I Motori Elettrici Trifase

I Motori Elettrici Trifase

Motori elettrici trifase asincroni e sincroni

I motori elettrici utilizzati per la propulsione alternativa non sono per nulla confrontabili con quelli degli alzacristalli o del motorino di avviamento ad esempio. Nei motori ibridi devono supportare il motore a combustione interna dal punto di vista energetico in modo preponderante, oppure devono essere l’unico sistema di propulsione nei veicoli a celle a combustibile ed in quelli elettrici. Nei veicoli a propulsione alternativa si utilizzano i motori trifase asincroni o sincroni.

I motori elettrici in generale sviluppano la loro coppia massima in accelerazione, da fermi. Questo significa che non è necessario un motorino di avviamento. Dato che il motore elettrico sviluppa una coppia elevata già a regime di giri pari a 0, non è necessaria nemmeno una frizione convenzionale o idraulica. Questi motori lavorano in un ampio intervallo di regime per cui spesso non è necessario un cambio di velocità. La loro direzione di rotazione può essere variata elettronicamente pertanto non è necessaria una retromarcia. Nel complesso presentano una catena cinematica estremamente semplice.

Dal punto di vista energetico è interessante notare quanto segue:

il motore elettrico può funzionare come propulsione o come generatore, questo consente il recupero dell’energia cinetica. Inoltre i motori elettrici hanno un rendimento energetico che può raggiungere anche il 90%. Attualmente i veicoli a benzina arrivano al 30%, mentre quelli diesel ad un valore del 35%. Questo significa che i motori elettrici convertono fra parte dell’energia utilizzata in energia cinetica per il veicolo.

Struttura dei motori trifase

I motori elettrici possiedono una struttura semplice composta da una parte fissa (lo statore) e da una parte rotante (rotore) che è l’unica parte mobile. La coppia viene generata dall’interazione del campo magnetico di statore e rotore. Almeno uno di essi deve essere dotato di elettromagneti, mentre il rotore è dotato di magneti permanenti. L’attivazione avviene per mezzo di un comando elettronico (convertitore di frequenza). Esso fornisce la corrente trifase alle bobine dello statore che può essere integrato nel motore elettrico.

Motore Sincrono trifase

Nel caso di motore sincrono nello statore sono alloggiate diverse bobine magnetiche, ma in verità nei sistemi a propulsione alternativa sono molte di più. Esse sono collegate al comando motore. Il rotore viene trascinato dal campo magnetico rotante generato alternativamente su ogni coppia polare e gestita dal comando motore secondo il senso orario o antiorario. Questo determina quindi il senso di marcia del veicolo. In parole più semplici il rotore ruota in sincrono con il campo rotante generato da ogni singola bobina magnetica. Comandandole alternativamente otterremo uno spostamento del rotore in base al senso di rotazione imposto dal comando motore e più sarà alta la frequenza di comando più elevata sarà la sua rotazione. Inoltre più elevata sarà la corrente fornita maggiore spinta potrà fornire il motore elettrico

Motore sincrono trifase: Vantaggi e Svantaggi

_ Possibilità di comando molto precisa del motore elettrico in quanto il rotore segue esattamente costantemente il campo rotante.

_ Elevato rendimento dovuto al fatto che il campo magnetico del rotore non deve essere generato appositamente. Tuttavia per mettere a disposizione un forte campo magnetico il rotore non è realizzato in ferromagnetico consueto ma in lega speciale con una magnetizzazione molto più elevata. Questo determina costi elevati rispetto al motore asincrono. Inoltre un rotore con queste caratteristiche risulta essere molto pesante e questo penalizza la sua applicazione. Grazie alla sua precisione di comando il motore sincrono è particolarmente adatto per essere integrato con il motore a combustione interna nei veicoli ibridi, in quelli a celle a combustibile come unico propulsore e anche nei veicoli elettrici di ultima generazione, pur essendo svantaggiato rispetto a quello asincrono per il peso come menzionato in precedenza.

Motore asincrono trifase

Il motore asincrono trifase ha la stessa struttura di quello sincrono per quanto riguarda lo statore mentre notevolmente diverso è il rotore. Infatti non è composto da magneti permanenti ma da una gabbia composta da più barre trattenute alle loro estremità da cosiddetti anelli di cortocircuito. Le barre formano dei loop chiusi assieme agli anelli di cortocircuito. Come nel motore sincrono i magneti dello statore vengono azionati dal comando motore secondo il criterio analizzato precedentemente. Questo induce nel loop una corrente indotta e di conseguenza la generazione del campo magnetico necessario per la rotazione del rotore. Quest’ultimo segue con leggero ritardo, a seconda del carico, il campo rotante generato dalle bobine magnetiche dello statore.

Motore asincrono trifase, vantaggi e svantaggi

Il motore elettrico asincrono risulta robusto e affidabile ed ampiamente diffuso nell’industria. Per breve tempo è in grado di sopportare un sovraccarico fino a 2,5 volte la potenza nominale. Il sovraccarico è limitato solo dallo sviluppo di calore nelle bobine. Con un carico così elevato diventa più lento ma non si ferma completamente. Poiché il rotore è composto solamente dalla gabbia leggera ha un peso notevolmente inferiore rispetto al motore sincrono. Lo svantaggio maggiore è il suo rendimento molto inferiore rispetto all’asincrono in particolare all’avviamento. Per questo nel motore asincrono il campo magnetico del rotore deve essere generato prima per cui il motore non reagisce spontaneamente e risulta meno preciso. Per questo si preferisce il motore sincrono nelle applicazioni automotive.

 

 

 

 

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