approfondimenti
Maggio 2014
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Automazione e Strumentazione
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DIZIONARIO
I motori elettrici sono apparati di
conversione
energetica
concepiti per ottimizzare i circuiti di
controllo e di misura, garantire accuratezza nel
posizionamento, modulare il valore della coppia
in funzione della velocità. Una prima suddivisione
generale dei motori elettrici è relativa alla
natura della corrente elettrica che circola negli
avvolgimenti: a corrente alternata o a corrente
continua. I motori elettrici hanno caratteristiche
peculiari che li rendono macchine estremamente
versatili. In primo luogo possono essere installati
in qualunque posizione e nelle condizioni
ambientali più disparate. In secondo luogo sono
disponibili con un vastissimo range di potenze
utilizzabili, da poche frazioni di watt e a decine
di migliaia di kilowatt. Possono infine presentare
una certa varietà di funzionamento e un ampio
campo di regolazione di velocità.
Principio di funzionamento e classificazione
Una classificazione di base dei motori elettrici
può essere compiuta prendendo in esame la
natura della corrente elettrica che circola negli
avvolgimenti, il modo di funzionamento,
la struttura dello statore e del rotore. È noto
dall’elettromagnetismo che in una spira
percorsa da una corrente elettrica, immersa in
un campo magnetico, si generano delle forze.
Inoltre, si sa che due zone di uguale polarità si
respingono, mentre due zone di opposta polarità
si attraggono. Sulla base di questi principi, se si
pone una ipotetica spira all’interno di un campo
magnetico e la si fa percorrere da una corrente
elettrica, si verifica una interazione tra i due
campi magnetici. L’interazione magnete-spira
dà luogo quindi a una coppia, cioè si sviluppano
due forze di uguale entità ma di segno opposto,
producendo la rotazione della spira lungo la
perpendicolare rispetto al piano della coppia
stessa. Si può quindi affermare che il principio
di funzionamento di un motore elettrico è basato
su un campo magnetico rotante.
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Armando Martin
LE PAROLE CHIAVE DELL’AUTOMAZIONE
Motore Elettrico
I motori elettrici, i servomotori e gli azionamenti costituiscono la parte
operativa di un sistema di motion control. I motori, in particolare, sono
macchine elettriche che trasformano energia elettrica in energia meccanica.
Natura della corrente Funzionamento
Struttura
Descrizione
Motori in corrente
alternata
Sincroni
Monofase a riluttanza
I motori sincroni monofase sono caratterizzati da
una velocità di rotazione costante, indipendente dal
carico. Inoltre, possono assorbire una corrente in
anticipo rispetto alla tensione di alimentazione.
Monofase a isteresi
Monofase a magneti permanenti
Monofase lineari
Trifase
I motori sincroni trifase sono formati da uno statore,
con un normale avvolgimento trifase, il quale diventa la
sede del campo magnetico. Il rotore invece ha la forma
di una ruota polare, alimentata in corrente continua.
Asincroni
A gabbia di scoiattolo
Il motore asincrono trifase è una macchina rotante
costituita da uno statore fisso e da un rotore. Nello
statore sono posizionati tre avvolgimenti uguali, i cui
assi geometrici risultano radiali e reciprocamente
spostati di 120° elettrici.
A rotore avvolto
A doppia polarità
Motori in corrente
continua
A magneti permanenti
A spazzole
Motore in corrente continua con una parte che gira
detta appunto rotore o anche armatura e una parte che
genera un campo magnetico fisso detta statore. Un
interruttore rotante detto commutatore o collettore a
spazzole inverte due volte ad ogni giro la direzione della
corrente elettrica.
Brushless
I motori brushless rappresentano la soluzione dei
motori in corrente continua senza spazzole. È da ricor-
dare che il maggiore limite dei motori con nucleo di
ferro è il riscaldamento che si genera all’interno.
Con statore
a filo avvolto
A eccitazione indipendente
Nei motori tradizionali in CC, la coppia motrice è pro-
porzionale al prodotto tra la corrente di indotto e il
flusso induttore. La velocità a sua volta è proporzionale
al rapporto tra la forza controelettromotrice e il flusso
induttore.
A eccitazione in parallelo
A eccitazione in serie
Passo-Passo
A magnete permanente
Il motore passo-passo (Stepping Motor) è un motore
a corrente continua senza spazzole, il cui rotore ruota
di un determinato angolo, quando lo statore è gover-
nato con una opportuna programmazione.
A riluttanza variabile
Ibridi
La definizione che riportiamo in que-
sta pagina è tratta e parzialmente
rielaborata dall’autore a partire dal
“Dizionario di Automazione e Infor-
matica Industriale”, a cura di Armando
Martin, pagg. 288, Editoriale Delfino
(
).
Ringraziamo autore ed editore per la
collaborazione.
