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Macchina Asincrona: introduzione e principio. La macchina asincrona trova impiego principalmente come motore e quasi mai come generatore. Nel seguito ci riferiremo alla macchina asincrona solo riguardo al suo funzionamento da motore. La macchina asincrona rappresenta il motore elettrico più diffuso grazie alla semplicità di costruzione, alla solidità e al basso costo. Ad inventarlo fu Galileo Ferraris in seguito alla sua scoperta del campo magnetico rotante (1887). L’apparecchio che fu costruito dal Ferraris era costituito da due avvolgimenti fissi disposti a 90° fra loro e alimentati da due correnti sinusoidali di uguali frequenza e ampiezza ma sfasate elettricamente di 90°. All’interno dei due avvolgimenti era disposto un cilindro di rame libero di ruotare intorno al proprio asse. Le correnti negli avvolgimenti generano un campo magnetico rotante di intensità costante che trascina nel moto, per induzione, il cilindro di rame. Statore e campo magnetico rotante trifase (1 coppia polare). Ogni periodo della corrente corrisponde ad un giro completo del campo magnetico rotante. Statore e campo magnetico rotante trifase (2 coppie polari). In ogni periodo della corrente il campo magnetico rotante compie mezzo giro. Velocità del campo magnetico rotante trifase. Abbiamo visto che la velocità del campo magnetico rotante dipende, oltre che dalla frequenza di alimentazione anche dal numero di coppie polari dello statore. In particolare per una coppia polare il campo magnetico rotante ruota alla stessa velocità delle grandezze elettriche quindi compirà f giri al secondo. Se le coppie polari sono due abbiamo visto dimezzarsi la velocità di rotazione che, in questo caso, sarà pari a f/2 giri al secondo. Con lo stesso procedimento si può dimostrare che per un numero generico p di coppie polari il campo magnetico rotante girerà ad una velocità pari a: f n= p giri al secondo. Nelle macchine elettriche quello che interessa è la velocità di rotazione in giri al minuto. Si può così esprimere in forma più generale n = 60 f p giri al minuto. Alimentazione del campo magnetico rotante. Il verso del campo magnetico rotante è dato dall’ordine in cui i tre avvolgimenti sono connessi alle fasi dell’alimentazione. Per invertire il verso di rotazione è sufficiente scambiare due delle tre fasi. Per quanto riguarda la tensione di alimentazione solitamente nei motori è inclusa una morsettiera che consente il collegamento della linea esterna agli avvolgimenti secondo una configurazione rispettivamente a stella o a triangolo me mostrato in figura. Rotore. Nella macchina asincrona il rotore può essere realizzato in due modi. Il primo modo è quello del cosiddetto rotore a gabbia di scoiattolo ed è il rotore più semplice e più vicino a quello della macchina di Galileo Ferraris. Esso è realizzato prendendo due anelli metallici e congiungendoli con delle sbarre di materiale conduttore come mostrato in figura. Si intuisce che con questo tipo di rotore non è possibile esercitare alcuna influenza sul circuito di indotto. Si può ricorrere all’altro tipo di rotore che è quello avvolto; non è molto diffuso ed implica, oltre a complicazioni costruttive, un costo superiore della macchina e l’introduzione delle spazzole.
