Motore in corrente alternata

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Il motore a corrente alternata è un motore elettrico in grado di funzionare utilizzando corrente alternata.

Introduzione[modifica | modifica wikitesto]

Ne esistono vari tipi:

  • il motore monofase viene alimentato con corrente alternata e con due soli conduttori (fase e neutro oppure fase/fase)
  • il motore universale è un tipo particolare di motore in corrente continua adattato per essere alimentato in corrente alternata (con fase e neutro)
  • il motore trifase è un motore alimentato con corrente alternata con 3 conduttori di fase.

Con solo avvolgimento statorico[modifica | modifica wikitesto]

Questi motori sono tra i più usati per questo tipo d'alimentazione e si dividono per vari aspetti.

Numero delle fasi[modifica | modifica wikitesto]

Motore monofase[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: motore monofase.

Il motore monofase è un motore asincrono con rotore avvolto o a gabbia in corto circuito; poiché però non si ha a disposizione un campo rotante, come nel caso del motore trifase, deve essere provvisto di un dispositivo di avviamento.

Avviamento manuale[modifica | modifica wikitesto]

Nel tipo più semplice del motore monofase, l'avviamento è manuale: a partire da un certo numero di giri il motore stesso si muove poi in direzione d'avviamento fino ad un numero di giri nominale. Per cambiare la direzione dei giri il motore deve essere fermato e avviato nella direzione opposta.

Avviamento autonomo[modifica | modifica wikitesto]

I motori a movimento autonomo, sono dei motori bifasici alimentati con una sola fase, vengono avviati creando un campo rotante artificiale, tramite spostamento di fase elettrico o magnetico.

Nel primo caso, il motore ha un avvolgimento principale ed uno ausiliario. Mentre il primo è connesso direttamente alla rete, il secondo ha una resistenza, un condensatore (il caso più comune) o un'induttanza in serie che causa uno spostamento di fase elettrico nell'avvolgimento ausiliario. Lo spostamento di fase permette così la creazione di un campo rotante ellittico sufficiente all'azionamento del motore ma che pregiudica la silenziosità di funzionamento. Per aumentare la coppia di spunto all'avviamento, può essere connesso il condensatore di avviamento che viene disinserito ad un certo numero di giri mediante un interruttore centrifugo o da un relè di massima corrente o anche tramite pastiglia PTC per motori di piccola taglia. Il motore con due avvolgimenti è anche chiamato bifase o bifase mascherato da monofase per il fatto che è alimentato comunque da una sorgente monofase,

In un motore a poli spaccati (detto anche motore monofase a poli schermati) il campo rotante deriva da uno spostamento di fase magnetico, ottenuto tramite campi magnetici temporaneamente aggiunti. Il polo del montante viene separato e una metà viene provvista con un anello in corto circuito, in modo da potervi costruire un campo magnetico ritardato.

Motore trifase[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: motore trifase.

Anche i motori asincroni trifase possono essere azionati con una rete trifase, ma anche con una rete monofase quando vengono azionati da condensatori (azionamento a scalpellino), ma in questo secondo caso il motore perde molto in prestazioni meccaniche ed affidabilità. Un'altra possibilità è l'azionamento con convertitori statici o dinamici di frequenza (inverter) che raddrizzano la tensione alternata e la mutano successivamente in corrente trifase. Con questi si può anche variare il numero di giri in un campo ampio.

Un tipo particolare di motore a corrente alternata è il motore a riluttanza, che contrariamente al normale motore asincrono si stabilizza ad una velocità sincrona.

Tipo di sincronismo[modifica | modifica wikitesto]

Dato dalla diversa velocità di rotazione del rotore rispetto allo statore.

Motore asincrono[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: motore asincrono.

Il rotore ruota a una velocità minore rispetto al campo magnetico statorico.

Motore sincrono[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: motore sincrono.

Il rotore ruota alla stessa velocità del campo magnetico statorico.

Numero delle velocità[modifica | modifica wikitesto]

I motori elettrici in corrente alternata, possono avere diverse velocità di rotazione, tramite l'uso di più avvolgimenti:

  • Monovelocità, utilizza un solo avvolgimento (statorico)
  • Bivelocità, utilizza due avvolgimenti (statorici), dove è alimentato l'uno o l'altro avvolgimento

Motore CC universale[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Lo stesso argomento in dettaglio: Motore_in_corrente_continua § Macchina_CC_con_statore_a_filo_avvolto.

Il motore con rotore e statore a filo avvolto, (rotore accessibile attraverso spazzole e collettore a lamelle), autoeccitato in serie,può essere alimentato sia in corrente continua (CC) che in corrente alternata (CA) e per questo motivo è chiamato anche motore universale.

La possibilità di usare la corrente alternata nasce dal fatto che la corrente nello statore e nel rotore si invertono contemporaneamente grazie al collegamento dei due avvolgimenti a mezzo del collettore a lamelle; anche i campi magnetici si comportano allo stesso modo, generando una forza dello stesso tipo (attrattiva o repulsiva): la coppia però non è costante nel tempo,ma varia tra zero ed il doppio della coppia media con frequenza doppia di quella di rete(deve essere verificata la rigidezza torsionale dell'albero) .

In pratica il motore deve però essere progettato tenendo presente che l'alimentazione è alternata (impedenza in serie e riluttanza devono essere tenute presenti) che però è in serie al circuito, ed il fattore di potenza può essere comunque elevato; nascono comunque perdite nel circuito magnetico di statore e il risultato è comunque un motore leggermente meno efficiente se alimentato in alternata piuttosto che in corrente continua.

Il suo principale vantaggio è che, nonostante l'alimentazione in alternata, il motore universale ha le tipiche caratteristiche di un motore CC: coppia notevole allo spunto, dimensioni compatte, alta velocità di rotazione (superiore a un giro per periodo della rete elettrica, ovvero 3000 giri al minuto a 50 Hz, e 3600 a 60 Hz); altro aspetto positivo è che la regolazione può essere fatta variando la tensione, e non dissipando potenza in un reostato, come in CC.

L'aspetto negativo è la presenza del collettore a lamelle che richiede manutenzione perché comporta l'usura delle spazzole e l'affidabilità risulta influenzata:(inoltre la sezione di avvolgimento in commutazione è coassiale con l'eccitazione ,vi viene indotta una forza elettromotrice"trasformatorica"che disturba la commutazione: questa f.e.m. è proporzionale alla frequenza (assente quindi in corrente continua) e ciò giustifica il fatto che tali motori girino a velocità molto elevate (la fem trasformatorica può essere ridotta solo riducendo il flusso, per una data tensione e frequenza di alimentazione quindi la velocità deve aumentare) nelle applicazioni industriali sono attualmente poco usati mentre trovano largo impiego negli elettrodomestici o utensili , in particolare nelle applicazioni in cui è auspicabile un'alta velocità di rotazione (perché ciò ne riduce le dimensioni a parità di potenza: frullatori, aspirapolvere, asciugacapelli, lavabiancheria, trapani portatili ed altro).

Inoltre l'introduzione di dispositivi elettronici di controllo economici come i triac rende semplice il controllo della loro velocità.per la presenza del collettore è sufficiente infatti regolare la tensione e non anche la frequenza come negli asincroni; la regolazione è più semplice, al limite con autotrasformatore a prese variabili; la regolazione per parzializzazione di fase (triac o SCR) molto semplice,distorcendoperò la forma d'onda, rende la commutazione più difficile ed aumenta le perdite nel ferro; ciò nonostante è veramente semplice ed è generalizzata negli elettrodomestici. Si sono avute applicazioni nella trazione elettrica monofase in alcune nazioni, per potenze non piccole, anche a frequenze diverse dai 50 Hz( frequenze Ferroviarie).

Mettendo insieme tre motori in serie sui uno stesso asse, si può ottenere un motore trifase; ma più semplicemente, si usa un motore trifase in serie, con tre avvolgimenti statorici ed un unico indotto rotante, alimentato con tre o sei spazzole (vedere Motore trifase a collettore). Per tale alimentazione si può usare anche l'autoeccitazione in parallelo, praticamente impossibile nei motori monofasi.

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

Altri progetti[modifica | modifica wikitesto]