Elementi di macchine elettriche

Questo testo è stato concepito per fornire agli allievi ingegneri 'non elettrici' un'introduzione elementare alle macchine elettriche (una certa conoscenza dei concetti fondamentali relativi ai campi elettrici e magnetici è indispensabile alla comprensione del materiale esposto: ad esempio viene data per acquisita la comprensione dei circuiti magnetici, utilizzati per modellare il trasformatore) ed è concettualmente suddiviso in due parti. Nella prima parte sono raccolte alcune considerazioni sulle macchine elettriche statiche. In particolare, dopo l'introduzione dei concetti fondamentali, è ampiamente trattato il trasformatore, sia monofase che trifase. In ogni capitolo vengono offerti al lettore attento ed interessato spunti di riflessione ed approfondimento, come ad esempio la definizione di induttore in condizioni quasi stazionarie. Nella seconda parte si affronta lo studio delle macchine elettriche rotanti allo scopo di presentare, in forma compatta ed unitaria, il funzionamento dei principali dispositivi che trasformano l'energia meccanica in energia elettrica, detti generatori elettrici, e dei più importanti motori elettrici, che realizzano la conversione di energia elettrica in energia meccanica ponendo in rotazione un albero. Andando un po' più nello specifico, il testo rivisita i concetti di base del moto rotatorio, in quanto le macchine elettriche per lo più attorno ad un asse fisso. Poi, ci si dedica allo studio della macchina sincrona, che costituisce la base per il progetto dei moderni generatori elettrici; segue la trattazione della conversione di energia elettrica in meccanica, approfondendo lo studio del motore asincrono. Vengono trattate le macchine a corrente continua e le macchine per impieghi speciali, mentre l'ultimo capitolo è destinato a dare un cenno al problema della realizzazione degli avvolgimenti per una macchina elettrica, statica o rotante che sia. L'energia elettrica è caratterizzata da quattro fattori: frequenza, tensione, corrente e forma d'onda. Una macchina elettrica del primo tipo sarà una macchina che trasforma una o più di queste grandezze per soddisfare una determinata richiesta da parte dell'utilizzatore. Nel caso in cui la frequenza di ingresso è la stessa di quella in uscita, anche nella forma d'onda, si ha il fondamentale caso del trasformatore, che è chiamato ad operare una variazione tra la tensione di ingresso e quella di uscita, oppure una variazione della corrente, per soddisfare le necessità dell'utilizzatore.