HOME   ▸   SAPERE TECNICO   ▸   Automazione

Motori elettrici. Trasformare l’energia negli impianti

17 ottobre 2013
Dalla prima presentazione del 1821 ad oggi il motore elettrico ne ha fatta di strada. Vediamo evoluzioni e possibili applicazioni di questo prodotto

Il motore elettrico, che trasforma energia elettrica in energia meccanica, fu illustrato come principio teorico da Faraday nel 1821 ma solo nel 1873 Gramme e il socio Fontaine presentarono a Vienna una dinamo che funzionava altrettanto bene come motore. Nella storia del motore elettrico ha poi particolare importanza la figura di Galileo Ferraris (1841-1897), che nel 1885 ebbe la geniale intuizione del campo magnetico rotante generato da un induttore polifase fisso. Questo campo polifase produce correnti in un indotto mobile e l'azione elettrodinamica fra campo magnetico e correnti dà origine alla coppia meccanica (motore asincrono). Ferraris non volle però brevettare la sua scoperta. Da allora il motore elettrico si è notevolmente evoluto e oggi possiamo avere le seguenti tipologie:
- a corrente continua, asincroni, sincroni, brushless, passo-passo;
- a corrente continua, a corrente alternata;
- con spazzole, senza spazzole;
- rotanti (ideali per la maggior parte delle applicazioni), lineari, alternati;
- a bassa dinamica (per ventilatori, pompe, ecc.), ad alta dinamica (per macchine utensili, robot, ecc.), per moti di tipo incrementale (per stampanti, ecc.);
- a velocità costante o leggermente decrescente al crescere del carico (vantaggiosi in molte applicazioni, ad esempio la velocità di rotazione di un mandrino di un tornio non deve dipendere dalle dimensioni del truciolo asportato);
- a velocità molto decrescente al crescere del carico (convenienti nelle applicazioni in cui il campo di variazione della coppia è molto ampio, ad esempio nella trazione elettrica, dove l'uso di motori a velocità costante o leggermente decrescente al crescere del carico è antieconomico poiché il dimensionamento è determinato dalla coppia massima).
I servomotori sono motori generalmente di piccola potenza, funzionanti a regime intermittente, per il quale è molto importante non tanto avere un alto rendimento, quanto piccole costanti di tempo elettriche e meccaniche, elevata dinamica e alto smorzamento (in modo da raggiungere la posizione finale nel minor tempo e con assenza di oscillazioni), ridotti pesi e dimensioni (particolarmente importanti nella robotica, quando i servomotori sono situati su bracci mobili). Per quanto riguarda la scelta del tipo di motore per una data applicazione, questa è influenzata da differenti fattori, quali: costi di acquisto, costi di funzionamento (rendimento, manutenzione periodica), rapporto coppia/inerzia (per sistemi a elevate prestazioni), rapporto potenza/peso (per sistemi aviotrasportati, bracci di robot), complessità di controllo del moto, affidabilità, ondulazione di coppia, campo di variabilità della velocità, caratteristiche di avviamento e di frenatura, ambiente in cui devono operare, tipo di funzionamento (a velocità e carico costanti o selezionati tra un piccolo insieme di valori, intermittente, ciclico, vario) e grandezza da regolare (velocità, posizione, coppia), tipo di regolazione (grossolana, molto precisa).

Approfondisci