macchina in corrente continua a magneti permanenti Struttura base del motore dc

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1 cchin in corrn coninu ni prnni Sruur bs dl oor dc l clssico oor in corrn coninu h un pr ch ir d ppuno roor o nch rur un pr ch nr un cpo nico fisso (nll'spio i du ni colori) d sor. Un inrruor ron do couor o collor spzzol invr du vol d oni iro l dirzion dll corrn lric ch prcorr i du vvolini nrndo un cpo nico ch nr d sc dll pri rroond dll'rur. Nscono forz di rzion rpulsion con i ni prnni fissi L vlocià di rozion dipnd d: r spzzol collor, ni oni di couzion, si hnno rnsiori di prur dli vvolini induivi quindi scinillio, nubil con l'nicipzion dll couzion di vri vvolini roorici (l spzzol dvono ssr ruo ssiln in nicipo rispo ll rozion dll'indoo), soluzion pplicbil pr oori ch dvono ruor spr un un sol dirzion. Qus scinill coporno disurbi lrici si irrdii nll'bin circosn ch rsssi l nror di nsion (ch lin il oor); qusi disurbi, in drini sori di ipio, possono cusr probli di copibilià lronic; è possibil nurli ri di filri. L prsnz di vvolini lrici sul roor h nch du spi nivi: S il oor è di ross ponz si hnno di probli di slino dl clor (li vvolini si riscldno pr ffo Joul il cpo nico lrno nl nuclo dl roor nr lr prdi, cus d isrsi nic corrni prssi nl nuclo ssso, quindi lro clor. Gli vvolini ppsniscono il roor (un il ono d'inrzi): s il oor dv rispondr con rpidià prcision (co vvin nll uozioni indusrili nll roboic) il conrollo divn più coplsso; pr piccol ponz (d 1 200W) srvoconrolli vol si usno pricolri ipi di oori con roor con vvolini for di bicchir privo dl nuclo di frro, di "ironlss": hnno bss inrzi rndino lrico più lvo di loro corrispondni con roor vvolo su nuclo di frro. nsion pplic. Corrn ssorbi dl roor. Crico pplico. L coppi nr è proporzionl ll corrn d il conrollo più splic isc sull nsion d'linzion, nr ni sisi più coplssi si us un Conrollo uoico in rrozion ch l l vribili pr nrr l nsion d pplicr l oor. l oor CC ni prnni h un coporno rvrsibil: divn un nror di corrn coninu s si coll un lro oor ll'lbro. Si può llor prlvr l'nri lric prodo collndosi ll spzzol, inolr d quso si può inuir l su cpcià di ir nch d frno /o uso pr il rcupro dll'nri ni zzi ibridi o ssr splifico co un splic frno: pplicndo r l spzzol un rsisor l'nri ccnic rsss ll'lbro si dissip su quso rsisor). issundo si può ffrr ch il oor CC h u l funzioni ncssri pr un zzo obil: olr ll funzion di oor può rcuprr l'nri funzionndo d dino qundo srv l'zion frnn o ir splicn d frno. l suo lii principl è nll ncssià dl couor spzzol: L spzzol sono in rfi, nr ni piccoli srvooori ni ipi uilizzi ni lori CD/DD o risrori css sono in l llic binc. L diffrnz è nll frqunz dll loro sosiuzion, infi nll cchin unsili co srilirici o rpni, si uilizzno spzzol in rfi, prché è olo splic vloc sosiuirl, l spzzol in llo, sono us su pprcchi dov risul scoodo o non convnin cbirl, co ni oori d'vvino di zzi di rsporo. L spzzol ponono un lii ll ssi vlocià di rozion: ior è l vlocià più for è l prssion ch bison srcir su di ss pr nnr un buon cono, counqu i oori univrsli usi nli spirpolvr nli lrounsili porili (rpni, ol, c.) possono riunr i iri l inuo.

2 Cnni ori S un conduor è poro in un cpo nico un forz F è srci sullo ssso Dll fiur 3 si nono l lin di cpo nico oroonli ll ss di rozion dl oor. Or s io dll spir sul roor l fccio prcorr d corrn, ssndo il vor corrn d il vor dl cpo nico oroonli r loro (solo qundo l spir è orizzonl) su cods spir vin pplic un forz, pri ll forz di Lornz. Qundo qus si rov nll lr condizioni l nolo α risul infrior 90. Ciò copor un riduzion dll forz pplic sull spir quindi sull ss dl roor dl oor. L forz vnno un vrso l lo un vrso il bsso sono pplic sui li lunhi dll spir cioè qulli prllli ll ss dl oor. nvc nl scondo qudrn si no l spir in rozion d in quso cso il vor corrn d il vor dl cpo nico non sono oroonli r loro quindi l coppi pplic sull spir è infrior qull prcdn. Dov l è l lunhzz dl filo, d B forno un prodoo voril (cioè B dvono ssr sfsi di 90 ). D qus n driv ch: F l * * B * sn(α) Dov α è l nolo r il vor corrn d il vor dl cpo nico B. ssndo un prodoo voril l forz F risuln srà sfs di 90 rispo l vor corrn 90 rispo l vor dl cpo nico B. n bs qus l fisic possio i dlinr il ruolo di ni prnni prsni nll css soric. Essi non fnno lro ch nrr un cpo nico linr (co si vd nll fiur 3). n pricolr si vidnzi l fs in cui sull spir non vin pplic lcun forz prché qus è fuori dll lin dl cpo nico. Con un spir qundo qus rriv posizionrsi co osro nll fiur 5 rzo qudrn, il ror non è cpc più di ruor. Pr ovvir quso probl, quindi nnr in oor in rozion, bison uilizzr lno du spir pos in nir incroci. l probl ch si h, è ch l du spir dvono ssr lin. S ssio du fili colli ll spir vvol sul roor dopo pochi iri qusi si rovilirbbro r loro. Pr risolvr quso probl si uilizz un pzzo ccnico crrisico solo dl oor corrn coninu, il collor.

3 l collor è cosiuio d un sri di lll di r pos vicin r loro d onun isol lricn dll lr, nll sun fiur si può nor un collor di un oor corrn coninu: Forz conrolrooric Qundo il roor inizi ruor oni spir vd co s ci foss un cpo nico vribil, prché ss si spos nllo spzio dov sono prsni l linn di forz dl cpo nico. Un cpo nico vribil nr ll inrno di un spir un forz conrolrooric, cioè un nsion ch si oppon ll forz ch l h nr, qus nsion è dscri dll l di Lnz. Co do l nsion nr si oppon ll nsion di linzion. Qus forz conrolrooric (dor in vni l indichro con E), ssndo il odulo dl cpo nico cosn, risul linrn dipndn ll vlocià di rozion dl oor (vlocià nolr ω): E K * ω K cosn lric dll cchin Modllzion ic dl oor corrn coninu Ad oni lll dl collor vi è coll un cpo di oni spir, quindi s il oor h du spir il collor dv vr 4 lll. Sopr il collor vi sriscino du spzzol l quli forniscono l linzion lric ncssri ll spir pr por pr r l roor di ruor. L spir sono coll su lll oppos r loro, quindi pr por linr l spir copl l spzzol dvono linr l lll ius. Prciò nch l spzzol si rovno disnzi r loro di 180 (oppos r loro). oori corrn coninu oi prsni sul rco prsnno un nuro di spir (o lio un nuro di vvolini di spir) nch suprior 20. l oor corrn coninu può ssr viso co l insi di du pri fondnli, un lric d un ccnic. Enrb fnno pr dl roor. Lo sor h solo il copio di nr il cpo nico pr l oivo non ncssi lcun odllzion. M sicurn il cpo nico B risulrà nll quzioni dscriiv dl oor. L pr lric è crrizz dll rsisnz dll indunz ch crrizzno l spir vvol sul roor: Co si può nor dll fiur, ssndo l spir copos d r qus vrà un rsisnz crrisic dl filo, d ssndo il filo vvolo spirl quso si copor co un induor quindi l spir srà crrizz nch d un indunz crrisic. Co do l forzconrolrooric E dipnd dll vlocià di rozion dl oor, quindi ll vvio qus risulrà pri 0..

4 Considrndo il circuio lrico ch crrizz l spir si h ch l quzion di l circuio è l sun: Dov è l nsion di linzion è l corrn ch circol nll spir. Pr quno riurd l l di Lornz vis in prcdnz possio ffrr ch si il cpo nico ch l lunhzz dl filo sono cosni, quindi l Coppi pplic sul roor è l sun: K cosn ccnic dll cchin KKK cosn di cchin L quzion ch dscriv l pr ccnic quindi l pr rooric è l sun: r: coppi rsisn B: cofficin di rio J: inrzi ω : vlocià nolr dl oor di i + L + d Qundo il roor coinci ruor ll inrno dll spir si nr un forz conrolrooric ch si oppon ll nsion di linzion pplic l oor. Qus forz conrolrooric (sprss in vol) è nr dll sun quzion: E K * ω dω B ω + J + d r issundo il coporno dl oor dl puno di vis dinoico è do dll 4 quzioni di i + L + d dω B ω + J + r d i ν ω ( ) i ( ) ω( ) ( s ) ( ) ( ) E ( ) rovr l soluzioni di un quzion diffrnzil non è spr fcil. n lcuni csi si può uilizzr l rsfor di Lplc, ossi: un opror ch rsfor un funzion dll vribil rl (y f(x)) in un funzion dll vribil coplss (y F(s)). Pricn quso opror rsfor l quzion diffrnzil in un quzion lbric fciln risolvibil L: f(x) F(s) Sosiundo l vribili in funzion di s nll nosr quzioni bbio: + s L + B + s J + E ν r r r E

5 rovr l fd Pr ricvr lo sch blocchi inizio ricvr d qus forul: + s L + E ( + s L ) E 1 + s L E ( ) nsrndo nllo sch blocchi l forul: E ν Onio lo sch blocchi finl dl Moor C.C. E ricordndo ch Possio disnr l pri pr dllo sch: S l coppi rsisn l rio sono rscurbili: icordndo ch: B + s J + ricvndo d l forul bbio: r 1 r B + s J ( ) G ( ) Gch + sl sj GH v s LJ + sj + v 1+ ( + sl) sj N.B. L soluzioni possono ssr rli o coplss coniu: 1 n qus forul copr, ch sor r oliplic pr l f. di rsfrino dà l vlocià. Quindi iunndo lo sch blocchi prcdnn illusro qullo ch si ricv d qus forul onio

6 dici disin rscuro rio Si rriv ll sun pprossizion dll fd dl oor in cc 1/ K G( S) (1 + sτ )(1 + sτ ) NB l cosn di po lric () l cosn di po lroccnic () ch vlono rispivn τ L / τ *J / K*KE Esisono solo s i poli sono rli disini!!!! Pr i vlori ipici di oori in corcio è possibil dfinirli pr cui l fd è qull vidnzi. qull lric L / L cosn di po lric è in nr olo più piccol di qull lroccnic ( il polo lroccnico è doinn) rscurndo nll so l cosn più piccol 1/ K 1/ K G S) (1 + sτ )(1 + sτ ) ( s τ τ + s( τ ( 2 + τ ) + 1

7 ANALS A EGME Con coppi rsisn r 0 Fcndo rscorrr olo po, in odo l ch i sisi in rii rnsiori sino sicurn surii, bbio: li f() li s F(s) F(s 0) 0 s 0 Ponndo s 0, lo sch blocchi dl oor ri srà il sun: Esrcizio rovr l fd L vlocià in quso cso srà: B 1 + B ν B + ν

8 LA CAAESCA DEL MOOE C.C. D qui ricvio l inrszioni con li ssi iporndo qusi vlori sul rfico onio ν E E Dll rlzioni sinisr possio ricvr l quzion dll r ν ν Qundo 0 0 Qundo 0 ν v K 0 ν ν rindo l nsion si oin un fili di r in cui cbi l inrc non il cofficin nolr ν