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
Motore asincrono trifase - Definizione
• 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.
Aspetti costruttivi
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.
• Avvolgimenti statorici: sono alloggiati
all’interno dello statore; sono i
responsabili del generarsi del campo
magnetico rotante statorico (c.m.r.).
Aspetti costruttivi
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.
Principi di funzionamento
• 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.
Modellizzazione
Ma da tutto questo, come si arriva a creare un modello?
• 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.
• 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
• 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:
n c  nr
s
nc
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.
1s
RL  R 2
s
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.
1s
RL  R 2
s
Grafico equivalente
• 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.