UN MOTORE “MODELLO”

Le macchine elettriche

• Per macchine elettriche si intendono quei dispositivi in grado di trasformare energia, i cui principi di funzionamento si basano sulle leggi dell’elettromagnetismo

• Il motore asincrono trifase è una macchina elettrica che trasforma l’energia elettrica in energia meccanica.

• Il suo principio di funzionamento è basato soprattutto sulle leggi dell’induzione elettromagnetica, e sulla formazione dei campi elettromagnetici.

Il MAT trova impiego enorme in tutti gli ambiti ed è un componente indispensabile della maggior parte dei sistemi e delle apparecchiature di uso più frequente nell’ambito della produzione, trasporto ecc.

Motore asincrono trifase - Definizione

La struttura generale di una macchina asincrona si può ricondurre alle seguenti parti fondamentali:

• Cassa Statorica (o statore): è la parte fissa del motore,ha la funzione di contenere le parti interne della macchina e di permetterne il fissaggio su di un supporto.

Aspetti costruttivi

• Avvolgimenti statorici: sono alloggiati all’interno dello statore; sono i responsabili del generarsi del campo magnetico rotante statorico (c.m.r.).

La struttura generale di una macchina asincrona si può ricondurre alle seguenti parti fondamentali:

• Rotore: è la parte che si muove,quando sottoposta all’azione del c.m.r. statorico, entrando in rotazione.

Aspetti costruttivi

• Il funzionamento del MAT, ossia la messa in rotazione del rotore, è basato sulla creazione di un campo magnetico derivante dall’avvolgimento rotorico, come diretta conseguenza della sua sottoposizione ad un flusso magnetico variabile nel tempo prodotto dagli avvolgimenti statorici attraversati da corrente. L’interazione tra i due campi magnetici, genera quindi una coppia di forze che agiscono sul rotore trascinandolo in rotazione.

Perché la macchina si dice asincrona?

La velocità di rotazione del rotore non è la stessa del campo magnetico rotante prodotto nello statore, per cui la macchina si dice asincrona.

Principi di funzionamento

• Realizzare il modello di un sistema vuol dire tradurre in termini matematici, grafici ecc. le sue caratteristiche o le grandezze in gioco nel sistema.

• Il fine dello studio di un modello è quello di consentire un’analisi delle caratteristiche del sistema senza dover ricorrere, per questo, a prove o esami sul sistema stesso.

Ma da tutto questo, come si arriva a creare un modello?

• Di seguito, procederemo passo dopo passo alla creazione di un circuito elettrico che tiene conto di tutte le grandezze in gioco in un M.A.T., iniziando dalla modellizzazione dello statore, relativamente ad una fase.

Modellizzazione

Modellizzazione

• Il circuito equivalente è il seguente.

Modellizzazione

• Le resistenze e le induttanze cerchiate rappresentano le grandezze legate all’avvolgimento statorico.

Modellizzazione

• In questo caso i simboli cerchiati rappresentano le grandezze legate agli avvolgimenti rotorici.

Modellizzazione

• L’utilità della modellizzazione, in questo caso, è il fatto che possa essere riportata con un insieme di elementi statici (non in movimento) grandezze che nella realtà sono poste in movimento.

Modellizzazione

• In una macchina asincrona, come già detto, la velocità di rotazione del rotore non è la stessa del c.m.r. statorico. La frazione di giro che il rotore perde ad ogni giro del c.m.r. statorico, prende il nome di scorrimento, e viene indicato con s.

• Detti nc e nr rispettivamente la velocità di rotazione del c.m.r. statorico e del rotore:

cnrncns

Modellizzazione

• Ma tutto questo, come si lega alla matematica?

I punti in comune sono tanti. Per metterne in evidenza uno, riportiamo la relazione che rappresenta la resistenza variabile.

ss1

2RLR

Modellizzazione

• dove con RL indichiamo il carico meccanico applicato al nostro motore, espresso sottoforma di grandezza elettrica. Questa tiene conto della resistenza stessa R2 ed è in funzione dello scorrimento s.

ss1

2RLR

• I suoi valori possono essere riportati su di un grafico, ad esempio, mettendo in evidenza come varia la coppia prodotta dal motore al variare del valore di questa resistenza.

Grafico equivalente