Motori elettrici

Cos'è?

Un motore elettrico è una macchina che trasforma l'energia elettrica in energia meccanica.

I motori elettrici si possono dividere per:

Motori AC

Questo tipo di motore funziona tramite l'alimentazione in corrente alternata

Motore asincrono

Motore sincrono

Motore monofase

Motore trifase

 Motore asincrono

Il motore asincrono o motore a induzione è un motore elettrico in corrente alternata in cui la velocità angolare del rotore è inferiore alla velocità di rotazione del campo magnetico generato dagli avvolgimenti dello statore. 

Motore sincrono

Il motore sincrono o motore vettoriale è un tipo di motore elettrico in corrente alternata la cui velocità di rotazione è sincronizzata con la frequenza elettrica. 

motore monofase

Il motore monofase è un tipo di motore elettrico che viene alimentato in corrente alternata monofase. 

Vengono utilizzati motori bifase, dove la seconda fase viene ricavata tramite l'utilizzo di un condensatore.

motore trifase 

Il motore trifase è un tipo di motore elettrico il cui funzionamento è basato sull'applicazione del principio del campo magnetico rotante di Galileo Ferraris ad un insieme trifase di correnti in ingresso. Infatti per funzionare richiede l'utilizzo di sistema trifase di correnti, sfasate tra di loro nel tempo e nello spazio di 120° elettrici.

Motori DC

Questi motori sono alimentati con una rete o altra fonte che rilascia o genera una tensione continua.

Motore passo-passo

Motore lineare

Motore a spazzole

Motore senza spazzole

Motori senza spazzole
Il campo all’interno di un motore senza spazzole viene commutato tramite un amplificatore attivato da un dispositivo di commutazione, nella maggior parte dei casi si tratta di un encoder ottico. Mentre i motori con le spazzole hanno gli avvolgimenti sul rotore, ovvero la parte mobile del motore, i motori senza spazzole li hanno sullo statore, ovvero la componente fissa. Posizionando gli avvolgimenti sulla parte stazionaria esterna del motore, infatti, è possibile eliminare le spazzole.

Vantaggi del motore brushless:

- Maggior durata della vita lunga: nessuna spazzola da consumare

-Manutenzione ridotta: nessuna spazzola da sostituire

- Alta efficienza

Svantaggi del motore brushless:

-Alto costo iniziale: necessità di un dispositivo di commutazione come un encoder e un azionamento o controller

Motori a spazzole

Il motore con spazzole funziona grazie all’effetto di repulsione magnetica tra i magneti permanenti collegati ad un rotore e gli avvolgimenti del motore.

Come funziona?

Gli avvolgimenti del motore nel momento in cui vengono alimentati da corrente elettrica vanno a creare un campo magnetico temporaneo che respinge o attira i magneti permanenti.

Come si è detto, questi magneti sono collegati al rotore che converte i movimenti dei magneti in rotazione dell’albero. 

A questo punto la corrente elettrica continua ad essere indirizzata a diversi gruppi di avvolgimenti, in modo da mantenere costante il campo elettromagnetico e da costringere l’albero ad una rotazione continua.

In tutto ciò le spazzole svolgono una precisa funzione di fornire corrente agli avvolgimenti del motore attraverso i contatti del commutatore.

Vantaggi del motore a spazzole:
- Cablaggio semplificato: i motori delle spazzole possono essere collegati direttamente all'alimentazione CC (corrente continua) e il controllo può essere semplice come un interruttore.
- Basso costo
Svantaggi del motore a spazzole:
- Meno efficiente
- Elettricamente rumoroso: l'azione di commutazione dei commutatori che crea e interrompe costantemente i circuiti induttivi crea una grande quantità di rumore elettrico ed elettromagnetico.
- Minore durata della vita: poiché sono in perenne contatto fisico con l'albero, spazzole e commutatori si consumano.

motore passo-passo

Cos'è?
Il motore passo-passo spesso chiamato anche step o stepper è un motore elettrico sincrono in corrente continua pulsata con gestione elettronica senza spazzole (brushless) che può suddividere la propria rotazione in un grande numero di passi (step).
Bipolari con motore bifase (4 fili)
Unipolari con motore quadrifase (6 fili)
Ogni stepper ha 4 bobine (A, B, C, D)
Come funziona?
esistono 3 tipi di motore passo passo
1 magnate permante
2 riluttanza variabile
3 ibrido
il rotore è formato da una coppia di ruote dentate, una positiva e l'altra negativa
per alimentare il motore passo passo
1 full step
4 step
2 all step
3 michael stepping
forniamo una corrente continua modulata
Un motore simile è il motore brushless, che si differenzia per uno statore che viene alimentato perennemente in tutte le sue parti e non a rotazione, questo conferisce maggiori velocità di rotazione e potenze, ma non permette un controllo altrettanto preciso della posizione del rotore.

Vantaggi:

1 Se costruiti con tecnologia comune hanno un basso costo.

2 Sono utilizzabili con relativa semplicità e senza richiedere particolare potenza di calcolo.

3 Hanno un'elevata robustezza meccanica ed elettrica, infatti non esistono contatti elettrici striscianti.

4 È facile far compiere all'albero piccole rotazioni angolari arbitrarie in ambedue i versi e bloccarlo in una determinata posizione.

5 La velocità di rotazione può essere molto bassa anche senza l'uso di riduttori meccanici.

6 Hanno un momento d'inerzia piuttosto basso.

7 Sono molto stabili nella posizione a rotore bloccato e non presentano pendolamenti.

8 Se dimensionati bene non necessitano di alcuna taratura.

Svantaggi:

1 Richiedono sempre circuiti elettronici per il pilotaggio di tipo digitale.

2 Hanno un funzionamento a scatti e producono vibrazioni, soprattutto ai bassi regimi e se si adottano le tecniche di pilotaggio più semplici.

3 Il loro rendimento energetico dipende dalla tecnologia costruttiva adottata.

4 Permettono una velocità ridotta di rotazione massima. 

5 Producono molto calore.

Motore universale

Il motore universale è un motore elettrico che può essere alimentato sia in corrente continua (CC) che in corrente alternata (CA)