Motore brushless

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1leftarrow.pngVoce principale: Motore in corrente continua.

Il motore brushless di un lettore floppy da 3½" senza il rotore. A destra il controller.

Il motore brushless ("senza spazzole") è un motore elettrico a corrente continua con il rotore a magneti permanenti e lo statore a campo magnetico ruotante. A differenza di un motore a spazzole non ha quindi bisogno di contatti elettrici striscianti (spazzole) sull'albero motore per funzionare. La commutazione della corrente circolante negli avvolgimenti dello statore, e quindi la variazione dell'orientamento del campo magnetico da essi generato, avviene 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.

Descrizione[modifica | modifica wikitesto]

In un motore a spazzole, il contatto meccanico delle spazzole con il collettore rotante sull'asse del rotore chiude il circuito elettrico tra l'alimentazione e gli avvolgimenti sul rotore invertendo periodicamente il verso di circolazione della corrente nelle spire e realizzando così l'inversione delle forze elettrodinamiche che agiscono sulle spire degli avvolgimenti rotorici.

In un motore brushless, il rotore è privo di avvolgimento ed è invece dotato di magneti permanenti, mentre il campo magnetico generato dagli avvolgimenti sullo statore è variabile. Poiché il motore funziona in corrente continua, per realizzare la rotazione del campo magnetico generato nello statore, un circuito elettronico, composto da un banco di transistor di potenza comandati da un microcontrollore che controlla la commutazione della corrente, comanda l'inversione di corrente e quindi la rotazione del campo magnetico. Dato che il controllore deve conoscere la posizione del rotore rispetto allo statore per poter determinare l'orientamento da dare al campo magnetico, esso viene solitamente collegato a un sensore a effetto Hall, come il Pick-up o a un più preciso resolver.

Vantaggi[modifica | modifica wikitesto]

Il primo grosso vantaggio riguarda la vita attesa del motore, dato che le spazzole sono il "punto debole" di un motore elettrico. L'assenza di spazzole elimina anche la principale fonte di rumore elettromagnetico presente negli altri motori elettrici.

L'ingombro è limitato rispetto alla potenza che possono erogare, ma soprattutto alla coppia che questi motori riescono ad erogare. In termini di efficienza, i motori brushless viaggiano sempre in condizioni di rendimento ottimali e non dovendo generare il campo magnetico rotorico hanno efficienze maggiori. L'assenza di scintille è fondamentale quando il motore opera in ambienti saturi di composti chimici volatili come i carburanti.

In questo tipo di motori i magneti permanenti sono posizionati sul rotore e sono realizzati con speciali materiali che permettono di avere un'inerzia rotorica molto bassa, cosa che permette di avere un controllo estremamente preciso sia in velocità che in accelerazione. Queste caratteristiche li rendono adatti all'utilizzo nei lettori CD e DVD ma anche, nelle versioni più grandi nell'aeromodellismo, automodellismo e navimodellismo; e nei veicoli elettrici.

Recentemente, grazie alla spinta commerciale legata alla richiesta di prodotti ad elevata efficienza energetica nel settore civile, sono stati introdotti sul mercato del condizionamento e della refrigerazione, dove possono ottenere elevati benefici in termini di consumi a favore dei grandi utilizzatori (ad esempio: la grande distribuzione organizzata che li può installare sui ventilatori che operano sugli scambiatori dei banchi frigo; gli uffici di ampie dimensioni, che li possono montare nei fan coil utilizzati nei sistemi di condizionamento distribuito).

Con la diminuzione dei costi dei sistemi di controllo elettronici, prodotta da economie di scala, è divenuta di rilievo la maggiore convenienza e conseguente estensione di utilizzo dei motori brushless anche per l'azionamento di bicicli, motocicli, e autoveicoli a trazione elettrica.

Esistono applicazioni navali di tali motori con tecnologie a superconduzione che hanno potenze dell'ordine di MW. Ultimamente sono molto utilizzati in campo industriale e impiegati nelle macchine automatiche che necessitano di movimenti precisi e veloci con ingombri decisamente contenuti e grande versatilità, offerta anche da apparecchiature di controllo programmabili molto sofisticate che danno un completo controllo e diagnostica del motore.

Svantaggi[modifica | modifica wikitesto]

Il principale svantaggio di questo tipo di motori sta nel maggiore costo. A differenza dei motori a spazzole, infatti, il controllo viene effettuato elettronicamente da un controller, un dispositivo elettronico fornito dal costruttore del motore o da terze parti, quindi al costo del motore va aggiunto il costo del sistema di controllo. Per i motori a spazzole il "controllo" è realizzato da un potenziometro o un reostato (sistemi poco efficienti ma estremamente economici) per la regolazione della velocità, che agiscono semplicemente limitando il flusso di corrente ai motori, tale sistema singolo di controllo può anche essere utilizzabile per più motori analoghi in parallelo.

Ogni motore brushless deve invece essere controllato da un proprio dispositivo "controller".

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