OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso si propone di analizzare le soluzioni tecnologicamente piu’ avanzate per la costruzione degli apparati elettrici. Verranno studiate le caratteristiche dei materiali applicabili nei sistemi di isolamento, nei circuiti magnetici e come conduttori elettrici. Inoltre verranno analizzati i principi di dimensionamento e costruttivi degli apparati elettrici piu’ diffusi quali trasformatori, macchine rotanti, interruttori ed isolatori. Verranno anche analizzate le soluzioni morfologico-costruttive da adottare in funzione dei livelli di sollecitazione applicati ai diversi apparati elettrici.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Fornire gli elementi sulla morfologia delle apparecchiature elettriche per bassa, media ed alta tensione. Fornire gli elementi per il dimensionamento preliminare di macchine elettriche statiche.

MODALITA' DIDATTICHE

36 ore di lezione in aula, 12 ore di esercitazioni numeriche in aula.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Richiami sui principi di funzionamento delle macchine elettriche. Relazioni dimensionali per le macchine elettriche.         Principali aspetti di un progetto. Costanti di macchina per trasformatori e macchine rotanti.

     Generalità sul raffredda­mento dei componenti elettromeccanici. Richiami sui modelli mate­matici relativi al raf­freddamento per irraggiamento, conduzione e convezione. Transitori ter­mici. Studio del servizio con­tinuo, di durata limitata ed intermit­tente. Servizio con carichi varia­bili.

Morfologia, problemi tecnologici e progettuali dei trasformatori e delle bobine di reat­tanza. Generalità sui trasformatori. Tipologia, situazione di mercato, pro­blemi rela­tivi alla sicurezza. Struttura dei trasformatori a secco ed in­globati in resina. Struttura dei trasformatori in olio. Tipi di olii isolanti. Criteri di raffreddamento al variare della potenza. Accessori. Morfologia dei nuclei ma­gnetici, nuclei gradinati, lamierini a cristalli orientati. Morfologia degli av­volgimenti, problematiche relative agli avvolgimenti BT ed a quelli MT e AT. Sistemi di isolamento. Avvolgimenti in fo­glio, filo e piattina. Trasposizione dei conduttori. Schema di calcolo del circuito magnetico e degli avvolgimenti. Calcolo della reattanza di dispersione nel caso di diverse tipo­logie di avvolgimento. Comportamento in corto circuito, cal­colo degli sforzi elettrodinamici radiali ed assiali. Determinazione del circuito equivalente, delle perdite e della corrente a vuoto. Perdite addizionali. Sovratensioni nei componenti e negli impianti e loro classifica­zione. Circuiti per prove ad impulso. Tecni­che per fronteggiare le sovratensioni nei trasformatori MT e AT. Comportamento degli avvolgimenti AT dei trasformatori in presenza di sovratensioni ed utilizzo di schermi.

Progetto preliminare di un trasformatore per BT: dimensionamento elettromagnetico e calcoli di verifica.

Progetto preliminare di un trasformatore per MT: dimensionamento elettromagnetico e calcoli di verifica.

Reattanze in aria e con nucleo di materiale ferromagnetico, criteri di im­piego e schemi di dimensio­namento.

Scaricatori. Tipologie costruttive. Scaricatori a carburo di silicio e ad os­sido di zinco. Criteri di dimensionamento e di impiego e problemi tec­nologici.

Classificazione delle apparecchiature di interruzione e ma­novra. Tipologia degli interruttori BT, MT, AT in funzione della tec­nica di in­terruzione dell'arco e del tipo di comando. Morfologia e pro­blemi tec­nologici degli inter­ruttori in aria, sottovuoto, in SF6. Interruttori limitatori. Interruttori con camere di interruzione in serie con con­densatori di ripartizione. Sistemi integrati per MT e AT in SF6 live e dead tank.

Interruttori di manovra sezionatori. 

Sezionatori.

Contattori.

Fusibili. Tipologie e caratteristiche di impiego. Morfologia costruttiva.

Stazioni blindate isolate in SF6. Valutazione di costi e benefici in funzione del costo delle apparecchiature e dei problemi di impatto am­bientale. Morfologia delle stazioni blindate isolate in SF6. Problemi tecnologici e sistemi di isolamento.

Morfologia e dimensionamento dei cavi elettrici per MT e AT. Giunzioni e terminazioni per cavi. Sistemi di gradazione di campo elettrico.

Cenni sulle macchine rotanti. Tipologia e forme costruttive in funzione del principio di funzionamento. Statori e rotori delle macchine sincrone a poli salienti. Morfologia dei turboal­ternatori. Sistemi di raffreddamento ad idrogeno ed ad acqua demineralizzata. Sistemi di tenuta dell'idrogeno. Cenni sulla classificazione degli avvolgimenti. Avvolgimenti concentrati, avvol­gimenti concentrati distribuiti in cave, avvolgimenti a gabbia, avvol­gimenti distribuiti aperti e chiusi su commutatore a lamelle. Sistemi di isolamento per avvolgimenti a filo, piattina e barre preformate. Sistemi di impregnazione VI, VPI, GVPI e resin reach. 

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Appunti del Corso

Costruzione delle Maccchine Elettriche, Giovanni Someda, editore Patron

Costruzioni Elettromeccaniche, Enrico di Pierro, editore Siderea

Design of Rotating Electrical Machines, Juha Pyrhonen et alt., Wiley

Electrical Insulation for Rotating Machines, Greg C. Stone et alt, IEEE PRESS

Norme IEC 

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

FRANCESCO GUASTAVINO (Presidente)

RICCARDO BOZZO

EUGENIA TORELLO

LEZIONI

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Orale

Calendario appelli