0$&&+,1($6,1&521(75,)$6( Avvolgimento di statore. Avvolgimento di rotore. ω = p

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1 35,1&,3,',)81=,1$0(17 0$&&+,1($6,1&51(75,)$6( Le macchie aicroe, utilizzate come motore, cotituicoo il tipo più diffuo di macchie elettriche a correte alterata, i quato preetao ua grade emplicità di cotruzioe a cui corripode ua otevole robutezza ed ua ridotta mautezioe, ee ioltre o richiedoo complicate maovre di avviameto e opportao otevoli ovraccarichi. Il traferro delle macchie aicroe ha peore cotate e elle cave di rotore e tatore oo alloggiati due avvolgimeti trifae aveti lo teo pao polare. L avvolgimeto di tatore può eere collegato a tella (come illutrato ella figura 1.1), oppure a triagolo, metre l avvolgimeto di rotore viee chiuo i corto circuito ecodo lo chema illutrato ella figura 1.1. Avvolgimeto di tatore Avvolgimeto di rotore )LJXUD &ROOHJDPHQWRGHJOLDYYROJLPHQWLGLVWDWRUHHGLURWRUHGLXQPRWRUHDVLQFURQR Ua volta alimetato co ua tera di teioi cocateate immetriche aveti ua pulazioe ω, l avvolgimeto di tatore viee percoro da ua tera equilibrata di correti. Come vito el capitolo dedicato al campo rotate, le correti di tatore geerao al traferro della macchia u campo, la cui prima armoica ruota co ua velocità agolare ω c data dalla eguete epreioe, dove p è il umero di coppie polari dell avvolgimeto: ω c ω = p (1.1) Il campo di tatore (campo iduttore) i richiude el rotore e quidi i cocatea co l avvolgimeto di rotore che è i rotazioe, el vero cocorde co quello di rotazioe del campo iduttore, co ua velocità agolare ω m. Se la velocità di rotazioe del rotore è divera da quella del campo, u oervatore olidale co ciacua fae dell avvolgimeto di rotore vede u campo rotate avete ua velocità agolare ω c = ω c ω m ed è quidi oggetta ad ua f.e.m. idotta avete ua pulazioe ω =p ω c, dato che il rotore ha lo teo umero di coppie polari dello tatore. Il itema di f.e.m. idotte elle fai dell avvolgimeto di rotore, eedo quete ultime chiue i cortocircuito, fa ì che u itema equilibrato di correti, aveti pulazioe ω circoli ell avvolgimeto teo. Tali correti, iteragedo co il campo iduttore, dao origie ad ua coppia elettromagetica che i oppoe alla caua che l ha geerata; la coppia elettromagetica tede quidi a fare ì che il rotore ruoti alla velocità del campo iduttore, i modo da aullare la f.e.m. idotta e quidi le correti di rotore. Ciò igifica che e il rotore ruota ad ua velocità iferiore a quella del campo iduttore, la coppia elettromagetica è diretta el vero del moto e la macchia aicroa fuzioa come u motore; vicevera, e la velocità del rotore è uperiore alla velocità del campo iduttore la coppia elettromagetica è diretta el vero oppoto al moto e la macchia aicroa fuzioa come u geeratore o come u freo. Aicroe - 1

2 Le correti di rotore producoo al traferro u campo (campo idotto) la cui prima armoica è i rotazioe co ua velocità agolare ω c ripetto al rotore. La velocità di rotazioe della prima armoica del campo idotto riulta quidi coicidete co la velocità agolare ω c del campo iduttore. Il campo idotto iduce elle fai di tatore u itema trifae immetrico di f.e.m. avete la tea pulazioe del itema di teioi di alimetazioe. Tali f.e.m. idotte hao vero dicorde o cocorde co le teioi di alimetazioe a ecoda che la macchia tia fuzioado da motore o freo oppure da geeratore. Il ome di macchia aicroa eprime il fatto che la velocità di rotazioe del rotore della macchia (ω m ) o coicide co quella di rotazioe del campo al traferro (ω c ); lo VFRUULPHQWR () viee defiito come il rapporto tra le velocità di rotazioe del campo al traferro ripetto al rotore (ω c = ω c ω m ) e allo tatore (ω c ): ω = c ω m ω (1.) La pulazioe delle f.e.m. idotte e delle correti elle fai di rotore riulta quidi: c ω = pω c = ω (1.3) &(11,&675877,9, 67$75( Lo tatore è formato dalla carcaa (di ghia per bae poteze, di lamiera aldata per poteze maggiori) e dal pacco tatorico elle cui cave è alloggiato l avvolgimeto trifae detiato alla geerazioe del campo rotate. Il pacco tatorico è formato dalla ovrappoizioe di lamiere di piccolo peore, fra loro iolate co verici allo copo di ridurre la poteza perduta per correti paraite. Nelle groe macchie, come egli alteratori, il pacco tatorico viee uddivio i più pacchi elemetari per formare i caali di vetilazioe al fie di redere più efficiete il raffreddameto delle macchie. Le cave tatoriche oo olitamete del tipo emichiuo (vedi figura.1), il che permette di ridurre ia il fluo dipero ia le perturbazioi del campo al traferro. La carcaa porta ua bae iolate co i moretti ai quali vegoo collegati i termiali delle fai cotitueti l avvolgimeto. (a) (b) (c) (d) )LJXUD)RUPHSLFRPXQLGLFDYHGLURWRUHSHUPDFFKLQHDVLQFURQH D FDYDVHPLFKLXVDSHUURWRUHDYYROWREFDYDSHUURWRUHDJDEELDVHPSOLFH F FDYDSHUURWRUHDGRSSLDJDEELDGFDYDSHUURWRUHDEDUUHDOWH Aicroe -

3 575( Il rotore è cotituito eezialmete dall albero e dal pacco rotorico. Nei motori di poteza miore il pacco di lamiere viee motato direttamete ull albero. Nei motori di maggiore poteza il pacco lamellare rotorico, cotituito da coroe circolari, viee itemato u ua uperficie cilidrica collegata da ervature all albero. Le cave, uiformemete ditribuite ulla periferia del pacco rotorico oo di tipo chiuo o emichiuo. Il umero delle cave rotoriche è divero (i geerale maggiore) del umero delle cave tatoriche ciò per evitare pulazioi periodiche del fluo da cui derivao vibrazioi e rumore durate la marcia. I particolare, al fie di agevolare l avviameto del motore e rederlo più ilezioo i marcia, il pacco rotorico ha talvolta le cave icliate ripetto all ae. Queto artificio richiama i vataggi che i ottegoo i meccaica otituedo u igraaggio a deti dritti co u igraaggio a deti elicoidali. Per quato riguarda l avvolgimeto ditiguiamo i PRWRUL FRQ URWRUH DYYROWR ed i PRWRUL FRQ URWRUHDJDEELD. 5RWRUHD*DEELD6HPSOLFH Nelle cave rotoriche (vedi figura.1.b) oo alloggiate delle barre di rame che vegoo aldate a due aelli frotali, pure di rame, i modo da formare ua gabbia, chiamata JDEELDGLVFRLDWWROR (vedi figura.). Coì collegate le barre formao tra loro circuiti chiui che oo percori dalle correti idotte dal campo rotate. Si può dimotrare che LO QXPHUR GHL SROL PDJQHWLFL GHWHUPLQDWL GDOOH FRUUHQWL LQGRWWH QHOOD JDEELD q OR VWHVVR GL TXHOOR GHO FDPSR URWDQWH. L impiego del rotore a gabbia emplice avviee oprattutto per le bae poteze. )LJXUD*DEELDVHPSOLFHSHUURWRUHGLPDFFKLQDDVLQFURQD 5RWRUHD'RSSLD*DEELD Queto tipo di motore è molto diffuo per le poteze medie, perché è quello che preeta la maggiore elaticità elle caratteritiche di avviameto. I queto cao il rotore è provvito di due gabbie cocetriche aveti caratteritiche oppote (vedi figura.1.c). La gabbia etera (o di avviameto), è cotituita di barre di piccola ezioe aveti ua elevata reiteza ed ua piccola reattaza di diperioe. La gabbia itera (o di lavoro), è cotituita di barre di grade ezioe aveti ua piccola reiteza ed ua elevata reattaza di diperioe. All avviameto la correte circola prevaletemete ella gabbia etera. Mao a mao che la macchia accelera e dimiuice la frequeza delle correti di rotore, dimiuice la reattaza di diperioe e la correte i pota progreivamete ulla gabbia itera. Aicroe - 3

4 5RWRUHD%DUUH$OWH Il rotore di queto motore è provvito di barre di forma allugata, itemate i cave alte e trette (vedi figura.1.d) i cui i determia, all avviameto, uo potameto di correte, dall etero vero l itero, i modo imile a quello che i verifica el rotore a doppia gabbia. Cotruttivamete emplice, queta macchia è utilizzata oprattutto per le alte poteze. 5RWRUHDYYROWR Nei motori aicroi co rotore avvolto (prevaletemete utilizzati elle macchie di media e di grade poteza), elle cave di rotore è alloggiato u avvolgimeto avete lo teo pao polare dell avvolgimeto di tatore. Il umero delle fai dell avvolgimeto di rotore può i geerale eere ache divero da quello dell avvolgimeto di tatore. L avvolgimeto di rotore è collegato a tella co i termiali faceti capo a tre aelli coduttori, iolati ia tra loro che dall albero ul quale oo calettati. Sugli aelli poggiao delle pazzole mediate le quali le fai dell avvolgimeto rotorico vegoo collegate a tre reiteze etere, variabili, olitamete collegate a tella. Il compleo delle tre reiteze variabili forma il UHRVWDWRGLDYYLDPHQWR, il cui copo pricipale è quello di limitare le correti aorbite dal motore durate l avviameto ed aumetare la coppia di puto. pazzole di corto circuito rotore reotato di avviameto pazzole per l avviameto )LJXUD 6H]LRQHORQJLWXGLQDOHGLXQURWRUHDYYROWR La maovra di avviameto i eegue co tutte le reiteze ierite. Ma mao che il motore accelera le reiteze vegoo gradualmete eclue. Durate il fuzioameto a regime i tre aelli vegoo cortocircuitati. (48$=,1,,17(51( Nel eguito i fa riferimeto al fuzioameto a regime della macchia aicroa, caratterizzata da u valore cotate della velocità di rotazioe del rotore, e da ua tera immetrica di teioi cocateate di alimetazioe dello tatore, fuzioi iuoidali del tempo co pulazioe ω. Vegoo tracurate le armoiche paziali uperiori alla fodametale della f.m.m. al traferro prodotta dagli avvolgimeti di tatore e di rotore. Si uppogoo ioltre valide le ipotei di campo illutrate el capitolo relativo al campo rotate. I particolare quidi i tracurao gli effetti della aturazioe del ferro; di coegueza tutte le gradezze, correti, teioi e f.e.m. di tatore e di rotore riultao fuzioi iuoidali del tempo ache e la pulazioe delle correti di rotore è divera da quella delle gradezze di tatore. Riulta ifatti: lo tatore è ede di u itema trifae equilibrato di correti aveti pulazioe ω; Aicroe - 4

5 il rotore è ede di u itema trifae equilibrato di correti aveti pulazioe ω =ω. La f.m.m. al traferro prodotta dallo tatore ruota alla tea velocità agolare ω c = ω/p della f.m.m. al traferro prodotta dagli avvolgimeti di rotore. Seguedo u procedimeto del tutto aalogo a quello eguito per otteere le equazioi itere del traformatore, i ricooce che le liee di campo prodotte dalla correte che circola i u geerico avvolgimeto pooo eere raggruppate i due categorie pricipali (vedi figura 3.1): - liee che, attraverao il traferro e i cocateao quidi co le fai di rotore e tatore; - liee che i richiudoo el traferro e che, otazialmete, i cocateao olo co ua fae dell avvolgimeto(di tatore o di rotore), decrivedo gra parte del loro tragitto ell aria del traferro. Statore Traferro (b) (c) (a) (b) (c) (a) Rotore )LJXUD )OXVVRSULQFLSDOHOLQHHGLFDPSRGHOWLSRDH IOXVVR GLVSHUVROLQHHGLFDPSRGHOWLSREHF Alle liee del primo tipo è aociato il fluo pricipale, che i cocatea co ciacua pira dell avvolgimeto ia di tatore che di rotore. Il campo magetico (H) ad eo aociato è legato alla ripettiva f.m.m. al traferro ()) dalla relazioe (vedi capitolo relativo al campo rotate) () Hx = ) δ ( x) (3.1) Alle liee del ecodo tipo oo aociati i flui diperi che i cocateao olo co l avvolgimeto che li ha geerati e che, viluppadoi pricipalmete ell aria del traferro, pooo eere decritti mediate dei coefficieti di autoiduzioe di diperioe. Si coideri u itema di riferimeto avete l origie el puto cetrale della fae di tatore; i coideri ioltre ua origie dei tempi tale che, all itate t = 0, il campo al traferro (a cui è aociato il fluo pricipale) i corripodeza dell oervatore cetrale della fae di tatore ha il uo valore maimo. L epreioe del campo magetico al traferro riulta: π Hxt (, ) = H M co x ωt τ (3.) Idicado co x 0 la coordiata dell oervatore cetrale della fae di rotore all itate t = 0, la legge del moto di tale oervatore riulta: ( ) xr t = x0 + ω m R t (3.3) Aicroe - 5

6 La correte e la teioe ella fae di tatore (I 1,V 1 ) oo fuzioi iuoidali del tempo co pulazioe ω, la correte ella fae di rotore (I ) è ua fuzioe iuoidale del tempo co pulazioe ω'= ω. ( ) = M co( ω + ϕ ) () = M co( ω + ϕ) () = co ( ω + ϕ ) i t I t v t V t 1 1 i t I t M (3.4) Procededo empre aalogamete a quato fatto per i traformatori, applicado la legge della iduzioe elettromagetica a due opportue liee chiue, ua olidale co ua fae di tatore, l altra olidale co la corripodete fae di rotore (*), i ottegoo le egueti relazioi: N 1 V = ( R jxd ) I j k ω a1 Φ N 0 = ( R + jx d) I + jω k a Φ (3.5) (3.6) La (3.5) è la legge di Kirchhoff delle teioi per la fae di tatore. La correte ella fae, la teioe ai uoi capi ed il fluo cocateato co la pira cetrale della fae oo gradezze iuoidali co pulazioe ω e oo quidi rappreetate mediate i ripettivi faori I 1,V 1, Φ. R 1 è la reiteza elettrica; X d1 è la reattaza di diperioe valutata alla pulazioe ω; k a1 è il fattore di avvolgimeto ed N 1 è il umero totale di coduttori attivi; jωk a1 N 1 Φ/ rappreeta la f.e.m. idotta ella fae tatorica coiderata (vedi capitolo relativo al campo rotate). La (3.6) è la legge di Kirchhoff delle teioi per la fae rotorica. La correte ella fae ed il fluo cocateato co la pira cetrale della fae oo gradezze iuoidali co pulazioe ω' e oo quidi rappreetate mediate i ripettivi faori I', Φ'. R è la reiteza elettrica; X' d è la reattaza di diperioe valutata alla pulazioe ω'; k a è il fattore di avvolgimeto ed N è il umero totale di coduttori attivi; jω'k a N Φ'/ rappreeta la f.e.m. idotta ella fae rotorica coiderata. (*) La legge della iduzioe elettromagetica riferita ad ua liea chiua i moto co ua velocità Y, può eere eprea el riferimeto ripetto a cui la liea chiua C e la uperficie S che ad ea i appoggia oo i quiete. I tal cao, idicado co u apice le gradezze valutate el uovo itema di riferimeto, riulta: C d ( GO = % Q dt ds S Tra il valore delle gradezze ei due itemi di riferimeto, quello fio e quello i moto, e la velocità di quet ultimo è tracurabile ripetto a quella della luce, valgoo le relazioi di traformazioe (di Galileo): t = t [ = [ Y t ( = ( + Y % % = % ρ = ρ - = - Aicroe - 6

7 Il fluo cocateato co la pira cetrale di tatore (Φ) e quello cocateato co la pira cetrale di rotore (Φ') hao la eguete epreioe, dove l è la dimeioe della macchia ella direzioe aiale: Φ τ/ 0 M () t = µ lh co x ωt dx = co( ωt) 0 τ/ x x r () t () t + τ/ M π τ r π τµ 0lH M π Φ () t = µ 0lHM co x ωt dx= co ω t x0 τ π τ τ/ τµ π lh (3.7) Dalla (3.7), applicado la traformata di Steimetz, teedo però preete che i faori eza apice i rifericoo a gradezze co pulazioe ω, metre i faori co apice i rifericoo a gradezze co pulazioe ω, i ottiee: Φ = τµ lh 0 π M π π 0 0 M x0 τ τµ lh M x M τ Φ = e = Φ e π (3.8) Idicado co X d la reattaza di diperioe della fae rotorica valutata alla pulazioe ω (X d = X' d /), dalla (3.6) e (3.8) egue: 0 = R + R 1 M π x0 N + τ jx d I e + j k a ω Φ (3.9) L ultima equazioe che decrive il comportameto elettrico della macchia aicroa è l equazioe di accoppiameto magetico delle fai di tatore e di rotore: ea eprime la relazioe che itercorre tra il fluo pricipale Φ e le correti di tatore e di rotore che l hao geerato. Tale relazioe può eere ricavata dalla relazioe che itercorre (empre elle ipotei di campo opra mezioate) tra il campo e la f.m.m. al traferro. Idicado co ) 1 ed ) ripettivamete la f.m.m. al traferro dovuta alle correti di tatore e quella dovuta alle correti di rotore e prededo l origie del itema di riferimeto ell oervatore cetrale della fae di tatore, riulta: π ) 1( xt, ) + ) ( xt, ) = δ H M co x ωt τ (3.10) Nell origie, puto cetrale della fae di tatore, riulta, teedo coto della (3.7): ( t) + ( t) = δ H ( ωt) = ( t) ) ) 1 M t Dove R t è la riluttaza al traferro che ha la eguete epreioe: co R Φ (3.11) R t = πδ τµ 0 l (3.1) Aicroe - 7

8 L epreioe delle f.m.m. ) 1 ed ) (vedi capitolo relativo al campo rotate), uppoedo etrambi gli avvolgimeti trifae, è la eguete: ) ) 1 ( xt) a1 1 1M, co ( xt) 3k N I π = x ωt ϕ1 pπ τ 3k N I π = ω t ϕ = pπ τ a M, co x 3k N I pπ co π τ ( ) x x t a M = 0 ω ϕ (3.13) Dalle (3.11) e (3.13) egue quidi: π M x 0 τ 3ka1N1I + 3kaNI e = pπrt Φ (3.14) Nelle equazioi io qui formulate compaioo faori o omogeei, cioè faori che i rifericoo a gradezze iuoidali el tempo co pulazioi divere. E poibile ovviare a queto icoveiete e i coidera il fuzioameto della macchia aicroa co il rotore bloccato e co le fai di rotore chiue u ua tella di reitori aveti reiteza R (1-)/. I queto cao ia lo tatore che il rotore oo edi di u itema trifae di correti equilibrato co pulazioe ω. Pertato, le equazioi che decrivoo il comportameto elettrico della macchia oo le egueti: V ( R jx ) I j k N 1 = 1e 1+ d1 + ω e a1 Φ e 1 N 0 = R + R + jx I + jωk Φ π e j x1 τ d e a e π j x 1 τ 3ka1 N1 I + 3k N I e p e a = π R e t Φ e (3.15) (3.16) (3.17) dove x 1 è la coordiata dell oervatore cetrale della della fae di rotore. Le equazioi (3.5), (3.9) e (3.14) rappreetao u itema di tre equazioi complee. Se è ota la teioe di alimetazioe tatorica V 1, tale itema permette di determiare le correti elle fai tatoriche e rotoriche I 1 ed I' ed il fluo pricipale Φ Aalogamete, le equazioi ( ) rappreetao u itema di tre equazioi complee. Se è ota la teioe di alimetazioe tatorica V 1e, tale itema permette di determiare le correti elle fai tatoriche e rotoriche I 1e ed I e ed il fluo pricipale Φ e. Si può otare che, a parità di teioe di alimetazioe tatorica (V 1e =V 1 ), riulta: I = I H Φ= Φ e I = I e e π M ( x1 x0) τ (3.18) Dalle (3.18) egue che l uica differeza eitete tra i due cai coiderati coite ella frequeza e ella fae della correte di rotore di cui peraltro rimae ivariato il valore efficace. Rimae coì provato il eguete teorema. Aicroe - 8

9 7HRUHPDGL(TXLYDOHQ]DGHOOHPDFFKLQH$VLQFURQH 8QD PDFFKLQDDVLQFURQDIXQ]LRQDQWHFRQOHIDVLGLURWRUHLQFRUWRFLUFXLWRDGXQDJHQHULFD YHORFLWjDFXLFRUULVSRQGHXQJHQHULFRYDORUHVGHOORVFRUULPHQWRHTXLYDOHVRWWRLOSURILORGHO IXQ]LRQDPHQWR HOHWWULFR DOOD VWHVVD PDFFKLQD PDQWHQXWD D URWRUH EORFFDWR PD FRQ OH IDVL GL URWRUH FKHDOLPHQWDQRFLDVFXQDXQDUHVLVWHQ]DSDULD5 VVHVVHQGR5 ODUHVLVWHQ]DGLXQD IDVHURWRULFD L equivaleza coite el fatto che il campo al traferro, la correte di tatore, il valore efficace della correte di rotore e lo faameto tra correte di rotore e fluo cocateato co la pira cetrale rotorica, oo gli tei elle due codizioi di fuzioameto. Ne coegue che riultao idetiche : le perdite per effetto Joule i etrambi gli avvolgimeti, la poteza elettrica aorbita dallo tatore, le perdite el ferro di tatore. Nel fuzioameto co rotore bloccato o viee però erogata alcua poteza meccaica, beì parte della eergia elettrica aorbita dallo tatore viee diipata per effetto Joule ulle reiteze fittizie R (1-)/. Tracurado le perdite el ferro di rotore, dal bilacio eergetico della macchia aicroa egue che la poteza meccaica (P m ) erogata all albero dalla macchia fuzioate col valore dello corrimeto, compreiva della poteza pea per vicere l attrito itero alla macchia tea, è data dalla eguete epreioe: P m = 3 R 1 (3.19) I Si oti che lo faameto paziale α tra i campi H ed H r è uguale i etrambi i fuzioameti. Ifatti, dalle eq. (3.13) riulta α = ϕ ϕ 1 + πx 0 /τ. Nel cao di fuzioameto a rotore bloccato riulta (vedi eq.(7.1) del capitolo ul Campo Rotate): ) ) 1 ( xt) 3 k N I π = x ωt ϕ1 pπ τ 3 k N I π = x x ωt ϕ pπ τ a1 1 1M, co a Me ( xt, ) co ( ) 1 e Dalla eq. (3.18) riulta I e = I' e ϕ e = ϕ + π(x 0 x 1 )/τ. Quidi lo faameto paziale α tra i campi H ed H r a rotore bloccato riulta α = ϕ e ϕ 1 + πx 1 /τ = ϕ ϕ 1 + πx 0 /τ. &33,$(/(7750$*1(7,&$ L epreioe della coppia di origie elettromagetica che agice ugli avvolgimeti del rotore di ua macchia aicroa può eere ricavata dalla (3.19) teedo coto che la poteza meccaica che compare a primo membro è data dal prodotto della coppia cercata per la velocità agolare del rotore. Riulta: C e 1 3R I P m p R E = = = 3 ω ω ω R + X ( 1 ) m c d (4.1) dove co E = ω k a (N /) Φ i è idicata la f.e.m. idotta ella fae di rotore. Aicroe - 9

10 (48$=,1,(67(51( Le variabili che defiicoo uivocamete il regime di fuzioameto della macchia aicroa, teedo coto del teorema di equivaleza, oo la pulazioe tatorica ω, la velocità di rotazioe ω m (da cui i ricava il valore dello corrimeto ), la teioe tatorica V 1, la correte tatoricai 1,la correte rotorica I, ed il fluo pricipale Φ cocateato co la pira cetrale tatorica. Il valore di tali variabili può eere determiato riolvedo il itema cotituito dalle 3 equazioi itere complee ( ) e dalle equazioi etere che idividuao l accoppiameto della macchia tea co l ambiete etero. U primo gruppo di equazioi idividua l alimetazioe elettrica della macchia; ad eempio, e la macchia è alimetata a tatore da ua rete avete teioe cocateata e frequeza aegata, ripettivamete pari a V 10 ed f 0, riulta: V= V 10 ; f = f 0 (5.1) L equazioe del moto del rotore impoe a regime l uguagliaza fra la coppia di origie elettromagetica C e, data dalla equazioe (4.1) e la coppia di origie meccaica C m applicata all albero, che è ua fuzioe ota della velocità di rotazioe: C e =C m (5.) &,5&8,7(/(775,&(48,9$/(17( Quado la macchia aicroa fuzioa co il rotore bloccato, gli avvolgimeti tatorici e gli avvolgimeti rotorici pooo eere coiderati il primario ed il ecodario di u traformatore: i due avvolgimeti ifatti oo mageticamete accoppiati e correti alterate ello tatore iducoo correti alterate di uguale frequeza el rotore; da queto fatto deriva il ome di macchie ad iduzioe co cui vegoo peo idicate le macchie aicroe. Le due macchie, macchia aicroa co rotore bloccato e traformatore, differicoo uicamete per la divera truttura del circuito magetico di accoppiameto tra primario e ecodario. I etrambi i cai il circuito magetico è realizzato i modo da ridurre il più poibile la riluttaza dello teo ed i flui diperi, ma ella macchia aicroa queta eigeza deve eere mediata dalla eceità di garatire i ogi cao u traferro di adeguato peore tra tatore e rotore i grado di permettere la rotazioe di quet ultimo. Aalogamete a quato vito el cao del traformatore, i ricooce che le equazioi itere della macchia aicroa (3.15) - (3.17), cotituicoo le leggi di Kirchhoff del circuito illutrato ella figura 6.1, che rappreeta quidi il circuito elettrico equivalete per fae della macchia aicroa. La reattaza magetizzate X 0 e la correte magetizzate I µ oo date dalle egueti epreioi: X 0 3 =ω ( k N ) a 1 1 R R ; I = µ k N Φ dove R R a = pπ t (6.1) Nella trattazioe volta io ad ora oo tate tracurate per emplicità le perdite el ferro. E poibile teere coto di quete ultime, i modo aalogo a quato i fa per i traformatori, modificado la rete equivalete della macchia aicroa poedo i parallelo ad X 0 ua opportua reiteza R 0 percora da ua correte I a deomiata compoete attiva della correte a vuoto I 0. Aicroe - 10

11 I 1 R 1 X d1 3k a1 N 1 :3k a N R X d + I µ I V 1 X 0 R 1 )LJXUD&LUFXLWRHOHWWULFRHTXLYDOHQWHSHUXQDIDVHGHOODPDFFKLQDDVLQFURQD WUDVFXUDQGROHSHUGLWHQHOIHUUR Si è ioltre coiderata ua macchia co rotore avvolto. Si può dimotrare che, el limite delle approimazioi fatte, ua macchia co rotore a gabbia i comporta come ua macchia co rotore avvolto. L uica differeza coite el fatto che i ua macchia co rotore a gabbia la correte rotorica o è direttamete miurabile. Riulta quidi più coveiete riferire tutte le gradezze di rotore a tatore, ecodo le traformazioi (6.) e coiderare il circuito elettrico equivalete riferito ad ua fae di tatore motrato ella figura (6.). R 1 X d1 R 1 X d1 + I 0 I 1 I µ I a V 1 X 0 R 0 R 1 1 )LJXUD&LUFXLWRHOHWWULFRHTXLYDOHQWHGHOODPDFFKLQDDVLQFURQDULIHULWRDGXQDIDVHGLVWDWRUH I R X 3kaN = I correte della fae di rotore ridotta a tatore 3k N 1 = R 1 = X d1 d a1 1 3k 3k 3k 3k N a1 1 N a N N a1 1 a reiteza della fae di rotore ridotta a tatore reattaza di diperioe della fae di rotore ridotta a tatore (6.) Come precedetemete detto, il circuito equivalete per fae della macchia aicroa (figura 6.) coicide co quello di u traformatore. Eite però ua differeza igificativa relativamete ai valori delle gradezze i gioco. Nel cao del traformatore la correte a vuoto è ua piccola frazioe Aicroe - 11

12 della correte omiale primaria; el cao della macchia aicroa, a caua dell elevato valore della riluttaza al traferro, la correte magetizzate e quidi la correte a vuoto riultao coiderevolmete più elevate. No è quidi più accettabile, e o i prima approimazioe, emplificare ulteriormete la rete equivalete potado il parallelo di R 0 ed X 0 a mote della impedeza primaria ed iglobado l impedeza primaria e ecodaria i ua uica impedeza equivalete. &$5$77(5,67,&$0(&&$1,&$ La caratteritica meccaica di ua macchia aicroa è rappreetata ella figura 7.1. I acie è riportata la velocità agolare del rotore (i umero di giri al miuto = 60 ω m /π) ed i ordiate è riportata la coppia elettromagetica; la curva i riferice ad u valore della frequeza e della teioe di alimetazioe tatorica. Nella figura, i acia oo ache riportati i valori dello corrimeto legato ad ed f dalle relazioi (1.1) ed (1.). La velocità agolare del campo rotate c, i umero di giri al miuto è data dalla eguete relazioe: f p c = 60 (7.1) C e V= V 0 f = f 0 0 c 1 0 )LJXUD&DUDWWHULVWLFDPHFFDQLFDGLXQDPDFFKLQDDVLQFURQD Quado il rotore ruota alla velocità del campo rotate lo corrimeto riulta ullo, il rotore vede u campo fermo ripetto a e teo, riultao quidi ulle le f.e.m. idotte e le correti elle fai di rotore: la coppia riulta ulla. I tale regime di fuzioameto il rotore viee mateuto i moto da ua coppia meccaica applicata dall etero che è ecearia per vicere la coppia reitete dovuta all attrito itero alla macchia. La caratteritica meccaica, vedi la epreioe (4.1), riulta atiimmetrica ripetto ai valori dello corrimeto: C e ( ) = C e (). La coppia elettromagetica riulta poitiva, cioè cocorde col vero di rotazioe del campo, per valori poitivi dello corrimeto, egativa altrimeti. Ne egue che la coppia elettromagetica ha vero cocorde col vero di rotazioe del rotore (IXQ]LRQDPHQWRGDPRWRUH) olo per valori di corrimeto comprei tra 0 ed 1 (0 ed c e ci i riferice al umero di giri), metre i oppoe al moto i ogi altro cao. Per corrimeti egativi (il rotore ruota el vero di rotazioe del campo ma ad ua velocità uperiore) o uperiori ad 1 (il rotore ruota el vero oppoto a quello di rotazioe del campo) la macchia aorbe poteza meccaica; tale poteza meccaica può eere rea, a meo delle perdite, Aicroe - 1

13 alla rete di alimetazioe di tatore otto forma di poteza elettrica (IXQ]LRQDPHQWRGDJHQHUDWRUH) oppure iteramete diipata all itero della macchia tea (IXQ]LRQDPHQWR GD IUHQR). Per idividuare il regime di fuzioameto è eceario valutare il ego della poteza elettrica P e aorbita a tatore. Facedo riferimeto al circuito elettrico equivalete illutrato ella figura 6. e tracurado le perdite el ferro i ottiee: P c I1 = 3 R + X + X 1 ( ) [( X + Xd ) R1 + X0R1+ R1R1 ] d1 (7.) La poteza elettrica aorbita a tatore riulta quidi egativa (fuzioameto da geeratore) ell itervallo di valori di corrimeto compreo tra u valore ' egativo e geeralmete molto piccolo ed u valore '', geeralmete molto proimo a -R 1 /R 1. La figura 7. itetizza tutti i regimi di fuzioameto della macchia aicroa. freo motore freo geeratore freo 0 c 1 0 )LJXUD5HJLPLGLIXQ]LRQDPHQWRGHOODPDFFKLQDDVLQFURQD 075($6,1&51 Come già detto, l impiego più diffuo delle macchie aicroe è come motore: lo tatore è alimetato co ua tera di teioi cocateate immetrica e diretta ed il rotore deve traciare i rotazioe u carico meccaico. Allo puto, quado cioè il rotore è fermo, come i rileva dalla caratteritica meccaica (vedi figura 8.1), è preete ua coppia (coppia di puto) che, e uperiore alla coppia reitete, permette al motore di avviari e di portari alla velocità di regime 0, corripodete al valore V 0 ed f 0 ripettivamete della teioe e frequeza di alimetazioe, i cui la coppia elettromagetica (C e ) uguaglia quella reitete (C m, compreiva degli attriti iteri della C V 1 =V 0 f= f 0 C e C m )LJXUD&DUDWWHULVWLFDPHFFDQLFDGHOPRWRUHDVLQFURQR 0 Aicroe - 13

14 macchia). La codizioe di regime raggiuta è tabile. Ifatti, ad u aumeto di velocità dovuto ad ua perturbazioe etera corripode u aumeto della coppia reitete ripetto a quella motrice: la macchia ralleta e raggiuge potaeamete il regime di fuzioameto precedete la perturbazioe. Vicevera, ad u dimiuzioe della velocità corripode u aumeto della coppia motrice ripetto a quella reitete: la macchia accelera e raggiuge potaeamete il regime di fuzioameto precedete la perturbazioe. Il redimeto di u motore viee defiito come il rapporto fra la poteza meccaica erogata e la poteza elettrica aorbita. Dal teorema di equivaleza e dal circuito equivalete (vedi figura 6.) egue la eguete epreioe del redimeto η di u motore aicroo trifae: Pm η= = P e R 1 I R I + R I + R I + R a I 1 1 (8.1) Il redimeto può eere epreo come il prodotto di due redimeti η r (redimeto rotorico) ed η (redimeto tatorico) ripettivamete dati dalle egueti epreioi: η= η η r η η r 1 R1I1+ R1 I1 = 1 RI 1 1+ RI 0 a + R1I1 + R I 1 R1 I1 = = 1 1 R1I1 + R1 I1 1 1 (8.) Dall epreioe del redimeto rotorico i vede come ia eceario, al fie di realizzare redimeti elevati, che il regime di fuzioameto della macchia ia caratterizzato da u valore dello corrimeto piccolo (valori tipici oo dell ordie del qualche perceto), coa peraltro facilmete realizzabile dato l elevata pedeza della caratteritica meccaica i proimità della velocità di icroimo. E da otare che la caratteritica meccaica del motore aicroo preeta ua coppia di puto (C p ) eibilmete miore della coppia maima (C max ); riulta (vedi (4.1)): C C p max p RE = 3 ω R + X d p E = 3 = C ω X d e R = X d (8.3) Queta caratteritica ha effetti egativi i quato i può verificare il cao di ua coppia reitete cotate al variare del umero di giri (il motore di ua gru), miore della coppia maima della macchia, ma maggiore della ua coppia di puto, come illutrato ella figura 8.. I queto cao, il motore aicroo, pur eedo i grado di mateeri i rotazioe alla velocità 0 (è da otare che delle due poibili codizioi di fuzioameto corripodeti alla uguagliaza della coppia motrice co quella reitete, olo quella idicata ella figura riulta eere tabile) o parte i quato la ua coppia di puto è troppo baa. Aicroe - 14

15 C V= V 0 f= f 0 C e C m 0 )LJXUD U ulteriore problema che i verifica all avviameto del motore aicroo è rappreetato dall elevato valore delle correti aorbite ia a tatore che a rotore, ripetto al valore corripodete al fuzioameto a regime. La caratteritica elettromeccaica di tatore e di rotore, ricavabile dalla oluzioe del circuito equivalete di figura 6. i corripodeza di u aegato valore della teioe e della frequeza di alimetazioe, è illutrata ella figura 8.3 I I 1 I 1 V= V 0 f= f 0 )LJXUD&DUDWWHULVWLFDHOHWWURPHFFDQLFDGLVWDWRUHHGLURWRUH La correte allo puto può riultare ache cique volte maggiore della correte a regime. Sia la coppia che la correte allo puto dipedoo dalla reiteza rotorica: i particolare, al crecere della reiteza rotorica, la coppia elettromagetica crece e la correte, ia tatorica che rotorica, cala. Per i motori co rotore avvolto è quidi poibile ialzare la coppia e ridurre la correte allo puto, collegado, mediate u collettore ad aelli (vedi figura.3), l avvolgimeto rotorico ad u reotato di avviameto, i tal modo aumetado la reiteza rotorica. Raggiuto il regime di fuzioameto richieto il reotato viee ecluo e otituito dalle coeioi di cortocircuito. 0 C co reotato eza reotato V= V 0 f= f 0 C m )LJXUD$YYLDPHQWRPHGLDQWHLQVHU]LRQHGHOUHRVWDWRGLDYYLDPHQWR 0 Aicroe - 15

16 Nei motori co rotore a gabbia, preferibili ripetto a quelli co rotore avvolto per la loro emplicità e robutezza, o eedo acceibile l avvolgimeto rotorico, o è poibile utilizzare il reotato di avviameto. La riduzioe delle correti e l ialzameto della coppia allo puto vegoo i queto cao otteuti, e eceario, co l itroduzioe di ua doppia gabbia. La gabbia più etera, ripetto alla gabbia itera, è caratterizzata da u valore più elevato della reiteza (la ezioe dei coduttori è più piccola), ma da u valore più piccolo del coefficiete di autoiduzioe di diperioe. Allo puto, quado la frequeza delle correti rotoriche coicide co quella dell alimetazioe di tatore, la reattaza di diperioe della gabbia itera è molto maggiore di quella della gabbia etera, tato da compeare la miore reiteza e da fare ì che la correte circoli prevaletemete ella gabbia etera. Ma mao che il motore accelera, la frequeza di rotore i riduce e co ea la reattaza di diperioe e l impedeza delle due gabbie viee ad eere caratterizzata dal valore della reiteza: la correte progreivamete i pota dalla gabbia etera a quella itera. Ua regolazioe aaloga i può otteere mediate l itroduzioe di barre alte. U altro modo per ridurre le correti allo puto, utilizzabile ache ei motori co rotore a gabbia, coite ell avviameto co ua teioe di alimetazioe ridotta ripetto a quella omiale. L icoveiete di tale procedura coite ella cotemporaea riduzioe della coppia di puto. I itemi di avviameto a teioe ridotta comuemete uati, per motori co rotore a gabbia, oo: $YYLDPHQWRDVWHOODWULDQJROR Il commutatore tella/triagolo collega, allo puto, le fai tatoriche a tella. Quado il motore raggiuge circa l 80% dei giri icroi le collega ivece a triagolo (collegameto di lavoro). Co queto artificio i limita l iteità della correte aorbita dalla liea a circa 1/3 dell iteità che il motore aorbirebbe e ivece lo i avviae co le fai collegate a triagolo. $YYLDPHQWRFRQHVFOXVLRQHGLUHVLVWHQ]HVWDWRULFKH Se i ierice ua reiteza u ogi fae del circuito di alimetazioe del motore, a mote della morettiera, i provoca ua caduta di teioe di liea e, di coegueza, ua proporzioale riduzioe della correte aorbita. Queta reiteza tatorica i può cortocircuitare progreivamete durate l avviameto oppure u ola volta a fie avviameto. Co queto itema i ottiee ua accelerazioe uiforme e eza trappi da zero fio alla piea velocità. $YYLDPHQWRFRQDXWRWUDVIRUPDWRUH I queto cao i alimeta il motore, tramite l autotraformatore, co ua teioe variabile co cotiuità da u valore ridotto, allo puto, fio al valore omiale, a regime. Queto itema ha pretazioi migliori ripetto ai precedeti, ma riulta più oeroo i termii di coto. Eo viee utilizzato per i motori di grade poteza. 5(*/$=,1('(//$9(/&,7 Come già detto, il motore aicroo parte autoomamete e raggiuge la velocità di regime quado la coppia motrice elettromagetica uguaglia quella reitete meccaica. Per variare la velocità di regime è quidi eceario variare la caratteritica meccaica del motore. E poibile otteere la regolazioe della velocità del motore agedo ulle caratteritiche del circuito rotorico, ulle caratteritiche del circuito tatorico, ul valore efficace della teioe di alimetazioe e ulla frequeza della teioe di alimetazioe. 9DULD]LRQHGHOODUHVLVWHQ]DURWRULFD Aicroe - 16

17 Come già vito el paragrafo precedete, e il rotore è avvolto, è poibile variare, tramite il reotato di avviameto, la reiteza di ciacua fae dell avvolgimeto rotorico. La coeguete variazioe della caratteritica meccaica avviee a coppia maima cotate; la velocità varia i u campo molto piccolo (vedi figura 8.5), ed il redimeto del motore viee pealizzato dalle perdite per effetto Joule ulle reiteze rotoriche. C R a R b R c V= V 0 f= f 0 R a >R b >R c C m )LJXUD5HJROD]LRQHGHOODYHORFLWjPHGLDQWHYDULD]LRQHGHOODUHVLVWHQ]DURWRULFD,QLH]LRQHGLIHPQHLFLUFXLWLGLURWRUH E poibile modificare la caratteritica meccaica del motore aicroo co rotore avvolto, ieredo i ciacua fae di rotore ua f.e.m. alla frequeza di rotore, regolabile i valore efficace e fae. Numeroi chemi oo tati propoti per la realizzazioe di tale dipoitivo. Groolaamete, tali chemi pooo eere uddivii i due tipi, come illutrato ella figura 8.6 dove IM rappreeta il motore di cui i vuole regolare la velocità. FC IM IM C D )LJXUD5HJROD]LRQHGHOODYHORFLWjPHGLDQWHLQLH]LRQHGLIHPQHOODIDVLURWRULFKH Nello chema della figura 8.6.a, i circuiti di rotore del motore IM oo collegati ad u dipoitivo auiliario di coverioe di frequeza, che viee realizzato mediate compoeti elettroici, rappreetato dal blocco FC, el quale la poteza elettrica a frequeza di corrimeto geerata el rotore del motore pricipale è covertita i poteza elettrica a frequeza di tatore e retituita alla liea. Nella figura 8.6.b i circuiti di rotore del motore IM oo collegati ad ua apparecchiatura auiliaria, rappreetata dal blocco C che può eere cotituito da u itema dicretamete complicato di macchie rotati, ella quale la poteza elettrica a frequeza di corrimeto è covertita i poteza meccaica ed aggiuta alla poteza ull albero viluppata dal motore pricipale. I etrambi gli chemi, la velocità ed il fattore di poteza del motore pricipale pooo eere regolati cotrollado l ampiezza e la fae delle f.e.m. a frequeza di corrimeto del dipoitivo auiliario. Tale dipoitivo auiliario riulta i geerale piuttoto piccolo ripetto al E Aicroe - 17

18 motore pricipale, perché deve eere dimeioato olo per la frazioe di poteza elettrica aorbita dallo tatore e ceduta al rotore. Tra i itemi più impiegati vi oo il itema Leblac, il motore Schrage ed il itema Kramer modificato. 9DULD]LRQHGHOODWHQVLRQHGLDOLPHQWD]LRQH Aumetado o dimiuedo il valore efficace della teioe di alimetazioe i ottiee ua regolazioe della velocità come motrato ella figura 8.7. C V 1 <V <V 3 V 3 V V 1 C m )LJXUD5HJROD]LRQHGLYHORFLWjPHGLDQWHYDULD]LRQHGHOODIUHTXHQ]DH GHO YDORUHHIILFDFHGHOODWHQVLRQHGLDOLPHQWD]LRQH La variazioe del valore efficace della teioe di alimetazioe può eere otteuta alimetado lo tatore co u autotraformatore co rapporto di traformazioe variabile oppure mediate u opportuo dipoitivo elettroico. La variazioe di velocità che i ottiee è i ogi cao molto coteuta ed otteuta a capito della coppia maima. 9DULD]LRQHGHOQXPHURGLFRSSLHSRODUL Nelle macchie co rotore a gabbia, è poibile, tramite opportui commutatori, variare il umero di coppie polari dell avvolgimeto tatorico (e coeguetemete dell avvolgimeto rotorico, i quato il rotore a gabbia aume potaeamete u pao polare pari a quello del campo iduttore). Geeralmete i utilizzao motori co l avvolgimeto tatorico eeguito i modo da realizzare, a ecoda dei collegameti ulla morettiera, oppure 4 coppie polari. Queto chema permette di otteere u motore aicroo a due velocità. Avvolgimeti più complei permettoo di otteere ache tre o quattro regimi di velocità. 9DULD]LRQHGHOODIUHTXHQ]DGLDOLPHQWD]LRQH E poibile, pur dipoedo di ua rete trifae a frequeza e teioe cotate, alimetare gli avvolgimeti tatorici co u itema di teioi cocateate aveti frequeza e valore efficace variabili. Ciò viee otteuto ieredo tra la rete a frequeza e teioe cotate e lo tatore del motore aicroo u opportuo dipoitivo elettroico, cotituito ad eempio da u raddrizzatore ad oda itera, realizzato mediate diodi, che traforma la teioe alterata i teioe cotiua, e da u iverter i erie al raddrizzatore. Quet ultimo è realizzato mediate traitori di poteza e la frequeza ed il valore efficace delle teioi cocateate i ucita è facilmete variabile agedo ul circuito di cotrollo dell agolo di ieco dei traitori. Si rimada al capitolo ui dipoitivi elettroici per ua trattazioe più approfodita dell argometo. La figura 8.8 motra la regolazioe Aicroe - 18

19 della velocità otteibile, co ua variazioe della frequeza, mateedo ialterato il valore efficace della teioe di alimetazioe. C f 1 f 1 < f < f 3 f f 3 C m )LJXUD5HJROD]LRQHGLYHORFLWjPHGLDQWHYDULD]LRQHGHOODIUHTXHQ]DGLDOLPHQWD]LRQH Si può otare che coì facedo è poibile otteere ampie variazioi della velocità, a capito però della coppia maima. A tale icoveiete i può ovviare, variado cotemporaeamete ache il valore efficace della teioe di alimetazioe, i modo da mateere cotate il fluo per polo (vedi figura 8.9). Si ottiee coì la regolazioe della velocità deiderata mateedo ialterata la coppia maima. C f 1 f f 3 V 1 V V V 1 <V <V 3 3 f 1 <f <f 3 C m )LJXUD5HJROD]LRQHGLYHORFLWjPHGLDQWHYDULD]LRQHGHOODIUHTXHQ]DH GHO YDORUHHIILFDFHGHOODWHQVLRQHGLDOLPHQWD]LRQH *(1(5$75($6,1&51 Come precedetemete illutrato el paragrafo 7, la macchia aicroa può fuzioare da geeratore e le i forice eergia meccaica facedola ruotare a velocità uperiore al icroimo (corrimeto egativo). Il fuzioameto da geeratore della macchia aicroa preeta però alcui apetti che e limitao l impiego. Il geeratore aicroo o può ifatti fuzioare i modo idipedete, ma deve eere collegato ad ua rete, da cui deve empre e comuque aorbire la poteza reattiva ecearia al uo fuzioameto (correte magetizzate). Il geeratore aicroo può quidi forire alla rete olo poteza attiva per variare la quale è eceario variare la velocità di rotazioe del geeratore. Per queti motivi, elle cetrali per la produzioe dell eergia elettrica i geeratori impiegati o oo macchie aicroe beì macchie icroe (alteratori). I geeratori aicroi trifai oo utilizzati peo come rierva. La macchia viee avviata come motore e fuzioa come tale a vuoto. Appea le eigeze di ervizio lo richiedao, i paa al fuzioameto da geeratore. Aicroe - 19

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21 075($6,1&5101)$6( L avvolgimeto di tatore di u motore aicroo moofae è cotituito da ua ola fae; il rotore ha geeralmete ua truttura a gabbia. Per alimetare lo tatore del motore moofae è quidi ufficiete diporre di ua ola teioe alterata.come vito el capitolo relativo al campo rotate, l avvolgimeto moofae di tatore, ua volta alimetato e percoro da ua correte alterata co pulazioe ω, produce al traferro u campo alterato che può eere compoto ella omma di due campi cotrorotati, il campo diretto H d ed il campo ivero H i, etrambi i moto co ua velocità agolare ω c = ω/p, ma i veri oppoti. Si uppoga che il rotore ia i rotazioe co ua velocità ω m el vero del campo diretto. Lo corrimeto della macchia aume i valori d ed i, a ecoda che vega riferito al campo diretto od al campo ivero: d i ω c ω = ω c m ( ωc) ( ω ) = ω c m = d (10.1) Ciacuo dei due campi, e foe l uico preete al traferro, idurrebbe delle correti el rotore e quidi produrrebbe ua coppia legata al valore dello corrimeto dalla relazioe (4.1), i cui deve eere coiderato il valore appropriato dello corrimeto. Se la macchia o è atura, vale il pricipio di ovrappoizioe degli effetti e la coppia elettromagetica applicata ul rotore riulta la omma algebrica delle due coppie prodotte dai due campi cotrorotati eparatamete. La caratteritica meccaica del motore aicroo moofae, uitamete alle caratteritiche meccaiche dovute ai campi diretto ed ivero è riportata ella figura Quado il rotore è fermo, la coppia diretta e la coppia ivera riultao uguali ma agicoo i direzioi oppote: la coppia di puto riultate riulta ulla e perciò il motore o è i grado di avviari. Ua volta i rotazioe, i u vero qualuque, la coppia dovuta al campo rotate co vero cocorde co quello del moto, prevale u l altra ed il motore è i grado di mateeri i rotazioe. Il motore aicroo moofae eceità perciò di u itema per l avviameto; a tale riguardo i ditiguoo: 1. motori co avviameto a reiteza,. motori co avviameto a capacità, 3. motori a poli chermati. Aicroe - 1

22 C C d C i )LJXUD&DUDWWHULVWLFDPHFFDQLFDGHOPRWRUHDVLQFURQRPRQRIDVH Nei motori co avviameto a reiteza o capacità, elle cave di tatore è alloggiato u avvolgimeto auiliario. Queti viee alimetato co la tea teioe dell avvolgimeto pricipale, i parallelo co quet ultimo, durate il traitorio di avviameto e può eere ecluo o meo durate il fuzioameto a regime. L avvolgimeto auiliario è dotato di caratteritiche circuitali (reiteza e reattaza) tali da cotituire, co l avvolgimeto pricipale, u itema co caratteritiche imili a quelle di u itema bifae. Tale itema, caratterizzato da due avvolgimeti faati pazialmete di 90 elettrici e percori da correti i quadratura, produce, come vito el capitolo del campo rotate, u uico campo rotate ed è quidi caratterizzato da ua coppia di puto o ulla. 0RWRUHFRQDYYLDPHQWRDUHVLVWHQ]D Nel motore co avviameto a reiteza, la differeza di fae tra correte dell avvolgimeto pricipale e correte dell avvolgimeto auiliario è otteuta mediate u elevato valore della reiteza di quet ultimo. Ne coegue che la correte dell avvolgimeto auiliario riulta faata i ritardo ripetto a quella dell avvolgimeto pricipale di u agolo proimo a 90. Per o pealizzare ecceivamete il redimeto del motore, l avvolgimeto auiliario deve eere ecluo durate il fuzioameto a regime. Ciò viee fatto mediate u iterruttore cetrifugo che iterviee o appea la velocità raggiuge u valore ufficiete. La figura 10. motra lo chema circuitale e la caratteritica meccaica del motore. 0RWRUHFRQDYYLDPHQWRDFDSDFLWj Nel motore co avviameto a capacità (vedi figura 10.3), u codeatore di capacità adeguata viee ierito i erie all avvolgimeto auiliario i modo da fare ì che la correte che circola i tale avvolgimeto riulti faata i aticipo, di u agolo proimo a 90, ripetto alla correte ell avvolgimeto pricipale. L avvolgimeto auiliario può eere ecluo el fuzioameto a regime mediate u iterruttore cetrifugo. Mediate l impiego di u iterruttore cetrifugo e di due codeatori di capacità adeguata, è ifie poibile ottimizzare le pretazioi del motore come motrato ella figura Aicroe -

23 Avvolgimeto auiliario C e Avvolgimeto pricipale ed auiliario Apertura iterruttore cetrifugo Avvolgimeto pricipale Iterruttore cetrifugo Avvolgimeto pricipale )LJXUD0RWRUHPRQRIDVHFRQDYYLDPHQWRDUHVLVWHQ]D Avvolgimeto auiliario C e Avvolgimeto pricipale )LJXUD0RWRUHPRQRIDVHFRQDYYLDPHQWRDFDSDFLWj Avvolgimeto auiliario C e Apertura iterruttore cetrifugo Avvolgimeto pricipale C m C a Iterruttore cetrifugo )LJXUD 0RWRUHPRQRIDVHFRQDYYLDPHQWRDFDSDFLWD& D FDSDFLWjGLDYYLDPHQWR& P FDSDFLWjDUHJLPH 0RWRUH FRQSROLVFKHUPDWL Nel motore co poli chermati, il circuito magetico di tatore preeta delle epaioi polari attoro a cui è avvolto l avvolgimeto pricipale (vedi figura 10.5). Nelle epaioi polari oo ricavati degli icavi i cui vegoo alloggiate delle bobie di chermatura, cotituite da pire di rame cortocircuitate. La correte idotta elle bobie di chermatura fa ì che il fluo ella porzioe di polo abbracciata dalla pira ia i ritardo ripetto al fluo che iterea la rimaete parte del polo. Il campo magetico prodotto dalla correte alterata dell avvolgimeto pricipale riulta perciò u campo rotate el vero idividuato dalle bobie di chermatura (vero della freccia ella figura 10.5). La coppia di puto del motore riulta perciò divera da zero, ache e di piccolo valore. Aicroe - 3

24 Avvolgimeto pricipale C e Bobia di chermatura )LJXUD0RWRUHPRQRIDVHFRQSROLVFKHUPDWL Aicroe - 4