MAE ME esame 2015 03 28

SAPIENZA - UNIVERSITÀ DI ROMA
CORSI DI LAUREA MAGISTRALI in INGEGNERIA ELETTRICA ed ENERGETICA
MACCHINE E AZIONAMENTI ELETTRICI – MACCHINE ELETTRICHE
PROVA SCRITTA DEL 28 MARZO 2015
1. Su di un trasformatore monofase della potenza nominale di 1.1 kVA, 220/440 V, 50 Hz, sono state effettuate
le prove di caratterizzazione parametrica, che hanno fornito i seguenti risultati:
Prova a vuoto (lato AT aperto)
Prova di corto circuito (lato BT cortocircuitato)
tensione [V]
220.
60.
corrente [A]
1.
3.
potenza [W]
100.
162.
misura
Lato BT
Lato AT
La tensione al secondario di macchina deve essere mantenuta costante a 400 V. Calcolare:
1.
la massima potenza attiva erogabile su un carico a cos=0.8 rit [W]
3
2.
Le perdite della macchina nelle condizioni 1. [W]
3
3.
La caduta di tensione da vuoto a carico nelle condizioni 1. [ ]
3
4.
Il rendimento della macchina nelle condizioni 1. [ ]
3
2. Una macchina in corrente continua con eccitazione separata viene alimentata con una tensione di 100 V. La
macchina ha una resistenza di armatura di 0.1  ed una corrente nominale di 120 A. A vuoto, la macchina
assorbe 6 A e ruota alla velocità di 1000 rpm. Calcolare:
5.
La velocità di pieno carico (trascurando la reazione di indotto) [rpm]
3
6.
La coppia di pieno carico [Nm] (nella condizione 5.)
3
7.
La velocità di pieno carico con corrente di eccitazione ridotta del 10 %
(trascurando la reazione di indotto) [rpm]
3
8.
La coppia di pieno carico [Nm] (nella condizione 7.)
3
3. Un gruppo di emergenza è equipaggiato con una macchina sincrona trifase da 50 kVA, 440 V, 50 Hz. Questa
macchina, nel funzionamento da generatore, alimenta un carico passivo che può essere schematizzato come
una impedenza costante. A 440 V, tale carico assorbe (condizione {A}) 44 kW con cos = 0.8 rit; oppure
(condizione {B}) 20 kW con cos = 0.75 rit. Nelle condizioni di vuoto a velocità nominale, il circuito di
eccitazione assorbe 7 A per mantenere la tensione concatenata al valore nominale; nella prova di corto a
velocità nominale, la corrente statorica nominale si ottiene con una corrente di eccitazione di 5.5 A. In
funzionamento normale, il carico richiede la costanza della tensione di alimentazione a 440 V. Calcolare:
9.
la corrente di eccitazione necessaria per mantenere la condizione di carico {A} [A]
3
10.
la corrente di eccitazione necessaria per mantenere la condizione di carico {B} [A]
3
cognome, nome
.UniRoma1 - LM Elettrotecnica/Energetica – MAE/ME – AA 2014/2015 – prova scritta d’esame del 28.03.2015
SAPIENZA - UNIVERSITÀ DI ROMA
CORSI DI LAUREA MAGISTRALI in INGEGNERIA ELETTRICA ed ENERGETICA
MACCHINE E AZIONAMENTI ELETTRICI – MACCHINE ELETTRICHE
PROVA SCRITTA DEL 28 MARZO 2015
INDICAZIONI PER L’ESERCIZIO 1
1 – 4.
La risposta alla domanda 1. è data dal prodotto del valore efficace della tensione applicata (400 V) per la
massima corrente che può fluire negli avvolgimenti (25 A) per il fattore di potenza ipotizzato (0.8). È
del tutto evidente che un eventuale derating in tensione non permette un inrating in corrente: per questo
motivo, la corrente nominale a 440 V è la stessa che a 400 V:
INDICAZIONI PER L’ESERCIZIO 2
5 – 8.
La differenza tra le situazioni elettriche relative alle domande 5. e 7. non è certamente nella fem indotta.
Se l’assorbimento elettrico nei due casi è lo stesso, se la corrente è la stessa, la fem indotta E deve essere
la stessa. Poiché quest’ultima grandezza ha espressione
E = k 
ed essendo la corrente di eccitazione proporzionale al flusso , è evidente che, per la costanza di E, se
cambia , allora deve cambiare anche  (indebolimento del flusso).
INDICAZIONI PER L’ESERCIZIO 3
9 – 10.
È preliminarmente necessario calcolare la reattanza sincrona della macchina. Poi si calcolano le correnti
necessarie ai carichi (casi {A} e {B}) e si costruiscono i due diagrammi vettoriali della macchina
sincrona lineare a poli lisci (Behn-Eschemburg).
*** FINE DEL PRESENTE DOCUMENTO *** EZIO SANTINI *** 21.03.2015 ***
.UniRoma1 - LM Elettrotecnica/Energetica – MAE/ME – AA 2014/2015 – prova scritta d’esame del 28.03.2015