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| Macchine elettriche. Processi, apparati e sistemi per la conversione di energia | |
| Autori
e curatori: |
A. E. Fitzgerald , C. Jr. Kingsley , A. Kusko , Gio Battista Denegri , Giorgio Molinari , Alessandro Viviani |
| Collana: |
Ingegneria elettrica |
| Argomenti: |
Scienze (fisica, chimica, ingegneria) |
| Livello: |
Textbook, strumenti didattici |
| Dati: |
pp. 800,
figg. 440,
1a ristampa 2010,
7a edizione
2006
(Cod.740.4) |
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Tipologia: Edizione a stampa
Prezzo:
€ 44,00
Disponibilità: Buona
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Codice
ISBN 10: 8820422158
Codice
ISBN 13: 9788820422158
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Presentazione
del volume:
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Il libro è il primo tra i testi della collana di ingegneria elettrica espressamente rivolto allo studio dei fenomeni elettrici nei loro aspetti energetici.
A partire dai fondamenti dell'elettromagnetismo e della teoria dei circuiti, vengono sviluppati i concetti chiave della conversione di energia elettrica, per arrivare alla descrizione della macchina e dei dispositivi che realizzano tale conversione, analizzati nel loro funzionamento statico e dinamico.
Il testo si raccomanda particolarmente per la riuscita sintesi tra esposizione rigorosa dei principi fondamentali e costante attenzione agli aspetti tecnologici, che riflette la completezza dell'esperienza degli autori, i quali hanno affiancato una vasta attività professionale al loro ruolo di professori universitari, svolto in gran parte presso il Massachussetts lnstitute of Technology. Inoltre, l'ampiezza della trattazione, che include tra l'altro i motori frazionari, i servomotori e gli azionamenti allo stato solido, rende l'opera, oltre che un valido strumento didattico, anche un utile testo di consultazione. Nell'edizione italiana si è preferito conservare la valida e moderna impostazione della apprezzata seconda edizione, aggiungendo gli aggiornamenti e le novità introdotte dalla terza edizione, essenzialmente nel settore degli apparati elettronici di potenza.
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Indice:
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Prefazione all'edizione italiana
Parte I - Conversione elettromeccanica dell'energia
1.Principi generali
1. 1. Considerazioni generali sui fenomeni fisici
1.2.Fondamenti analitici
1.3 Energia nei sistemi magnetici con un solo avvolgimento di eccitazione
1.3.1. Tensione indotta ed energia elettrica in ingresso
1.3.2. Energia del campo magnetico
1.4. Circuiti magneticamente accoppiati. Introduzione ai trasformatori
1.4.1. Il trasformatore ideale
1.4.2. Scomposizione dei campi magnetici
1.4.3. Induttanze di dispersione e circuito equivalente
1.4.4. Auto e mutue induttanze
1.5. Energia nei sistemi magnetici con più avvolgimenti di eccitazione
1.5.1. Tensioni indotte ed energia elettrica in ingresso
1.5.2. Energia del campo magnetico
1.6. Energia del campo elettrostatico
1.7. Proprietà dei materiali
1.8. Riepilogo
Problemi
2. I principi della conversione elettromeccanica dell'energia p
2.1. Sistemi magnetici con un solo avvolgimento di eccitazione
2.1.1. Lavoro meccanico
2.1.2. Forze meccaniche. Lavori virtuali
2.1.3. Forze meccaniche. Analisi lineare
2.2. Coppia dovuta a variazione di riluttanza nelle macchine rotanti
2.3. Sistemi magnetici con più avvolgimenti di eccitazione
2.4. Equazioni dinamiche dei sistemi magnetici
2.5. Tecniche analitiche
2.5.1. Tecniche di linearizzazione
2.5.2. Circuiti equivalenti
2.5.3. Funzioni di trasferimento e diagrammi a blocchi
2.6. Il campo elettrico quasi-stazionario come mezzo di accoppiamento
2.7. Macchina sincrona moncfase elettrostatica
2.8. Confronto tra le macchine elettromagnetiche e quelle elettrostatiche
2.9. Riepilogo
Problemi
3. Macchine rotanti fondamentali
3.1. Concetti elementari
3.1.1. Macchine sincrone elementari
3.1.2. Macchine a corrente continua elementari
3.1.3. Macchine ad induzione elementari
3.2. Forze magnetomotrici di avvolgimenti distribuiti
3.3. Coppia e tensione in una macchina a poli lisci
3.3.1. Il punto di vista dei circuiti accoppiati
3.3.2. Il punto di vista del campo magnetico
3.4. Campi magnetici rotanti
3.5. Introduzione alle macchine sincrone polifasi
3.6. Introduzione alle macchine polifasi ad induzione
3.7. Funzionamento del collettore
3.8. Introduzione alle macchine a corrente continua
3.9. Riepilogo. La natura dei problemi delle macchine elettriche
Problemi
Parte Il - La macchina idealizzata
4. Teoria delle macchine a corrente continua ideali
4. 1. La macchina a corrente continua ideale
4. 2. Equazioni dinamiche
4.2.1. Il punto di vista dei campi magnetici
4.2.2. Il punto di vista dei circuiti accoppiati
4. 3. Funzioni di trasferimento e schemi a blocchi di macchine a corrente continua
4.3.1. Generatori a corrente continua. Analisi lineare
4.3.2. Motori a corrente continua con eccitazione indipendente
4. 4. Sistemi di controllo di velocità dei motori
4. 5. Introduzione ai sistemi di controllo retroazionati
4. 6. Esempi di sistemi retroazionati che utilizzano macchine a corrente continua
4.6.1. Un semplice regolatore di tensione per generatore
4.6.2. Un semplice regolatore di velocità di un motore
4.6.3. Un semplice asservimento di posizione
4. 7. Risposta in frequenza di sistemi a ciclo chiuso
4. 8. Generatori autoeccitati
4..9. Retroazioni di tensione e di corrente
4.10. Matadinamo e amplidinamo
4.10.1. Generatori a metadinamo
4.10.2. Amplidinamo
4.11. La metadinamo come macchina generalizzata
4.12. Riepilogo
Problemi
5. Teoria delle macchine sincrone ideali
5. 1. La macchina sincrona ideale
5. 2. Induttanze della macchina
5.2.1. Induttanza propria di rotore ed induttanze mutue
tra statore e rotore
5.2.2. Induttanze proprie di statore
5.2.3. Induttanze mutue di statore
5.2.4. Riepilogo delle induttanze
5. 3. Trasformazione in grandezze di asse diretto ed in quadratura
5'. 4. Equazioni fondamentali della macchina nelle variabili d'asse
5. 5. Analisi del regime sincrono permanente
5.5.1. Equazioni elettriche
5.5.2. Diagrammi vettoriali
5.5.3. Semplificazioni per macchine a rotore liscio
5. 6. Caratteristiche potenza-angolo in regime sincrono permanente
5.6.1. Macchine a rotore liscio
5.6.2. Macchine a poli salienti
5.6.3. Curve potenza-angolo normalizzate
5. 7. Analisi dei transitori. Corto circuito trifase
5.7.1. Resistenze d'armatura e di campo trascurate
5.7.2. Resistenze e tensioni trasformatoriche trascurate
5.7.3. Resistenza di campo inclusa. Tensioni trasforma-
toriche trascurate
5. 8. Regolazione di tensione. Schema a blocchi
5. 9. Caratteristiche potenza-angolo in regime transitorio
5.10. Effetti di circuiti rotorici addizionali
5.10.1. Effetti- sulla potenza e sulla coppia
5.10.2. Effetti sulle relazioni tensioni-correnti
5.11. Dinamica della macchina sincrona
5.11.1.Equazione elettromeccanica fondamentale
5.11.2. Analisi linearizzata
5.11.3.Analisi non-lineare. Metodi di uguaglianza delle
aree
5.12. Riepilogo
Problemi
6. Teoria delle macchine a induzione polifasi ideali
6. 1. La macchina a induzione ideale
6. 2. Trasformazione nelle variabili d'asse
6. 3. Relazioni fondamentali della macchina nelle variabili
d'asse
6. 4. Analisi in regime permanente
6. 5. Caratteristiche in regime permanente
6.5.1. Analisi del circuito equivalente
6.5.2. Teorema di Thévenin applicato al circuito equivalente
6.5.3. Caratteristiche coppia-scorrimento
6. 6.Transitori elettrici nelle macchine a induzione
6.6.1.Corrente iniziale di corto circuito trifase
6.6.2.Decadimento della corrente di corto circuito
6.6.3.Circuito equivalente in condizioni transitorie
6. 7. Dinamica della macchina a induzione
6. 8. Servomotori bifasi
6. 9. Sistemi di controllo con synchro
6.9.1. Synchro trifasi di coppia
6.9.2. Synchro monofasi di coppia
6.10. Synchro trasformatori di controllo
6.11. Riepilogo
Problemi
Parte III - La macchina reale
7 .Considerazioni pratiche sull'impiego delle macchine
7. 1. Fattori fisici che influenzano le prestazioni della macchina
7. 2. Saturazione magnetica
7. 3. Sorgenti di eccitazione
7.3.1. Il fattore di potenza delle macchine in alternata
7.3.2. Sistemi di eccitazione per turboalternatori
7. 4.Perdite
7.4.1. Perdite nel rame
7.4.2. Perdite meccaniche
7.4.3. Perdite a vuoto o perdite nel ferro
7.4.4. Perdite addizionali a carico
7. 5. Potenza nominale e riscaldamento
7. 6. Mezzi di raffreddamento delle macchine elettriche
7. 7. Trasformatori ideali e reali
7.7.1. Eccitazione e correnti magnetizzanti
7.7.2. Circuito equivalente
7. 8. Aspetti pratici dell'analisi dei trasformatori
7.8.1. Circuiti equivalenti approssimati per i trasformatori di potenza
7.8.2. Circuiti equivalenti approssimati dei trasformatori a frequenza variabile
7.8.3. Trasformatori a impulsi - Analisi qualitativa
7.8.4. Prove in corto circuito e a vuoto
7. 9. Trasformatori nei circuiti trifasi
7.10. Autotrasformatori. Trasformatori a più avvolgimenti
7.10.1. Autotrasformatori
7.10.2. Trasformatori a più avvolgimenti
7.11.Riepilogo
Problemi
8. Macchine a corrente continua
8.1. Onde di flusso e f.m.m. nelle macchine in c.c.
8.1.1. Effetto della f.m.m. di armatura
8.1.2. Commutazione e poli ausiliari
8.1.3. Avvolgimenti compensatori
8.2. Fondamenti analitici: aspetti circuitali elettrici
8.3. Fondamenti analitici: aspetti circuitali magnetici
8.3.1. Curva di magnetizzazione a vuoto
8.3.2 Effetto della forza magneto motrice di armatura
8.4.Analisi delle prestazioni a regime
8.4.1. Analisi dei generatori
8.4.2. Analisi dei motori
8.5. Controllo di velocità dei motori
8.6. Riepilogo - Applicazioni delle macchine in c.c.
Problemi
9. Macchine sincrone
9.1. Onde di flusso e f.m.m. nelle macchine sincrone
9.1.1. Macchine a rotore liscio
9.1.2. Macchine a poli salienti
9.2. Circuiti equivalenti delle macchine sincrone
9.2.1. Macchine a rotore liscio
9.2.2. Macchine a poli salienti
9.3. Caratteristiche a vuoto e in corto circuito
9.3.1. Caratteristiche a vuoto e perdite a vuoto a velocità nominale
9.3.2. Caratteristica di corto circuito e perdite in corto
circuito
9.3.3. Saturazione a carico
9.4. Caratteristica a fattore di potenza zero e triangolo di Potier
9.5. Macchine sincrone sature
9.5.1. Reattanza sincrona satura
9.5.2. Approssimazioni
9.5.3. Metodo ANSI
9.5.4. Effetti della saturazione sulle altre reattanze della macchina
9.6. Misura delle reattanze
9.7. Caratteristiche di funzionamento in regime permanente
9.8. Generatori sincroni interconnessi
9.9. Riepilogo
Problemi
10. Motori polifasi a induzione
10.1. Onde di flusso e di f.m.m. nelle macchine a induzione
10.1.1. Reazioni del rotore
10.1.2. Come riferire allo statore le grandezze di rotore
10.2. Il circuito equivalente
10.3. Curve normalizzate coppia-scorrimento
10.4. Effetti della resistenza di rotore. Rotori a doppia gabbia
10.4.1. Motori a rotore avvolto
10.4.2. Rotori a barre alte e a doppia gabbia
10.4.3. Considerazioni sulle applicazioni dei motori
10.5. Calcolo delle prestazioni dalle prove a vuoto e a rotore bloccato
10.6. Controllo di velocità dei motori a induzione
10.6.1. Motori a numero di poli variabile
10.6.2. Variazione della frequenza di alimentazione
10.6.3. Variazione della tensione di alimentazione
10.6.4. Variazione della resistenza rotorica
10.6.5. Variazione dello scorrimento -con dispositivo ausiliari
10.7. Riepilogo
Problemi
11. Controlli a stato solido di motori
11.1. Applicazioni di controlli a stato solido
11.1.1. Terminologia
11.1.2. Sistemi con motori a corrente continua
11.1.3. Sistemi in corrente alternata a frequenza variabile
11.1.4. Sistemi con motori ad induzione a tensione regolabile
11.1.5. Sistemi con motore a rotore avvolto
11.1.6.Motori universali con eccitazione in serie
11.2. Introduzione ai circuiti raddrizzatosi
11.2.1. Diodo raddrizzatone monofase a semionda
11.2.2. Tiristore monofase a semionda
11.2.3. Raddrizzatore monofase, carico reattivo
11.2.4.Raddrizzatore trifase a semionda
11.3. Azionamenti con motori a corrente continua
11.3.1. Azionamento a diodo monofase a semionda
11.3.2. Azionamento a tiristore monofase a semionda
11.3.3. Azionamento a tiristori trifase a semionda
11.3.4. Chopper
11.4. Introduzione agli inverter
11.4.1.Inverter monofase in parallelo
11.4.2. Funzionamento dell'inverter monofase in pa-
rallelo
11.4.3. Inverter trifase
11.4.4. Forme d'onda negli inverter trifase
11.5. Azionamenti di motori a corrente alternata a frequenza variabile
11.6. Riepilogo
Problemi
12. Motori frazionari in corrente alternata
12. 1. Motori monofasi a induzione - Esame qualitativo
12. 2. Prestazioni all'avviamento e a regime dei motori mo-
nofasi a induzione
12.2.1. Avvolgimento ausiliario e resistenza
12.2.2. Avvolgimento ausiliario e condensatore
12.2.3. Avvolgimento ausiliario e condensatore a in-
serzione permanente
12.2.4 Avvolgimento ausiliario e condensatore a due valori
12.2.5. Polo schermato (o spira cortocircuitata)
12. 3. Motori sincroni monofasi
12.3.1. Motori a riluttanza autoavvianti
12.3.2. Motori a isteresi
12.4. Motori serie in corrente alternata. Motori universali
12.5. Motori a repulsione e derivati
12.6. Teoria del campo rotante dei motori monofasi a in-
duzione
12.7. Tacheometri in corrente alternata
12.8. Funzionamento squilibrato delle macchine bifasi sim-
metriche - Il concetto dei componenti simmetrici
12.9. Motori bifasi di controllo
12.10.Teoria del campo rotante di macchine bifasi a induzione dissimmetriche
12.10.1. Teoria generalizzata
12.10.2.Coppia di spunto
12.10.3.Motori con avvolgimento ausiliario e con-
densatore o resistenza
12.11.Motori passo-passo
12.12. Riepilogo
Problemi
Appendici
A. Il sistema per unità
B. Soluzione normalizzata di equazioni differenziali lineari del secondo ordine
C. Tensioni e campi magnetici in avvolgimenti distribuiti a corrente alternata
C. 1.Tensioni generate
C.1.1. Avvolgimenti distribuiti a passo raccorciato C.I.2. Fattori di distribuzione e di passo
C.2. F.m.m. d'armatura
C.2.1. Avvolgimenti concentrati a passo intero
C.2.2. Avvolgimenti distribuiti a passo accorciato
D. Sistemi trifasi
D. 1. Generazione di tensioni trifasi
D.2.Tensioni, correnti e potenze trifasi
D. 3 Circuiti collegati a stella e triangolo
D.4. Analisi di sistemi trifasi equilibrati - Diagrammi monofasi
D. 5. Altri sistemi polifasi
Indice analitico
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