Motore elettrico
Col termine motore elettrico si definisce una macchina elettrica in cui la potenza di ingresso è di tipo elettrico e quella di uscita è di tipo meccanico, assumendo la funzione di attuatore.
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[modifica] Tipi di motori elettrici
La divisione classica è tra motori in corrente continua (CC) e in corrente alternata (CA). Tuttavia non è una classificazione estremamente precisa, poiché esistono motori costruttivamente simili ai CC che possono essere alimentati anche in CA, chiamati motori universali. Diverse distinzioni si possono fare in base ad altri riferimenti: per esempio, la distinzione tra motori sincroni (nei quali la frequenza di alimentazione è pari o un multiplo della frequenza di rotazione) e asincroni (in cui le due frequenze sono indipendenti); pertanto di solito le categorie in cui si classifica il motore elettrico sono motore asincrono, motore sincrono o motore in corrente continua.
[modifica] Funzionamento tecnico
[modifica] Parti principali
Il motore elettrico, così come l'alternatore è composto da:
Questi componenti generano un campo magnetico, in alcuni casi anche grazie all'uso di magneti.
[modifica] Motore in corrente continua
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Per approfondire, vedi la voce Motore in corrente continua. |
La corrente elettrica passa in un avvolgimento di spire che si trova nel rotore. Questo avvolgimento, composto da fili di rame, crea un campo elettromagnetico al passaggio di corrente. Questo campo elettromagnetico è immerso in un altro campo magnetico creato dallo statore, il quale è caratterizzato dalla presenza di due o più coppie polari (calamite, elettrocalamite, ecc.). Il rotore per induzione elettromagnetica inizia a girare, in quanto il campo magnetico del rotore tende ad allinearsi a quello dello statore analogamente a quanto avviene per l'ago della bussola che si allinea col campo magnetico terrestre. Durante la rotazione il sistema costituito dalle spazzole e dal collettore commuta l'alimentazione elettrica degli avvolgimenti del rotore in modo che il campo magnetico dello statore e quello del rotore non raggiungano mai l'allineamento perfetto, in tal modo si ottiene la continuità della rotazione. Questo motore è alimentato a corrente continua, ma il sistema delle spazzole fa sì che la polarità all'interno degli avvolgimenti del rotore sia alternata durante la rotazione, quindi, tecnicamente, si tratta di un motore in corrente alternata. Durante la trasformazione, una modesta parte dell'energia viene dispersa per l'effetto Joule. Dato il principio di funzionamento, un motore elettrico fa sempre muovere l'albero motore di moto rotatorio; si può ottenere un moto lineare alternato utilizzando un glifo oscillante, componente meccanico che converte appunto il moto rotatorio in rettilineo oscillante.
Tale motore può essere usato in maniera reversibile anche come generatore elettrico, che assorbe energia meccanica. Questo senza subire alcun cambiamento nella sua struttura, permettendo così una sua versatilità molto ampia, che gli consente di passare da un funzionamento all'altro, velocemente e senza accorgimenti esterni rivolti al motore.
[modifica] Motore passo-passo
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Per approfondire, vedi la voce motore passo-passo. |
I motori passo-passo, spesso chiamati anche passo, step o stepper, sono considerati la scelta ideale per tutte quelle applicazioni che richiedono precisione nello spostamento angolare e nella velocità di rotazione, quali la robotica, le montature dei telescopi e i servomeccanismi in generale. Tuttavia ultimamente, per le applicazioni high-end, vengono spesso sostituiti da motori brushless (senza spazzole, in cui la commutazione è controllata elettronicamente) o da attuatori voice-coil.
[modifica] Motore senza spazzole
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Per approfondire, vedi la voce motore brushless. |
Il motore brushless è un motore elettrico a magneti permanenti. A differenza di uno a spazzole, non ha bisogno di contatti elettrici striscianti sull'albero motore per funzionare (da qui il nome). La commutazione della corrente circolante negli avvolgimenti, infatti, non avviene più per via meccanica (tramite i contatti striscianti), ma elettronicamente. Ciò comporta una minore resistenza meccanica, elimina la possibilità che si formino scintille al crescere della velocità di rotazione, e riduce notevolmente la necessità di manutenzione periodica. Inoltre i motori brushless vengono usati molto spesso nel modellismo dinamico.
[modifica] Motore in corrente alternata
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Per approfondire, vedi la voce Motore in corrente alternata. |
Questo tipo di motore funziona tramite l'alimentazione in corrente alternata e tra questi ricade anche il motore universale che è un motore in corrente continua adattato tramite avvolgimento statorico alla linea alternata.
[modifica] Motore sincrono
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Per approfondire, vedi la voce motore sincrono. |
È un tipo di motore elettrico in corrente alternata in cui lo statore, generalmente trifase, genera un campo magnetico rotante. Nel rotore è presente un campo magnetico (generato da un magnete permanente o un avvolgimento alimentato in continua) che è attirato dal campo magnetico rotante dello statore, generando la coppia motrice.
[modifica] Motore asincrono
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Per approfondire, vedi la voce motore asincrono. |
Il motore asincrono è un tipo di motore elettrico in corrente alternata in cui la frequenza di rotazione non è uguale o un sottomultiplo della frequenza di rete, ovvero non è "sincrono" con essa; per questo si distingue dai motori sincroni. Il motore asincrono è detto anche motore ad induzione in virtù del suo principio di funzionamento.
[modifica] Motore lineare
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Per approfondire, vedi la voce Motore lineare. |
Qualora il raggio del rotore fosse fatto tendere all’infinito, questo diventerebbe una retta (centro del raggio all’infinito) e la macchina assumerebbe una geometria lineare: praticamente lo statore e il rotore vengono come srotolati sul piano.
Questo motore è chiamato motore sincrono lineare e trova applicazione sia nella trazione ad alta velocità (treno a levitazione magnetica, JR-Maglev) che nella movimentazione di carichi e di pezzi per applicazioni robotizzate e per la realizzazioni di attuatori lineari.
[modifica] Voci correlate
- Corrente alternata
- Spazzole (elettrotecnica)
- Motore in corrente alternata
- Corrente continua
- Motore in corrente continua
- Motore elettrico di trazione
- Veicolo elettrico
[modifica] Altri progetti
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