Perdite e rendimento nella dinamo

Le perdite che si hanno in una dinamo sono:

Pm , perdite meccaniche per attrito e ventilazione;

Pfe , perdite nel ferro a vuoto, localizzate nell'indotto interessato da un flusso variabile e nelle testate delle espansioni polari induttrici interessate dal fenomeno di pennellamento delle linee di campo magnetico;

Pec , perdite per eccitazione, dovute all'effetto Joule negli avvolgimenti induttori e nel reostato di campo Pec = (Re + Rc)·Ie2 ;

Pj , perdite d'indotto, dovute all'effetto Joule negli avvolgimenti d'indotto, compresi gli avvolgimenti compensatori e gli avvolgimenti dei poli ausiliari Pj = Ri·Ii2 ;

Ps , perdite nelle spazzole, di tipo non Ohmico essendo le spazzole conduttori non Ohmici. Le norme CEI impongono di calcolarle convenzionalmente, qualunque sia il numero di spazzole, con Ps = 2·Ii [W] per spazzole di grafite, Ps = 0,6·Ii [W] per spazzole a contenuto metallico, dove la corrente è in [A];

Pad, perdite addizionali, sono perdite nel ferro dell'indotto che si aggiungono a quelle che si hanno a vuoto e sono causate dalla distorsione per reazione d'indotto del flusso a carico. Le norme CEI impongono di calcolarle nelle condizioni nominali come l'1% della potenza nominale erogata e di considerarle, per diverse condizioni di carico, variabili col quadrato della corrente erogata.

Si definisce rendimento:

dove V·I è la potenza erogata. Nel caso di funzionamento della dinamo a tensione e velocità costanti, è lecito ritenere perdite costanti al variare del carico:

Pco @ Pm + Pfe + Pec [W]

e perdite variabili con la corrente erogata:

Pva @ Pj + Ps + Pad @ R*·I2 [W]

Si può quindi scrivere:

questa espressione ha il massimo quando:

e tale massimo cade a 3 / 4 del pieno carico.

Per una dinamo è poi significativa la variazione di tensione percentuale da carico a vuoto calcolata con:

dove Vn è la tensione nominale, Von è la tensione a vuoto ai morsetti d'uscita quando, a partire dalle condizioni nominali, si interrompe il carico mantenendo costanti la velocità ed il reostato di campo.

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