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metadìnamo

sf. [sec. XX; meta-+dinamo], macchina elettrica rotante, munita di collettore a lamelle e di più file di spazzole per ogni coppia di poli, nella quale il campo magnetico induttore è dovuto alle correnti che percorrono gli avvolgimenti del rotore. § La metadinamo, ideata da G. M. Pestarini, nella sua forma più semplice, presenta due poli e quattro file di spazzole disposte a 90º l'una rispetto all'altra e non porta avvolgimenti sullo statore, le cui funzioni si limitano a completare il circuito magnetico della macchina, abbassandone la riluttanza; l'avvolgimento di rotore è analogo a quello delle comuni macchine a corrente continua. Il principio di funzionamento può essere spiegato come segue: se a due spazzole diametralmente opposte A e B si applica una tensione continua V₁, circola negli avvolgimenti una corrente continua I₁ che genera un flusso Φ₁ a essa proporzionale (se si suppone che la macchina funzioni nel tratto rettilineo della caratteristica di magnetizzazione) e diretto secondo l'asse delle spazzole. Quando il rotore viene posto in rotazione i suoi conduttori tagliano il flusso Φ₁ e diventano sede di forza elettromotrice indotta, come nelle dinamo. Tra le spazzole C e D, disposte a 90º dalle precedenti, è quindi possibile prelevare una forza elettromotrice proporzionale al flusso Φ₁ e alla velocità n del rotore, e quindi al prodotto I₁n:E₂=kI₁n (dove k è una costante di proporzionalità). Analogamente, se si suppone di alimentare le spazzole C e D con una corrente I₂, questa produce un flusso Φ₂ e tra le spazzole A e B si preleva una forza elettromotrice E₁=kI₂n. In particolare, se si alimentano le spazzole A e B con tensione V₁ e si chiudono le spazzole C e D su un utilizzatore che assorbe la corrente I₂, si ha, trascurando le cadute di tensione (ossia supponendo V₁=E₁, V₂=E₂):V₂=kI₁n, V₁=kI₂n. Le potenze assorbita (Pa) ed erogata (Pe) dalla macchina sono quindi rispettivamente Pa=V₁I₁=kI₂I₁n, Pe=V₂I₂=kI₁I₂n. Poiché risulta V₁I₁=V₂I₂, si conclude che la macchina assorbe energia con valori V₁ e I₁ di tensione e corrente continue e la restituisce con valori diversi V₂ e I₂, ossia si comporta come un trasformatore: in particolare, se viene alimentata con tensione V₁ costante, eroga corrente di intensità costante al variare della resistenza di carico. La metadinamo funzionante in questo modo viene detta metadinamo trasformatrice o metatrasformatore. È importante notare che in questo caso la macchina richiede, per essere mantenuta in rotazione, solo la coppia necessaria per sopperire alle sue perdite. Se si dispongono sullo statore due avvolgimenti percorsi da corrente continua e tali da generare due flussi aventi le direzioni di Φ₁ e Φ₂, la metadinamo si comporta da motore o da generatore secondo che tali flussi siano discordi o concordi con Φ₁ e Φ₂. § La metadinamo motrice, o metamotore, presenta l'interessante caratteristica di fornire, quando viene alimentata a corrente costante, la massima coppia motrice a rotore fermo; la coppia decresce poi al salire della velocità di rotazione, fino ad annullarsi a una data velocità, superata la quale il metamotore fornisce una coppia frenante. La macchina non può quindi superare, anche in mancanza di coppia resistente, una determinata velocità non pericolosa: tale proprietà la rende adatta per esempio all'uso in impianti di sollevamento. § La metadinamo generatrice, o metageneratore, può fornire energia attraverso ambedue le coppie di spazzole: in generale però il carico viene collegato tra due spazzole, mentre alle altre due viene collegata una dinamo eccitatrice coassiale con la metadinamo; questa funziona così contemporaneamente da metageneratore e da metatrasformatore e può fornire corrente costante, di valore regolabile. Interessanti applicazioni del principio del metageneratore sono date dalla dinamo Rosenberg a campo trasversale e dall'amplidina. Nella dinamo Rosenberg le due spazzole A e B sono chiuse in corto circuito, mentre il carico è applicato tra le spazzole C e D; inoltre lo statore porta un avvolgimento che crea un flusso Φ diretto secondo l'asse CD. Tra le spazzole A e B circola allora una corrente I₁ che crea il flusso Φ₁ atto a generare la forza elettromotrice agente sul carico. Poiché la corrente I₁ circola in un circuito di resistenza molto bassa, deve essere bassa la forza elettromotrice E₁ che la genera: tale forza elettromotrice ha espressione E₁=kn(Φ-F₂), dove Φ₂ è il flusso generato dalla corrente che percorre il carico. L'amplidina è sostanzialmente una dinamo Rosenberg nella quale un avvolgimento compensatore agisce in senso opposto al flusso Φ₂ neutralizzandone l'effetto. Risulta quindi E₁=knΦ e bastano perciò piccole variazioni del flusso Φ (e quindi della corrente nell'avvolgimento che lo induce) per avere notevoli variazioni della corrente di carico. Corrispondentemente si possono avere notevoli variazioni di potenza al carico impegnando piccole potenze di eccitazione. Per tale proprietà l'amplidina è stata utilmente impiegata come amplificatore rotante nel campo dei controlli automatici. Le metadinamo hanno trovato applicazioni relativamente ampie in trazione, negli impianti di sollevamento, nella saldatura ad arco, in sistemi di regolazione, ecc., ma, essendo macchine di notevole complessità, sono state superate dall'uso di sistemi di regolazione elettronici e di raddrizzatori statici.

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