Separazione delle perdite nel ferro dalle perdite meccaniche

a) Mediante motore tarato : dopo aver fatto la prova a vuoto a tensione e frequenza nominali ed aver ricavato la somma delle perdite costanti (PFeS + Pm)n , si accoppia il motore in prova ad un motore tarato (il quale permette di ricavare la potenza meccanica resa al suo albero una volta che sia nota la potenza elettrica assorbita) e con esso si fa ruotare il motore in prova alla sua velocità nominale senza che la macchina venga alimentata. In queste condizioni la potenza resa dal motore tarato coincide con le sole perdite meccaniche Pm del motore in prova e, quindi, le perdite nel ferro si avranno per differenza PFeSn = (PFeS + Pm)n - Pm .

b) Metodo del motore a vuoto : dopo aver fatto la prova a vuoto a tensione Vn e frequenza nominali ed aver ricavato la somma delle perdite costanti (PFeS + Pm)n , si fa un'altra prova a tensione V' ridotta (comunque non ridotta in quantità tale da far ridurre in misura apprezzabile la velocità a vuoto del motore) rilevando le nuove perdite (PFeS + Pm)' . Siccome le perdite meccaniche sono legate solo alla velocità di rotazione, esse rimarranno costanti e pari a Pm , mentre le perdite nel ferro, a valori bassi di saturazione, sono proporzionali al quadrato della tensione, si potrà scrivere:

c) Metodo della interpolazione grafica : si eseguono diversi rilievi delle perdite costanti (PFeS + Pm)* per valori della tensione V* applicata al motore variabili da poco più della tensione nominale fino ad un valore inferiore Vmin per il quale comunque non vari sensibilmente la velocità a vuoto (la frequenza deve essere sempre quella nominale). Per ogni prova sarà (PFeS + Pm)* = Pmis* - Pac* - PJS0* dove Pmis* è la potenza misurata dal sistema di misura, Pac* è l'autoconsumo del sistema di misura e PJS0* = 3·R1·I10*2 è la potenza persa per effetto joule negli avvolgimenti di statore. Con i valori misurati si costruisce il diagramma della funzione (PFeS + Pm) = f(V) :

Tale diagramma avrà l'aspetto di un ramo di parabola avente il vertice sull'asse delle ordinate e la concavità rivolta verso l'alto. Estrapolando il tratto rilevato sperimentalmente al valore V = 0 si ottengono evidentemente le Pm in quanto le perdite nel ferro con tensione applicata nulla sono nulle. Per estrapolare correttamente, si ricordi che la parabola interseca l'asse delle ordinate con tangente perpendicolare all'asse stesso, oppure si ricordi che tracciando il grafico (PFeS + Pm) = f(V2) l'andamento sarà rettilineo e quindi più facilmente riproducibile. Leggendo il valore di ordinata in corrispondenza di V = Vn si avrà (PFeS + Pm)n per cui sarà PFeSn = (PFeS + Pm)n - Pm .

d) Caso del motore con rotore avvolto : si esegue dapprima la prova a vuoto a tensione e frequenza nominali con gli avvolgimenti rotorici in cortocircuito e si rilevano le perdite costanti (PFeS + Pm)n = Pmis - Pac - PJS0 . Quindi, senza togliere l'alimentazione al motore, si apre il circuito rotorico tramite un interruttore precedentemente collegato ai suoi morsetti e, in brevissimo tempo, si rilevano le perdite costanti in tali condizioni PFeSn = Pmis* - Pac* - PJS0* . Tali perdite saranno costituite dalle sole perdite nel ferro in quanto, essendo il rotore aperto, sarà nulla la corrente rotorica che in precedenza sviluppava la coppia motrice necessaria a vincere le perdite meccaniche e quindi mancherà nella potenza elettrica assorbita la componente Pm . Come si è già fatto notare, è importante che il rilievo venga fatto prima che il motore perda sensibilmente velocità altrimenti, a causa dell'aumentare delle frequenze rotoriche, crescono le perdite nel ferro di rotore (che devono invece essere trascurabili) e la prova non è più valida. Note (PFeS + Pm)n e PFeSn sarà Pm = (PFeS + Pm)n - PFeSn .

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