PROVE SULLA MACCHINA A CORRENTE CONTINUA

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1 LABORATORIO DI MACCHINE ELETTRICHE PROVE SULLA MACCHINA A CORRENTE CONTINUA

2 PROVE SULLA MACCHINA A C. C. Contenuti Le prove di laboratorio che verranno prese in esame riguardano: la misura a freddo, in corrente continua, delle resistenze degli avvolgimenti di macchina; la prova a vuoto; il rilievo della caratteristica esterna; il rilievo della caratteristica di regolazione.

3 MISURA DI RESISTENZA DEGLI AVVOLGIMENTI Scopo della prova Nella Nella macchina a corrente continua sono presenti l'avvolgimento di eccitazione, l'avvolgimento di armatura e, per le macchine provviste di poli ausiliari, l'avvolgimento ausiliario. La La misura delle resistenze elettriche di questi avvolgimenti è effettuata a freddo, facendo circolare una corrente continua molto inferiore a quella nominale, in modo da limitare il riscaldamento dei conduttori. Le resistenze, misurate a temperatura ambiente di prova, vanno riportate alla temperatura convenzionale di regime.

4 MISURA DI RESISTENZA DEGLI AVVOLGIMENTI Avvolgimento di eccitazione Per Per la misura della resistenza del circuito di eccitazione si usano i normali metodi di misura, come il metodo volt- amperometrico o quello del ponte di Wheatstone.. Per le macchine provviste di avvolgimenti ausiliari occorre effettuare la misura della resistenza elettrica anche di questi ultimi. Nel Nel caso di macchine con eccitazione separata, l'avvolgimento di eccitazione va isolato dal resto della macchina e lo schema generale della misura volt- amperometrica si presenta come nella figura.

5 MISURA DI RESISTENZA DEGLI AVVOLGIMENTI Avvolgimento di eccitazione

6 MISURA DI RESISTENZA DEGLI AVVOLGIMENTI Avvolgimento di armatura La resistenza dell'avvolgimento d indotto d è normalmente di piccolo valore, per cui viene frequentemente usato il metodo del doppio ponte di Thomson,, oltre a quello volt-amperometrico amperometrico. La difficoltà maggiore consiste nel collegare il circuito ai punti di misura, dato che l'avvolgimento d indotto d non ha terminali, ma è connesso alle lamelle del collettore. Per evitare di misurare anche la resistenza di contatto tra spazzole e collettore vengono isolate le spazzole e si realizza il contatto mediante morsetti a pressione, posti su lamelle diametralmente opposte del collettore, a macchina ferma. È opportuno ripetere la prova alcune volte, facendo ruotare i punti di contatto rispetto al collettore.

7 MISURA DI RESISTENZA DEGLI AVVOLGIMENTI Avvolgimento di armatura

8 PROVA A VUOTO Scopo della prova La prova a vuoto serve a determinare l'andamento della caratteristica di magnetizzazione della macchina (caratteristica a vuoto), ossia la curva della tensione a vuoto in funzione della corrente di eccitazione. Nel funzionamento a vuoto la dinamo, trascinata da un motore primo, ruota alla velocità nominale e viene eccitata in assenza di carico elettrico tra i morsetti dell'indotto, tra i quali è invece presente una tensione a vuoto, pari alla f.e.m. indotta nel circuito di armatura.

9 PROVA A VUOTO Schema del circuito di misura La dinamo viene fatta ruotare a velocità nominale mediante un motore primo, con il circuito di eccitazione separato dall'indotto; questa condizione è necessaria qualunque sia il tipo di macchina in prova (ad eccitazione indipendente, derivata, serie o compound), al fine di evitare che il circuito di armatura sia percorso da d corrente. La corrente di eccitazione viene regolata tramite il reostato r di eccitazione Re, in modo da variare conseguentemente la tensione di indotto.

10 PROVA A VUOTO Esecuzione della prova Dopo aver avviato la dinamo con il circuito di eccitazione aperto o e averla portata alla velocità nominale, si misura la piccola tensione residua indotta nel circuito di armatura dal flusso residuo. Si alimenta quindi il circuito di eccitazione e si regola la corrente per valori crescenti, fino a superare il suo valore nominale di circa a il 20%, in modo che la macchina lavori in saturazione, condizione in i cui la tensione aumenta di poco al crescere della corrente di eccitazione. Le coppie di valori (Vo, Ie) ) così determinate, riportate sul piano cartesiano, forniscono il ramo ascendente della caratteristica di magnetizzazione rappresentato in figura.

11 PROVA A VUOTO Esecuzione della prova Raggiunta una corrente di eccitazione intorno al 120% di quella nominale, si riduce la corrente e si ricavano i punti del ramo discendente della caratteristica; a parità di corrente Ie si ottengono valori leggermente maggiori della tensione a vuoto, a causa del fenomeno di isteresi magnetica. La caratteristica di magnetizzazione effettiva verrà tracciata considerando i punti medi tra le due curve, (linea tratteggiata della figura).

12 RILIEVO DELLA CARATTERISTICA ESTERNA Scopo ed esecuzione della prova La caratteristica esterna di un generatore in corrente continua esprime il legame tra la tensione ai morsetti e la corrente erogata, a corrente di eccitazione e velocità di rotazione costanti e pari ai rispettivi valori nominali. La sua determinazione sperimentale viene effettuata misurando, per p i diversi punti di prova, i valori della tensione e della corrente di armatura. Lo schema generale del circuito di misura, relativo a una dinamo con eccitazione indipendente, è riportato nella figura.

13 RILIEVO DELLA CARATTERISTICA ESTERNA Circuito di misura

14 RILIEVO DELLA CARATTERISTICA ESTERNA Scopo ed esecuzione della prova superiore del 30% di quella La corrente di eccitazione viene regolata tramite il reostato di eccitazione Re, oppure mediante un alimentatore variabile. Il reostato e l'amperometro vanno scelti in funzione della corrente nominale di eccitazione. Il carico è costituito da un reostato Rc,, in grado di sopportare una corrente nominale erogata dalla dinamo.

15 RILIEVO DELLA CARATTERISTICA ESTERNA Scopo ed esecuzione della prova Agendo sul reostato di carico, tensione V che, riportati sul all'aumentare della corrente, a causa della caduta di tensione sulla resistenza di armatura e della reazione smagnetizzante si varia il carico e si misurano la corrente erogata I e la piano cartesiano V-I, V consentono di ricavare la caratteristica esterna. La tensione sarà decrescente d'indotto.

16 RILIEVO DELLA CARATTERISTICA ESTERNA

17 RILIEVO DELLA CARATTERISTICA DI REGOLAZIONE Scopo ed esecuzione della prova La caratteristica di regolazione di una dinamo rappresenta il legame tra la corrente di eccitazione e la corrente di armatura erogata,, con tensione ai morsetti e velocità di rotazione costanti. Essa serve, quindi, a stabilire il valore della corrente di eccitazione necessaria per mantenere costante la tensione ai morsetti, al variare della corrente di carico.

18 RILIEVO DELLA CARATTERISTICA DI REGOLAZIONE Circuito di misura

19 RILIEVO DELLA CARATTERISTICA DI REGOLAZIONE Modalità di esecuzione della prova La prova si esegue con il gruppo dinamo-motore motore primo rotante a velocità nominale; si regola la corrente di eccitazione in modo da ottenere una tensione ai morsetti pari al valore nominale per ogni posizione del reostato di carico, mediante il quale si varia la corrente erogata. La forma tipica della caratteristica di regolazione è mostrata nella figura. All'aumentare della corrente di carico deve aumentare anche quella di eccitazione, per sopperire all incremento delle cadute di tensione e dell'effetto smagnetizzante della reazione d'indotto.

20 RILIEVO DELLA CARATTERISTICA DI REGOLAZIONE Modalità di esecuzione della prova La prova si esegue con il gruppo dinamo-motore motore primo rotante a velocità nominale; si regola la corrente di eccitazione in modo da ottenere una tensione ai morsetti pari al valore nominale per ogni posizione del reostato di carico, mediante il quale si varia la corrente erogata. La forma tipica della caratteristica di regolazione è mostrata nella figura. All'aumentare della corrente di carico deve aumentare anche quella di eccitazione, per sopperire all incremento delle cadute di tensione e dell'effetto smagnetizzante della reazione d'indotto.

21 RILIEVO DELLA CARATTERISTICA DI REGOLAZIONE Modalità di esecuzione della prova

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