IT202100020162A1 - Macchina elettrica trifase - Google Patents

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Description

DESCRIZIONE
Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo
?MACCHINA ELETTRICA TRIFASE?
La presente invenzione riguarda il settore dell?elettrotecnica.
In particolare, la presente invenzione ha per oggetto una macchina elettrica trifase.
Tale macchina elettrica trifase trova particolare applicazione nella trasformazione di energia elettrica in ingresso in energia meccanica in uscita nonch? nella trasformazione dei valori di tensione e corrente della potenza elettrica in ingresso.
Come ? noto esistono macchine elettriche comprendenti motori elettrici trifase configurati per trasformare l?energia elettrica in ingresso, applicata ai morsetti di alimentazione, in energia meccanica in uscita, resa disponibile all?albero del motore.
Come ? noto, inoltre, esistono macchine elettriche comunemente chiamate ?trasformatori?, alimentate a corrente alternata e configurate per trasformare reversibilmente, tra un circuito primario (di ingresso) ed un circuito secondario (di uscita) del trasformatore, i fattori di tensione e corrente della potenza elettrica dove tale circuito primario e tale circuito secondario risultano accoppiati induttivamente.
Tuttavia, queste due tipologie di macchine elettriche risultano scarsamente versatili poich? sono realizzate e destinate unicamente ad uno dei tuoi suddetti impieghi.
Alla luce di quanto sopra, il compito tecnico della presente invenzione ? quello di proporre una macchina elettrica trifase che superi gli inconvenienti della tecnica nota.
Nondimeno, scopo della presente invenzione ? quello di mettere a disposizione una macchina elettrica trifase che sia in grado di operare selettivamente come motore elettrico trifase e/o come trasformatore trifase.
Ancora, scopo della presente invenzione ? quello di mettere a disposizione una macchina elettrica trifase che sia in grado di operare selettivamente a diversi livelli di tensione.
Ulteriore scopo della presente invenzione ? quello di mettere a disposizione una macchina elettrica trifase che sia in grado di operare in regime monofase.
Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da una macchina elettrica trifase comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o pi? delle unite rivendicazioni o comunque comprendente una o pi? tra le caratteristiche qui di seguito descritte: ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa di una forma di realizzazione di una macchina elettrica trifase in accordo con la presente invenzione.
Tale descrizione verr? esposta qui di seguito con riferimento agli uniti disegni, forniti a solo scopo indicativo e, pertanto, non limitativo, nei quali: - la figura 1 illustra una vista di uno schema di impianto di una macchina elettrica trifase in accordo con la presente invenzione;
- la figura 2 illustra una vista schematica di una prima configurazione operativa della macchina elettrica trifase di figura 1;
- la figura 3 illustra una vista schematica di una ulteriore configurazione operativa della macchina elettrica trifase di figura 1;
- la figura 4 illustra una vista schematica di una ulteriore configurazione operativa della macchina elettrica trifase di figura 1;
- la figura 5 illustra una vista schematica di una ulteriore configurazione operativa della macchina elettrica trifase di figura 1;
- la figura 6 illustra una vista schematica di una ulteriore configurazione operativa della macchina elettrica trifase di figura 1;
- la figura 7 illustra una vista schematica di una ulteriore configurazione operativa della macchina elettrica trifase di figura 1.
Con richiamo alle figure allegate, con il riferimento numerico ?1? viene indicata una macchina elettrica trifase in accordo con la presente invenzione.
Altres?, con richiamo alle figure allegate, con il riferimento ?I? ? stata indicato il verso di percorrenza di una corrente elettrica all?interno della macchina elettrica trifase 1.
La macchina elettrica trifase 1 comprende sostanzialmente un rotore ed uno statore.
Lo statore comprende tre circuiti elettrici reciprocamente connessi e definenti un sistema trifase.
Preferibilmente, tali circuiti elettrici risultano reciprocamente connessi a stella. In tale forma di realizzazione, inoltre, ? compreso un cavo neutro ?N?, come visibile dalle figure allegate.
Lo statore presenta una struttura a lamierini magnetici tranciati, dotati di cave atte ad alloggiare i rispettivi avvolgimenti. In particolare, la macchina elettrica trifase 1 pu? quindi essere realizzata sia a poli alterni che a poli omonimi.
Il rotore risulta invece vincolato rotabilmente all?interno dello statore.
Secondo una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva della macchina elettrica trifase 1, il rotore e lo statore definiscono un motore elettrico trifase asincrono.
Ciascuno dei circuiti elettrici comprende essenzialmente un morsetto di collegamento ?R?, ?S?, ?T? connettibile ad una prima rete elettrica.
In altre parole, la macchina elettrica trifase pu? essere connessa ad una rete elettrica trifase mediante i circuiti elettrici, ed in particolare mediante i rispettivi morsetti di collegamento ?R?, ?S?, ?T?.
Ciascun circuito elettrico comprende inoltre un primo avvolgimento ?A?, ?C?, ?E?, connesso in serie al rispettivo morsetto di collegamento ?R?, ?S?, ?T? e presentante un primo numero di spire.
In particolare, ciascun primo avvolgimento ?A?, ?C?, ?E? comprende un rispettivo primo cavo elettrico.
Preferibilmente, i primi avvolgimenti ?A?, ?C?, ?E? presentano il medesimo numero di spire. In altre parole, il primo numero di spire risulta uguale per ciascuno dei primi avvolgimenti ?A?, ?C?, ?E?.
Preferibilmente, inoltre, i primi cavi elettrici di ciascun circuito elettrico presentano una medesima sezione.
Ciascun circuito elettrico comprende un secondo avvolgimento ?B?, ?D?, ?F?, connesso in serie al rispettivo primo avvolgimento ?A?, ?C?, ?E? e presentante un secondo numero di spire.
In particolare, ciascun secondo avvolgimento ?B?, ?D?, ?F? comprende un rispettivo secondo cavo elettrico.
Preferibilmente, i secondi avvolgimenti ?B?, ?D?, ?F? presentano il medesimo numero di spire. In altre parole, il secondo numero di spire risulta uguale per ciascuno dei secondi avvolgimenti ?B?, ?D?, ?F?.
Secondo una forma di realizzazione preferita, esemplificativa e pertanto non limitativa, ciascun primo avvolgimento ?A?, ?C?, ?E? presenta un primo numero di spire pari a 14 mentre ciascun secondo avvolgimento ?B?, ?D?, ?F? presenta un secondo numero di spire pari a 19.
Preferibilmente, inoltre, i secondi cavi elettrici di ciascun circuito elettrico presentano una medesima sezione.
Secondo un aspetto peculiare della presente invenzione, ciascun circuito elettrico comprende un morsetto ausiliario di collegamento ?R??, ?S??, ?T??, interposto tra il primo avvolgimento ?A?, ?C?, ?E? ed il secondo avvolgimento ?B?, ?D?, ?F? e connettibile ad una seconda rete elettrica. In altre parole, la macchina elettrica trifase 1 pu? essere connessa ad una rete elettrica trifase mediante i circuiti elettrici, ed in particolare mediante i rispettivi morsetti ausiliari di collegamento ?R??, ?S??, ?T??.
I morsetti di collegamento ?R?, ?S?, ?T? ed i morsetti ausiliari di collegamento ?R??, ?S??, ?T?? sono selettivamente connettibili alla prima rete elettrica e/o alla seconda rete elettrica.
Vantaggiosamente, in questo modo, la macchina elettrica trifase 1 pu? operare come macchina elettrica trifase configurata per la trasformazione di energia elettrica in ingresso in energia meccanica resa disponibile al rotore, ovvero come motore.
Infatti, connettendo i morsetti di collegamento ?R?, ?S?, ?T? ad una prima rete elettrica trifase di alimentazione, ? possibile alimentare elettricamente la macchina elettrica trifase 1 in modo tale che essa trasformi almeno parzialmente tale energia elettrica in energia meccanica rendendola disponibile al rotore.
In particolare, tale configurazione operativa ? illustrata a scopo esemplificativo e pertanto non limitativo in figura 2. In particolare, in tale configurazione operativa, vengono alimentati elettricamente entrambi i primi avvolgimenti ?A?, ?C?, ?E? ed i secondi avvolgimenti ?B?, ?D?, ?F?. Preferibilmente, in tale configurazione, la macchina elettrica trifase 1 opera come motore elettrico trifase alimentato a 380V.
Vantaggiosamente, inoltre, connettendo i morsetti ausiliari di collegamento ?R??, ?S??, ?T?? ad una seconda rete elettrica trifase di alimentazione, operante ad un valore di tensione differente dalla prima rete elettrica trifase di alimentazione, ? possibile alimentare elettricamente la macchina elettrica trifase 1 in modo tale che essa trasformi almeno parzialmente tale energia elettrica in energia meccanica rendendola disponibile al rotore. In particolare, tale configurazione operativa ? illustrata a scopo esemplificativo e pertanto non limitativo in figura 3. In particolare, in tale configurazione operativa, vengono alimentati elettricamente solo i secondi avvolgimenti ?B?, ?D?, ?F?. Preferibilmente, in tale configurazione, la macchina elettrica trifase 1 opera come motore elettrico trifase a 220V.
Per di pi?, vantaggiosamente, grazie alla presenza dei morsetti ausiliari di collegamento ?R??, ?S??, ?T??, ? possibile far operare la macchina elettrica trifase 1 come un trasformatore.
Infatti, connettendo i morsetti di collegamento ?R?, ?S?, ?T? ad una prima rete elettrica trifase di alimentazione e connettendo i morsetti ausiliari di collegamento ?R??, ?S??, ?T?? ad una seconda rete elettrica di utenza, ? possibile modificare i fattori di tensione e corrente elettrica ?I? della potenza elettrica in ingresso alla macchina elettrica trifase 1.
In altre parole, in tale configurazione operativa, la macchina elettrica trifase 1 opera come trasformatore trifase/trifase.
Mediante tale configurazione operativa, ricevendo energia elettrica dalla prima rete elettrica trifase di alimentazione ? possibile fornire energia elettrica ad un differente valore di tensione e corrente elettrica ?I? ad una seconda rete elettrica di utenza trifase oppure a tre reti elettriche di utenza monofase.
In particolare, tale configurazione operativa ? illustrata a scopo esemplificativo e pertanto non limitativo in figura 4. In tale configurazione, secondo una forma di realizzazione preferita, la macchina elettrica trifase 1 opera da trasformatore trifase/trifase da 380V a 220V. In questo modo ? possibile alimentare delle utenze a 220V.
Alternativamente, come illustrato a scopo esemplificativo e pertanto non limitativo in figura 7 che mostra una ulteriore configurazione operativa, connettendo i morsetti ausiliari di collegamento ?R??, ?S??, ?T?? ad una seconda rete elettrica trifase di alimentazione e connettendo i morsetti di collegamento i morsetti di collegamento ?R?, ?S?, ?T? ad una prima rete elettrica di utenza, ? possibile modificare i fattori di tensione e corrente elettrica ?I? della potenza elettrica in ingresso alla macchina elettrica trifase 1. Anche in tale configurazione operativa, la macchina elettrica trifase 1 opera come trasformatore trifase/trifase. In tale configurazione, secondo una forma di realizzazione preferita, la macchina elettrica 1 opera da trasformatore trifase/trifase da 220V a 380V.
In questo modo ? possibile alimentare delle utenze a 380V.
Ancora, non sono da escludere configurazioni operative, non illustrate nelle figure allegate, in cui la macchina elettrica trifase 1 opera simultaneamente sia da macchina elettrica trifase per la produzione di energia meccanica sia da trasformatore.
Secondo un ulteriore aspetto, il primo numero di spire pu? essere diseguale dal secondo numero di spire.
In altre parole, il primo avvolgimento ?A?, ?C?, ?E? ed il secondo avvolgimento ?B?, ?D?, ?F? di ciascun circuito elettrico possono presentare un numero differente di spire.
Preferibilmente, il primo numero di spire ? maggiore del secondo numero di spire.
Secondo un ulteriore aspetto, indipendentemente dal fatto che il primo numero di spire sia uguale al secondo numero di spire, i primi cavi elettrici di ciascun circuito possono presentare una sezione diseguale dalla sezione dei secondi cavi elettrici.
Secondo una forma di realizzazione preferita, il primo numero di spire ? maggiore del secondo numero di spire e la sezione dei primi cavi presenta dimensione equivalente alla sezione dei secondi cavi.
Ad esempio, secondo una forma di realizzazione esemplificativa e pertanto non limitativa, la sezione dei primi cavi pu? essere pari a 0,5024 mm^2 mentre la sezione dei secondi cavi ? pari a 0,870 mm^2.
In una ulteriore forma di realizzazione esemplificativa e pertanto non limitativa, la sezione del primo avvolgimento ? minore della sezione del secondo avvolgimento mentre il primo numero di spire ? uguale a al secondo numero di spire.
Secondo una forma di realizzazione preferita della macchina elettrica trifase 1, esemplificativa e pertanto non limitativa, il primo avvolgimento ?A?, ?C?, ?E? ed il secondo avvolgimento ?B?, ?D?, ?F? di ciascun circuito elettrico comprendono complessivamente un numero di spire tali e/o una sezione dei cavi elettrici tale che la macchina elettrica trifase 1 risulta idonea ad essere connessa mediante i morsetti di collegamento ?R?, ?S?, ?T? ad una rete elettrica trifase di alimentazione operante ad un valore di voltaggio di 380V.
Secondo tale forma di realizzazione, i secondi avvolgimenti ?B?, ?D?, ?F? di ciascun circuito elettrico possono comprendere un secondo numero di spire tale e/o una sezione dei secondi cavi elettrici tale che la macchina elettrica trifase 1 risulta idonea ad essere connessa mediante i morsetti ausiliari di collegamento ?R??, ?S??, ?T?? ad una rete elettrica trifase di alimentazione operante ad un valore di voltaggio di 220V.
In altre parole, vantaggiosamente, in funzione del predeterminato numero di spire del primo avvolgimento ?A?, ?C?, ?E? e del secondo avvolgimento ?B?, ?D?, ?F? ed in funzione della sezione dei primi e dei secondi cavi, ? possibile determinare i valori di tenzione a cui alimentare la macchina elettrica trifase 1 nel caso in cui essa sia alimentata mediante i morsetti di collegamento ?R?, ?S?, ?T? connessi alla prima rete elettrica trifase di alimentazione o mediante i morsetti ausiliari di collegamento ?R??, ?S??, ?T?? connessi alla seconda rete elettrica trifase di alimentazione.
Ad esempio, il primo numero di spire pu? essere sostanzialmente uguale a 1,732 volte il secondo numero di spire mentre la sezione del primo avvolgimento ?A?, ?C?, ?E? pu? risultare uguale alla sezione del secondo avvolgimento ?B?, ?D?, ?F?.
Alternativamente, ad esempio, la sezione del primo avvolgimento ?A?, ?C?, ?E? pu? essere 1,732 volte minore della sezione del secondo avvolgimento ?B?, ?D?, ?F? mentre il primo numero di spire risulta sostanzialmente uguale al secondo numero di spire.
Alternativamente, ad esempio, la sezione del primo avvolgimento ?A?, ?C?, ?E? pu? essere 1,732 volte minore della sezione del secondo avvolgimento ?B?, ?D?, ?F? mentre il primo numero di spire pu? essere sostanzialmente uguale a 1,732 volte il secondo numero di spire.
Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, la macchina elettrica trifase 1 pu? comprende un condensatore ?G? configurato per essere selettivamente accoppiabile in interposizione a due dei circuiti elettrici in modo tale che la macchina elettrica trifase 1 possa operare in regime monofase.
Secondo una configurazione operativa illustrata a scopo esemplificativo e pertanto non limitativo in figura 5, ? dunque possibile far operare la macchina elettrica trifase 1 come una macchina elettrica monofase connettendo i morsetti ausiliari di collegamento ?R??, ?S??, ?T?? ad una seconda rete elettrica trifase di alimentazione trasformando l?energia elettrica in ingresso in energia meccanica resa disponibile al rotore. In tale configurazione operativa, la macchina elettrica trifase 1 opera con una potenza meccanica minore rispetto alla configurazione operativa di figura 2 e alla configurazione operativa di figura 3. Preferibilmente, in tale configurazione operativa, la macchina elettrica trifase 1 ? alimentata a 220V.
Vantaggiosamente, inoltre, secondo una ulteriore configurazione operativa illustrata a scopo esemplificativo e pertanto non limitativo in figura 6 che prevede l?impiego del condensatore ?G?, ? possibile far operare la macchina elettrica trifase 1 come un trasformatore monofase/trifase connettendo i morsetti ausiliari di collegamento ?R??, ?S??, ?T?? ad una seconda rete elettrica trifase di alimentazione e connettendo i morsetti di collegamento ?R?, ?S?, ?T? ad una prima rete elettrica trifase di utenza. Ad esempio, secondo una forma di realizzazione preferita, descritta a solo scopo esemplificativo e pertanto non limitativo, la macchina elettrica trifase 1 quando risulta nella configurazione operativa illustrata in figura 6, pu? funzionare come autotrasformatore monofase/trifase 220-380V.
La presente invenzione raggiunge gli scopi preposti, eliminando gli inconvenienti evidenziati dalla tecnica nota: a tal proposito, si noti innanzitutto che la macchina elettrica trifase 1 cos? come descritta e/o rivendicata risulta essere in grado di operare selettivamente come motore elettrico trifase e/o come trasformatore trifase grazie ai morsetti ausiliari di collegamento ?R??, ?S??, ?T?? che permettono, unitamente ai morsetti di collegamento ?R?, ?S?, ?T?, di essere selettivamente connettibili.
Si noti altres? che la macchina elettrica trifase 1 come descritta e/o rivendicata che sia in grado di operare selettivamente a diversi livelli di tensione. Tale risultato ? raggiunto grazie alla presenza dei morsetti di collegamento ?R?, ?S?, ?T? e ai morsetti ausiliari di collegamento ?R??, ?S??, ?T?? nonch? alla presenza di due distinti avvolgimenti ?A?, ?C?, ?E? ?B?, ?D?, ?F? che consentono alla macchina elettrica trifase 1 di essere selettivamente connettibili a distinte reti elettriche trifase di alimentazione presentanti diversi valori di tensione.
Ancora, si noti che la macchina elettrica trifase 1 cos? come descritta e/o rivendicata risulta essere in grado di operare in regime monofase grazie alla presenza del condensatore ?G?.

Claims (8)

RIVENDICAZIONI
1. Macchina elettrica trifase (1) comprendente uno statore dotato di tre circuiti elettrici, reciprocamente connessi e definenti un sistema trifase, ed un rotore rotabilmente vincolato all?interno di detto statore; ciascuno di detti circuiti elettrici comprendendo:
- un morsetto di collegamento (R, S, T) connettibile ad una prima rete elettrica;
- un primo avvolgimento (A, C, E), connesso in serie al rispettivo morsetto di collegamento (R, S, T) e presentante un primo numero di spire; detto primo avvolgimento (A, C, E) comprendendo un rispettivo primo cavo elettrico;
- un secondo avvolgimento (B, D, F), connesso in serie a detto primo avvolgimento (A, C, E) e presentante un secondo numero di spire; detto secondo avvolgimento (B, D, F) comprendendo un rispettivo secondo cavo elettrico;
caratterizzata dal fatto che ciascun circuito elettrico comprende un morsetto ausiliario di collegamento (R?, S?, T?), interposto tra detto primo avvolgimento (A, C, E) e detto secondo avvolgimento (B, D, F) e connettibile ad una seconda rete elettrica;
detti morsetti di collegamento (R, S, T) e detti morsetti ausiliario di collegamento (R?, S?, T?) ausiliari essendo selettivamente connettibili a detta prima rete elettrica e/o a detta seconda rete elettrica.
2. Macchina elettrica trifase (1) secondo la rivendicazione 1, in cui ciascun circuito elettrico presenta un identico primo numero di spire ed un identico secondo numero di spire; detto primo numero di spire essendo disuguale a detto secondo numero di spire.
3. Macchina elettrica trifase (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui i primi cavi elettrici di ciascun circuito elettrico presentano una medesima sezione ed in cui i secondi cavi elettrici di ciascun circuito elettrico presentano un identico valore di sezione; detti primi cavi elettrici di ciascun circuito presentando una sezione diseguale dalla sezione dei secondi cavi elettrici.
4. Macchina elettrica trifase (1) secondo la rivendicazione 2 o 3 quando dipende dalle 2, in cui ciascuno di detti primo avvolgimento (A, C, E) e detto secondo avvolgimento (B, D, F) comprendono complessivamente un numero di spire tali e/o una sezione dei cavi elettrici tale che detta macchina elettrica trifase (1) risulta idonea ad essere connessa mediante detti morsetti di collegamento (R, S, T) ad una rete elettrica trifase di alimentazione operante ad un valore di voltaggio di 380V.
5. Macchina elettrica trifase (1) secondo una qualsiasi della rivendicazione 2-4, in cui ciascuno di detti secondi avvolgimenti (B, D, F) comprende un secondo numero di spire tale e/o una sezione dei cavi elettrici tale che detta macchina elettrica trifase (1) risulta idonea ad essere connessa mediante detti morsetti ausiliari di collegamento (R?, S?, T?) ad una rete elettrica trifase di alimentazione operante ad un valore di voltaggio di 220V.
6. Macchina elettrica trifase (1) secondo la rivendicazione 5 quando dipendente dalla 4, in cui detto primo numero di spire ? maggiore di detto secondo numero di spire, preferibilmente detto primo numero di spire ? uguale a 1,732 volte detto secondo numero di spire, ed in cui detta sezione di detto primo avvolgimento (A, C E) risulta uguale a detta sezione di detto secondo avvolgimento (B, D, F).
7. Macchina elettrica trifase (1) secondo la rivendicazione 5 quando dipende dalla 4, in cui detta sezione di detto primo avvolgimento (A, C, E) ? minore di detta sezione di detto secondo avvolgimento (B, D, F), preferibilmente detta prima sezione di detto primo avvolgimento (A, C, E) ? 1,732 volte minore di detta sezione di detto secondo avvolgimento (B, D, F), ed in cui detto primo numero di spire ? uguale a detto secondo numero di spire.
8. Macchina elettrica trifase (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti comprendente un condensatore (G) configurato per essere selettivamente accoppiabile in interposizione a due di detti circuiti elettrici in modo tale che detta macchina elettrica trifase (1) possa operare in regime monofase.
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