Ingegneria Energetica

Azionamenti Elettrici e Reti di Distribuzione

Informazioni generali

Anno di corso: 1°
Semestre: 2°
CFU: 9

Docente responsabile

Programma del corso

Il campo elettromagnetico e le leggi dell'elettromagnetismo. Ipotesi di costanti concentrate. I circuiti elettrici: equazioni costitutive e limiti di validità. I circuiti magnetici: la corrente di induzione e la tensione indotta. L'induttore ideale. Energia immagazzinata nei dispositivi magnetici. Flussi dispersi e traferri. Non linearità e saturazione. Esempio di calcolo di circuiti magnetici: problemi diretti e inversi, lineari e non lineari. Ciclo di isteresi e correnti parassite. Perdite nel ferro.
L'induttore reale (caso lineare e non lineare). Il trasformatore: caso del trasformatore ideale. Schema equivalente del nucleo. Il trasformatore perfetto. Schema equivalente completo del trasformatore. Accorgimenti costruttivi. Diagramma vettoriale. Prove a vuoto e in corto circuito. Trasformatore trifase. Effetti non lineari nel trasformatore. Risposta in frequenza. Magneti permanenti ed elettromagneti.
Conversione elettromeccanica dell'energia. Macchina ideale in continua. Caratteristica meccanica. Dinamo. Struttura dello statore: macchine a due poli e a più poli. Forme d'onda indotte negli avvolgimenti di armatura. Struttura del collettore. Disposizione degli avvolgimenti di armatura e disposizione delle spazzole. Macchine con avvolgimenti di campo in serie e in parallelo. Cenni sulla reazione d'armatura. Avviamento delle macchine in corrente continua e frenatura elettrica. Caratteristiche di alcuni motori usati per trazione.
Macchine sincrone. Caratteristiche costruttive dell'indotto e del rotore: disposizione degli avvolgimenti. Funzionamento dell'alternatore a vuoto e sotto carico. Reazione di armatura. Funzionamento dell'alternatore in corto circuito. Alternatori in parallelo. Funzionamento della macchina sincrona come motore e come condensatore rotante. Campi di applicazioni del motore sincrono.Il campo rotante e le macchine asincrone. Motori asincroni: scorrimento e rendimento di conversione. Caratteristica meccanica e avviamento del motore. Reazione di indotto e circuito equivalente. La macchina asincrona come generatore. Campi di applicazione del motore asincrono.

Risultati d'apprendimento previsti

Il corso di Azionamenti Elettrici e Reti di Distribuzione si propone di fornire una conoscenza di base delle macchine elettriche in corrente continua e in corrente alternata, degli azionamenti elettrici e degli impianti di trasmissione e distribuzione dell'energia elettrica. Per fornire allo studente una preparazione più solida e duratura, nel corso si farà riferimento anche alle reti elettriche di prossima generazione (Microgrids e Smart Grids).

Eventuali propedeuticità

E' consigliabile possedere le conoscenze di base di Elettrotecnica.

Testi di riferimento

A. Bellini, Elettronica Industriale 1 Parte Prima – Introduzione agli azionamenti elettrici e azionamenti con motore in corrente continua, ARACNE
A. Bellini, Elettronica Industriale 2 - Azionamenti con motore in corrente alternata, ARACNE
G. Conte, Impianti Elettrici 2, Hoepli.
Dispense a cura del docente