COSTRUZIONE E DIAGNOSTICA DEI COMPONENTI ELETTROMECCANICI

COSTRUZIONE E DIAGNOSTICA DEI COMPONENTI ELETTROMECCANICI

_
iten
Codice
86833
ANNO ACCADEMICO
2019/2020
CFU
9 cfu al 2° anno di 8731 INGEGNERIA ELETTRICA (LM-28) GENOVA
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE
ING-IND/32
LINGUA
Italiano
SEDE
GENOVA (INGEGNERIA ELETTRICA )
periodo
1° Semestre
materiale didattico

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso si propone di studiare le soluzioni diagnostiche da adottare per i componenti elettromeccanici piu’ diffusi in funzione delle caratteristiche costruttive adottate. Accanto alle misure piu’ convenzionali verranno forniti elementi relativi a metodi diagnostici innovativi in particolare basati su misure di scariche parziali. Verranno inoltre forniti elementi per l’analisi del guasto dei componenti elettrici. Il corso prevede esercitazioni di laboratorio nelle quali gli studenti avranno la possibilita’ di applicare a diversi componenti elettrici le tecniche diagnostiche studiate.

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.

Modalità didattiche

45 ore di lezione in aula, 8 ore di esercitazioni numeriche in aula, 19 ore di esercitazioni pratiche in laboratorio

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.

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. 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 MT: dimensionamento elettromagnetico e calcoli di verifica.

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

Cenni su 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.

Cenni su interruttori di manovra sezionatori, sezionatori, contattori.

Cenni su fusibili: tipologie, caratteristiche di impiego e morfologia costruttiva.

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

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, a passo raccorciato . Cenni su avvolgimenti a cave frazionarie. Sistemi di isolamento per avvolgimenti a filo, piattina e barre preformate. Sistemi di impregnazione VI, VPI, GVPI e resin reach.

Richiami su sollecitazioni e degradazione dei sistemi di isolamento. Richiami sui sistemi di isolamento e sui materiali isolanti. Manutenzione proattiva, preventiva e predittiva. Tipologie di guasto dei trasformatori e delle macchine rotanti. Analisi del guasto e diagrammi di Ishikawa. Esempi di diagrammi Ishikawa dettagliati per diverse tipologie di guasto in macchine rotanti. Tecniche diagnostiche off line convenzionali sui sistemi di isolamento. Misure meccaniche ed elettriche per la diagnostica dei cuscinetti nelle macchine rotanti. Tecniche diagnostiche on line e off line relative agli avvolgimenti statorici e rotorici di macchine sincrone e asincrone. Tecniche diagnostiche on line e off line relative ai sistemi di isolamento di trasformatori in olio e cast resin. Il fenomeno delle scariche parziali. La misura delle scariche parziali come strumento diagnostico per la manutenzione predittiva. Sistemi di misura delle scariche parziali in bassa e alta frequenza per segnali condotti ed irradiati. Integrazione nel dominio del tempo e della frequenza. Dimensionamento dell’impedenza di misura per la quasi integrazione. Sistemi di misura analogici e digitali. Analisi dei segnali analogici per il riconoscimento dei difetti. Analisi dei dati nei sistemi di misura digitali. Richiami di statistica. Elaborazione dati per il riconoscimento dei difetti con sistemi digitali di misura. Classificazione difetti e grado di pericolosita’. Sistemi di misura nel caso di alimentazioni ad inverter.

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)

EUGENIA TORELLO

RICCARDO BOZZO

LEZIONI

Modalità didattiche

45 ore di lezione in aula, 8 ore di esercitazioni numeriche in aula, 19 ore di esercitazioni pratiche in laboratorio

INIZIO LEZIONI

come da calendario didattico

ESAMI

Calendario appelli

Data Ora Luogo Tipologia Note
06/11/2019 10:00 GENOVA Orale
11/12/2019 10:00 GENOVA Orale
15/01/2020 10:00 GENOVA Orale
12/02/2020 10:00 GENOVA Orale
11/03/2020 10:00 GENOVA Orale