Essendo la macchina trifase, si fa riferimento ad una fase del
motore equivalente Y/Y (quindi le correnti sono uguali
a quelle di linea, mentre le tensioni sono quelle stellate che
andranno moltiplicate per al fine di ottenere
quelle concatenate di linea).
Per quanto riguarda lo statore, il suo circuito equivalente
è uguale a quello del primario di un trasformatore, valgono
le stesse identiche considerazioni con l'osservazione che la f.e.m.
indotta è originata dal taglio
degli avvolgimenti statorici da parte del campo magnetico rotante
avente distribuzione sinusoidale nel traferro, mentre nei trasformatori
la stessa f.e.m. indotta era originata dalla concatenazione con
l'avvolgimento primario del flusso utile variabile sinusoidalmente
nel tempo.
Per quanto riguarda il rotore, si devono considerare:
a) la resistenza ohmica di una fase equivalente a stella R2 [W] indipendente dalla velocità del motore;
b) la reattanza di dispersione di una fase equivalente a stella dovuta ai flussi dispersi di rotore Xd2(s) [W]. Tale reattanza non è costante ma varia al variare della velocità del rotore (cioè è funzione dello scorrimento s ). Infatti, variando lo scorrimento, varia il valore della frequenza rotorica così che:
dove Xd2(1) è la reattanza di dispersione rotorica a rotore bloccato. Si osserva che Xd2(1) è il massimo valore che la reattanza può assumere, infatti mano a mano che il rotore acquista velocità lo scorrimento diminuisce ( s = 1 all'avviamento, s vale pochi centesimi a regime, s = 0 teoricamente a vuoto). Si può quindi dire che l'impedenza rotorica vale:
Considerando che la f.e.m. stellata che agisce su ciascuna fase
rotorica vale , la corrente che circola
in ciascuna fase del rotore sarà data da:
Si osserva che la corrente che circola in ciascuna fase del rotore,
quando esso ruota con scorrimento s , è la stessa
che si avrebbe se il rotore fosse fermo ( s = 1 ) ma con
la resistenza ohmica di ogni fase rotorica aumentata dal valore
R2 [W] al valore
[W].
La quantità rappresenta la potenza
trasmessa dallo statore al rotore. Tale potenza sarà
pari alla somma della potenza dissipata per effetto joule nella
resistenza rotorica
e della potenza
elettrica trasformata in meccanica (potenza meccanica generata):
Pertanto, sdoppiando il termine nella
somma:
si possono mettere in evidenza separatamente la potenza persa
per effetto joule PJR e la potenza meccanica
generata PM per ciascuna fase. Ci riduciamo
così al circuito equivalente di una fase Y/Y sopra
disegnato. In tale circuito, che altro non è che l'interpretazione
circuitale dell'equazione (*) , le frequenze rotoriche
sono le stesse dello statore essendo f2(1) = f1.
Osserviamo che se il rotore è bloccato (situazione all'avviamento)
si ha s = 1 ed e pertanto tutta
la potenza trasmessa viene dissipata per effetto joule, invece
se il rotore raggiunge la velocità del campo magnetico
rotante (cosa naturalmente impossibile) si ha
ed
così che il circuito rotorico
risulta aperto e quindi sono nulle sia la corrente rotorica che
la potenza trasmessa.
Come per il trasformatore, è possibile riportare allo statore (primario) gli elementi del rotore (secondario) dando luogo al circuito equivalente:
Se poi si trascura la c.d.t. nello statore, ovvero si ritiene la f.e.m. indotta nello statore E1 costante ed uguale alla tensione applicata V1Y , ovvero si suppone che la macchina funzioni a flusso per polo costante, si potrà trasportare i due rami trasversali a monte di tutto ed ottenere così il circuito equivalente semplificato ridotto a statore riportato sopra, per il quale:
Macchine asincrone
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