteristiche, legge di rifrazione delle linee di campo, energia immagazzinata nel campo magnetico e elettrico, pressione sulla superficie di separazione tra materiali a diversa permeabilità magnetica immersi in un campo magnetico. Analisi e confronto energetico tra le macchine elettrostatiche ed elettromagnetiche. Fenomeni termici nei sistemi elettromagnetici e problematiche associate 3.5  
Il trasformatore
Il trasformatore ideale. Il trasformatore lineare: caratteristiche costruttive, il flusso di mutuo accoppiamento, il flusso di dispersione, funzionamento a vuoto, sotto carico e in corto circuito. Analisi funzionale ed energetica. Il trasformatore reale: il nucleo ferromagnetico, le perdite nel ferro, la caratteristica magnetica; funzionamento a vuoto, modello matematico e circuito equivalente, analisi funzionale ed energetica; funzionamento sotto carico: determinazione del modello matematico; operazioni di riporto delle grandezze al primario e/o al secondario; circuito equivalente; circuito equivalente semplificato; analisi funzionale ed energetica;diagramma vettoriale. Determinazione dei parametri del trasformatore mediante le prove a vuoto ed in corto circuito. Perdite e rendimento; Il trasformatore trifase: tipi di connessione e gruppi, il nucleo del trasformatore trifase; funzionamento a vuoto; funzionamento sotto carico;
 
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Generalità sulle macchine rotanti
I principi di conversione elettromeccanica dell’energia: conversione elettromagnetica dell’energia; sistemi elettromeccanici con un solo avvolgimento di eccitazione; coppia di riluttanza; sistemi elettromeccanici con più avvolgimenti; struttura delle macchine elettriche, gli avvolgimenti distribuiti; il campo magnetico al traferro nelle macchine con rotore isotropo; le coppie polari; angoli elettrici e angoli meccanici; il flusso concatenato e le tensioni indotte; il coefficiente di autoinduzione al traferro; macchina sincrona elementare; macchina asincrona elementare; macchina a corrente continua elementare; Forze nelle macchine elettriche rotanti; legge di ampere microscopica; La coppia elettromagnetica nelle macchine elettriche rotanti;
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Macchina elettrica sincrona
Caratteristiche costruttive; analisi e modellizzazione del funzionamento a vuoto: caratteristica a vuoto; analisi e modellizzazione del funzionamento sotto carico; circuito equivalente della macchina elettrica sincrona a poli lisci; funzionamento della macchina sincrona su rete di potenza prevalente; coppia meccanica; stabilità della macchina elettrica sincrona; digramma circolare; funzionamento in corto circuito; caratteristica di corto circuito; caratteristica a fattore di potenza zero e triangolo di Potier;
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Macchina elettrica asincrona
Caratteristiche costruttive; generalità; modello matematico, elettrico e meccanico; Funzionamento in regime sinusoidale; Circuito equivalente ; Diagramma circolare
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TOTALE CR. 42 18