Classificazione dei motori elettrici: tipi di unità, scopo delle apparecchiature asincrone e sincrone

I motori elettrici sono unità versatili in grado di convertire l'elettricità in energia meccanica. Oggi esistono vari tipi e classificazioni di motori elettrici utilizzati negli impianti domestici e industriali. Tale tecnica può differire nel suo principio di funzionamento, alimentazione da corrente continua o alternata, potenza e scopo.

Principio di funzionamento e caratteristiche di progettazione

Il dispositivo del motore elettrico è standard, il che consente di semplificare notevolmente il funzionamento e la riparazione delle apparecchiature. Lo statore e il rotore, che sono gli elementi principali della tecnologia, si trovano all'interno della scanalatura cilindrica. Quando viene applicata tensione all'avvolgimento dello statore stazionario, viene eccitato un campo magnetico che aziona il rotore e l'albero del motore elettrico.

Il movimento costante del rotore è mantenuto dalla ricommutazione degli avvolgimenti o dalla creazione di un campo magnetico rotante nello statore. Se il primo metodo per supportare la rotazione dell'albero è caratteristico delle modifiche del collettore delle unità, la formazione di un campo magnetico rotante è inerente ai motori asincroni trifase.

Il corpo del motore elettrico può essere realizzato in lega di alluminio o ghisa. In ogni caso, la scelta del materiale del corpo viene effettuata in base all'ambito della tecnologia e ai suoi parametri necessari in base al peso.

Tutti i motori sono realizzati con le stesse dimensioni di installazione, il che semplifica notevolmente la loro installazione e il successivo funzionamento.

Ambito di utilizzo

Lo scopo del motore elettrico è estremamente ampio. Tali unità vengono utilizzate per amplificare la potenza dei segnali elettrici, sono in grado di convertire la corrente continua in corrente alternata e possono essere utilizzate in vari tipi di macchine elettriche. È consuetudine distinguere tra unità destinate all'uso in attrezzature industriali, ingegneria meccanica, su varie macchine di sollevamento e attrezzature speciali. Molto popolari sono anche i motori elettrici a bassa potenza, che vengono utilizzati con successo in vari utensili domestici ed elettrodomestici da cucina.

Classificazione dell'attrezzatura

Oggi esistono varie classificazioni di motori elettrici, che differiscono per criteri e caratteristiche differenti. A seconda delle caratteristiche della tecnica, è consuetudine classificarla:

1. In base alle specifiche della coppia, si distinguono le unità magnetoelettriche e di isteresi.
2. In base al tipo di attacco, è consuetudine distinguere i motori con disposizione dell'albero orizzontale e verticale.
3. In base alla classe di protezione contro le influenze ambientali, si distingue tra protetto, chiuso e antideflagrante.

Nella modifica del tipo ad isteresi, la rotazione dell'albero è basata sull'inversione di magnetizzazione del rotore. Tali motori erano popolari in passato, ma oggi il loro design è obsoleto, quindi praticamente non si trovano. Le più diffuse sono le unità magnetoelettriche in grado di funzionare da alternata o corrente continua, nonché modelli di tipo universale, che sono alimentati contemporaneamente da alternata e diretta attuale.

Impianti magnetoelettrici

L'uso di modifiche magnetoelettriche dei motori DC consente di ottenere eccellenti caratteristiche dinamiche e operative. A seconda del suo design, tale il tipo di motore si divide in due categorie principali:

• con magneti permanenti;
• con elettromagneti.

Negli ultimi anni, modifiche con elettromagneti, che hanno più potenza, sono più economici nel funzionamento e consentono di modificare rapidamente i parametri di funzionamento attrezzatura.

Nei motori a collettore, viene utilizzato un gruppo spazzole per collegare le parti rotanti e fisse del motore. Tali unità possono essere eseguite con eccitazione indipendente e l'uso di magneti permanenti, ma ci sono anche quelli che hanno un tipo autoeccitato con misto, sequenziale o parallelo connessione. Modifiche del collettore hanno indicatori di affidabilità mediocri. Richiedono un servizio competente e tempestivo.

I gruppi valvola senza spazzole hanno un sistema chiuso che funziona secondo il principio dei dispositivi sincroni. I motori elettrici brushless di alta qualità sono dotati di un sensore di posizione del rotore, hanno un convertitore di coordinate, sulla base dei dati da cui opera il dispositivo.

I tipi di valvole dei motori possono essere di diverse dimensioni e potenze. Tali unità sono utilizzate nelle apparecchiature industriali. Sono inoltre dotati di attrezzi ricaricabili, giocattoli vari e cellulari.

Motori elettrici sincroni

I motori sincroni CA includono modifiche in cui il rotore ruota in modo sincrono con il campo magnetico generato. Una caratteristica di tali unità è la loro elevata potenza, che può raggiungere centinaia di kilowatt. Le principali aree di utilizzo delle apparecchiature sincrone sono gli impianti industriali ad alta potenza, i generatori eolici e le centrali idroelettriche.

È consuetudine distinguere tra diverse modifiche dei motori elettrici sincroni:

• passo passo;
• reattivo;
• con magneti permanenti;
• isteresi reattiva;
• getto della valvola;
• con avvolgimenti di eccitazione;
• sincrona ibrida.

Per i motori sincroni passo-passo con movimento angolare discreto dell'albero, la posizione del rotore sarà fissata applicando tensione agli avvolgimenti dell'anello. Il passaggio in un'altra posizione dell'albero viene effettuato rimuovendo l'alimentazione da alcuni avvolgimenti e quindi fornendo tensione ad altri avvolgimenti del trasformatore.

Anche ampiamente utilizzato è un motore a riluttanza per valvole, in cui l'avvolgimento è costituito da elementi semiconduttori. Le unità di reazione a valvole sono caratterizzate da una maggiore potenza, mentre possono essere completamente controllate dall'elettronica, che permette sia di mantenere il minimo numero di giri che di raggiungere velocemente la massima potenza con la massima frequenza rivoluzioni. I vantaggi dei motori sincroni sono:

• velocità di rotazione stabile;
• bassa sensibilità alle cadute di tensione nella rete;
• la capacità di utilizzare come generatore di corrente;
• consumo minimo di energia.

Tuttavia, ci sono ancora degli svantaggi per i dispositivi sincroni. Questi includono difficoltà di avviamento, difficoltà di manutenzione e problemi di regolazione della velocità dell'albero. Lo scopo principale di tali dispositivi è una potente attrezzatura industriale, in cui vengono valutate le prestazioni delle unità e la loro affidabilità.

Modifiche asincrone

Per i motori a induzione CA, la velocità del rotore sarà diversa dal campo magnetico. Tali unità sono anche chiamate induttive, il che è spiegato dal principio di generare un campo magnetico che si verifica a causa del movimento dello statore. Le modifiche asincrone sono le più diffuse, che si spiega con la semplicità del loro design, affidabilità, durata, nonché la possibilità di eseguire entrambi installazioni industriali pesanti e piccoli motori elettrici destinati all'uso domestico strumenti.

A seconda del tipo di corrente elettrica con cui operano tali unità, sono generalmente divisi in tre categorie:

• monofase;
• bifasico;
• trifase.

I più diffusi oggi sono i motori asincroni monofase in grado di funzionare da una rete elettrica domestica. Una caratteristica dei motori monofase è la presenza di un solo avvolgimento funzionante e un rotore a gabbia di scoiattolo sullo statore. All'avvolgimento dello statore viene fornita una corrente alternata monofase, che aziona il rotore e l'albero del motore in rotazione. Il rotore stesso ha un nucleo cilindrico con celle in fusione di alluminio e pale di ventilazione aperte. I motori monofase a gabbia di scoiattolo sono utilizzati in piccoli dispositivi come pompe dell'acqua e ventilatori per ambienti.

I motori asincroni bifase sono progettati per l'uso in una rete CA monofase. La loro caratteristica è la presenza di due avvolgimenti di lavoro sullo statore, situati perpendicolarmente l'uno all'altro. Durante il funzionamento dell'unità, la corrente alternata viene fornita direttamente a un avvolgimento e al secondo attraverso il corrispondente condensatore di sfasamento. All'uscita si forma un campo magnetico rotante, che facilita l'avvio del motore elettrico e successivamente mantiene una velocità costantemente elevata.

I motori trifase possono avere gabbia di scoiattolo e rotore di fase. Le unità sono dotate di tre avvolgimenti di lavoro posti paralleli tra loro sullo statore. Quando il motore viene acceso in una rete trifase, il campo magnetico ha uno spostamento nello spazio rispetto all'avvolgimento di 120 gradi. La presenza di un campo in cortocircuito facilita l'avvio del dispositivo, mantenendo successivamente una velocità stabile. Le modifiche ai motori con un rotore avvolto si distinguono per l'aumento della potenza e sono utilizzate principalmente nelle apparecchiature industriali.

I vantaggi dei motori elettrici asincroni sono la loro resistenza agli sbalzi di tensione e la versatilità di utilizzo. Grazie alla semplicità del design, la loro successiva manutenzione è notevolmente semplificata e l'apparecchiatura stessa è estremamente affidabile e non causa alcun problema durante il funzionamento. A seconda della loro modifica, gli impianti possono funzionare come da una potente fonte di energia elettrica in trifase rete, e dalla rete elettrica domestica, che consente loro di essere utilizzati in vari elettrodomestici e di ogni genere apparecchi elettrici.

I motori elettrici sono i dispositivi più semplici ed estremamente affidabili ampiamente utilizzati nell'industria e nella vita di tutti i giorni. I tipi attualmente esistenti di motori elettrici consentono di scegliere un'unità che soddisferà pienamente le caratteristiche del suo funzionamento. Con l'aiuto di tali motori, macchine e attrezzature potenti, è possibile azionare pompe efficienti. Non un singolo elettrodomestico può fare a meno del loro utilizzo.