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MACCHINE SINCRONE

bozza. MACCHINE SINCRONE. Forze magnetomotrici e circuiti magnetici. Costruzioni elettromeccaniche a.a. 2003 -04. L. D. dimensioni di riferimento. F. I ecc. F. Calcolo delle forze magnetomotrici.

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Presentation Transcript

  1. bozza MACCHINE SINCRONE Forze magnetomotrici e circuiti magnetici Costruzioni elettromeccaniche a.a. 2003 -04

  2. L D dimensioni di riferimento

  3. F Iecc F 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

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

  5. > 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) Flusso in una macchina sincrona funzionante a vuoto

  6. giogo di indotto polo giogo di induttore Circuito magnetico elementare

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

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

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

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

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

  12. lc barra pressapacco canali di ventilazioni piastra e dita pressapacco pacchi magnetici elementari D/2 traferro rotore L Canali di ventilazione nel pacco statorico

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

  14. Montaggio elastico del pacco statorico sostenuto da sbarre cilindriche

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

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

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

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

  19. 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 d Fsp Fsp F hp Ffp Ffp Espansione polare

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

  21. Flusso totale nel giogo d’induttore d Fsp Fsp F Ffp Ffp Fr trot hr Fr 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 Giogo (o corona) d’induttore

  22. Mgstat Md Md Md Md N S N spire Iecc Mp Mp Mgrot t 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. Corrente di eccitazione per ottenere il flusso principaleF

  23. avolgimento di eccitazione – N spire per ogni polo Iecc collettoread anelli

  24. t D Macchina a rotore liscio (macchina isotropa)

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

  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

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