Le prove convenzionali sulla [[Macchina sincrona|macchina sincrona]] sono procedure sperimentali standardizzate utilizzate per determinare i parametri fondamentali del [[Circuito equivalente della macchina sincrona|circuito equivalente]] e per caratterizzare il comportamento magnetico del ferro, senza la necessità di sottoporre la macchina a condizioni di pieno carico.
### Prova a Vuoto (Caratteristica di Magnetizzazione)
La prova a vuoto permette di ricavare la relazione tra la corrente di eccitazione e la tensione indotta quando la macchina non eroga corrente allo statore.
#### Procedura Sperimentale
1. Gli avvolgimenti di statore vengono mantenuti aperti (corrente di armatura $I = 0$).
2. Viene applicata una coppia motrice C all'asse del rotore per trascinare la macchina alla velocità di sincronismo $n_s$.
3. Si alimenta il circuito di rotore con una corrente di eccitazione $I_e$ crescente per punti.
4. Per ogni valore di $I_e$, si misura la tensione concatenata ai morsetti $V_0$ tramite un voltmetro, ricavando poi la tensione di fase (f.e.m. indotta) $E_0 = \frac{V_0}{\sqrt{3}}$.
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#### Analisi dei Risultati
L'andamento della tensione in funzione della corrente di eccitazione genera la curva di magnetizzazione (tensione-corrente):
![[Pasted image 20250919152140.png]]
- **Magnetismo Residuo**: Per $I_e = 0$, la tensione $E_0$ non è nulla a causa del flusso residuo nel nucleo ferromagnetico del rotore.
- **Zona Lineare**: Per bassi valori di eccitazione, la curva segue la "linea del traferro", dove la riluttanza è dominata dallo spazio d'aria.
- **Saturazione**: Al crescere di $I_e$, il nucleo ferromagnetico raggiunge la saturazione (ginocchio della curva), rendendo necessario un aumento maggiore di corrente per ottenere piccoli incrementi di tensione.
### Prova in Corto Circuito
Questa prova serve a determinare la corrente di corto circuito e a valutare l'effetto della reazione d'armatura.
#### Procedura Sperimentale
1) Si chiudono i contatti degli avvolgimenti di statore in cortocircuito.
2) Si applica una coppia motrice C all'asse del rotore, tale da portare la macchina a ruotare alla velocità di sincronismo $\mathrm{n}_{\mathrm{s}}$.
3. Si incrementa gradualmente la corrente di eccitazione $I_e$.
4. Tramite l'amperometro (A) si registra la corrente di linea prodotta dalla macchina $I_{c c}$ per ogni valore della corrente di eccitazione impostata.
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#### Analisi dei Risultati
A differenza della prova a vuoto, la caratteristica di corto circuito ha un andamento quasi esclusivamente lineare:
Da cui si può concludere che:
1) Per corrente di eccitazione nulla la corrente in uscita è diversa da zero grazie al flusso magnetico prodotto dalla magnetizzazione residua del nucleo ferromagnetico del rotore.
2) Per correnti di eccitazione via via crescenti l'andamento della tensione è lineare e si mantiene tale in quanto la macchina chiusa in cortocircuito subisce una smagnetizzazione che non permette il raggiungimento della saturazione
### Identificazione della Reattanza Sincrona ($X_s$)
La reattanza sincrona rappresenta il parametro principale del modello circuitale e tiene conto sia della reattanza di dispersione che dell'effetto della reazione d'armatura.
Viene calcolata come il ==rapporto tra la tensione a vuoto e la corrente di corto circuito== misurate in corrispondenza del medesimo valore di corrente di eccitazione $I_e$:
$X_s=\frac{E_0^*}{I_{c c}^*}
$
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#### Comportamento e Saturazione
- **Zona Lineare**: Finché la macchina non satura, $X_s$ rimane approssimativamente costante. Questo valore è spesso definito "reattanza sincrona non satura".
- **Zona di Saturazione**: Quando il ferro satura, la tensione $E_0$ cresce meno velocemente di $I_{cc}$, di conseguenza, il valore calcolato di $X_s$ diminuisce.
Nel funzionamento nominale, si tende a considerare un valore di reattanza corretto per tener conto della saturazione media della macchina.
| Risultati delle prove (cc e vuoto) | Andamento di reattanza |
| ------------------------------------ | --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- |
| ![[Pasted image 20250919152601.png]] |  |
##### Domande di teoria
**Rispondere alle seguenti domande specifiche:**
- [ ] Quali sono e a cosa servono le prove? Come vengono effettuate?
- [ ] Disegna il circuito di misura, illustra il procedimento di misura e ricava le grandezze fondamentali
- [ ] Prova a vuoto
- [ ] Prova in corto circuito
*Consultare le risorse selezionate in fondo alla nota per soluzioni e approfondimenti.*
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