Il motore asincrono un tipo di motore elettricodell'albero minore della velocit di rotazione del campo magnetico generato dagli avvolgimenti di statore, ovvero non c' sincronismo tra le due velocit; per questo si distingue dai asincrono detto anche motore ad induzione in virt del suo principio di funzionamento descritto di seguito.

Questo motore pu essere utilizzato come viene collegato alla rete o no, ma solo una minima parte degli alternatori di questo tipo dato il suo minore rendimento.

Struttura [modifica] Il motore si compone di una parte fissa detta statore e una parte mobile detta rotore, ambedue di forma cilindrica. In ambedue le parti, delle quali lo statore contiene il rotore, sono praticati dei fori paralleli all'asse del cilindro, detti cave, destinati ad ospitare gli avvolgimenti, ovvero l'insieme dei conduttori.

Funzionamento [modifica]

Il campo magnetico rotante generato in un motore asincrono trifase.

Lo statore contiene in genere un numero pari di avvolgimenti in quanto, normalmente, ce ne sono 2 per ciascuna fase di alimentazione. Un motore a tre fasi, o coppie polari.

I due avvolgimenti di ciascuna coppia polaall'altro. Le coppie polari sono alimentate da una terna di tensioni sinusoidali sfasate di 120. In conseguenza di ci, negli avvolgimenti si verifica il passaggio di correnti che a loro vocampo magnetico complessivo che ruota nello spazio. Il chiuse in corto circuito.

La rotazione del campo magnetico di statore avviene ad una velocit fissa alimentazione f, detta velocit di sincronismoquella di sincronismo. Questa differenza fa s che velocit ns nr, pertanto esso sar sede di forze elettromotrici e quindi correnti indotte (per questo motivo si parla di motore ad induzione).

Evidentemente le correnti di rotore produrranno a loro vorispetto al rotore, il quale ruota a velocit velocit ns rispetto allo statore ed dunque sincrono con il campo di statore.

Tale condizione di sincronismo tra le due onde di campo magnetico assicura che il motore produca una coppia costante. La situazione in cui ns=nr, cio velocit di rotore uguale a quella di sincronismo, una condizione limite in cui non vi sono forze elett

Motore asincrono

motore elettrico in corrente alternata in cui la velocit di rotazione dell'albero minore della velocit di rotazione del campo magnetico generato dagli avvolgimenti di statore, ovvero non c' sincronismo tra le due velocit; per questo si distingue dai motori sincroniasincrono detto anche motore ad induzione in virt del suo principio di funzionamento descritto di seguito.

Questo motore pu essere utilizzato come alternatore con o senza l'utilizzo di condensatori a seconda se viene collegato alla rete o no, ma solo una minima parte degli alternatori di questo tipo dato il suo minore

Il motore si compone di una parte fissa detta statore e una parte mobile detta rotore, ambedue di forma parti, delle quali lo statore contiene il rotore, sono praticati dei fori paralleli all'asse

del cilindro, detti cave, destinati ad ospitare gli avvolgimenti, ovvero l'insieme dei conduttori.

Il campo magnetico rotante generato in un motore asincrono trifase.

contiene in genere un numero pari di avvolgimenti in quanto, normalmente, ce ne sono 2 per ciascuna fase di alimentazione. Un motore a tre fasi, o trifase, avr di norma sei avvolgimenti ovvero tre

I due avvolgimenti di ciascuna coppia polare sono collegati in serie e disposti fisicamente l'uno di fronte all'altro. Le coppie polari sono alimentate da una terna di tensioni sinusoidali sfasate di 120. In conseguenza di ci, negli avvolgimenti si verifica il passaggio di correnti che a loro vocampo magnetico complessivo che ruota nello spazio. Il rotore dotato di un certo numero di fasi di norma

azione del campo magnetico di statore avviene ad una velocit fissa ns legata alla frequenza di velocit di sincronismo. La velocit di rotazione del rotore n

quella di sincronismo. Questa differenza fa s che sul rotore agisca un campo magnetico che ruota ad una , pertanto esso sar sede di forze elettromotrici e quindi correnti indotte (per questo motivo si

Evidentemente le correnti di rotore produrranno a loro volta un campo magnetico che ruota a velocit rispetto al rotore, il quale ruota a velocit nr rispetto allo statore; il risultato che il campo di rotore ruota a

rispetto allo statore ed dunque sincrono con il campo di statore.

Tale condizione di sincronismo tra le due onde di campo magnetico assicura che il motore produca una . La situazione in cui ns=nr, cio velocit di rotore uguale a quella di sincronismo, una

condizione limite in cui non vi sono forze elettromotrici (e quindi correnti indotte) e dunque la coppia

in cui la velocit di rotazione dell'albero minore della velocit di rotazione del campo magnetico generato dagli avvolgimenti di statore,

motori sincroni. Il motore asincrono detto anche motore ad induzione in virt del suo principio di funzionamento descritto di seguito.

con o senza l'utilizzo di condensatori a seconda se viene collegato alla rete o no, ma solo una minima parte degli alternatori di questo tipo dato il suo minore

Il motore si compone di una parte fissa detta statore e una parte mobile detta rotore, ambedue di forma parti, delle quali lo statore contiene il rotore, sono praticati dei fori paralleli all'asse

del cilindro, detti cave, destinati ad ospitare gli avvolgimenti, ovvero l'insieme dei conduttori.

contiene in genere un numero pari di avvolgimenti in quanto, normalmente, ce ne sono 2 per , avr di norma sei avvolgimenti ovvero tre

re sono collegati in serie e disposti fisicamente l'uno di fronte all'altro. Le coppie polari sono alimentate da una terna di tensioni sinusoidali sfasate di 120. In conseguenza di ci, negli avvolgimenti si verifica il passaggio di correnti che a loro volta producono un

dotato di un certo numero di fasi di norma

legata alla frequenza di nr sar sempre minore di

sul rotore agisca un campo magnetico che ruota ad una , pertanto esso sar sede di forze elettromotrici e quindi correnti indotte (per questo motivo si

lta un campo magnetico che ruota a velocit ns nr rispetto allo statore; il risultato che il campo di rotore ruota a

Tale condizione di sincronismo tra le due onde di campo magnetico assicura che il motore produca una . La situazione in cui ns=nr, cio velocit di rotore uguale a quella di sincronismo, una

romotrici (e quindi correnti indotte) e dunque la coppia

motrice zero. Diversamente, la mutua interazione attraverso i relativi campi magnetici tra le correnti di rotore e quelle di statore produce una coppia risultante netta.

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Il valore effettivo dello scorrimento dipende dal carico effettivo sul rotore. Il carico non mai nullo perch sono sempre presenti i fenomeni di attrito tra le parti mobili e con l'aria che impediscono al motore di ruotare alla velocit di sincronismo, vincendo questa coppia meccanica.

Gli avvolgimenti statorici sono in genere inglobati in resine che garantiscono un'ottima protezione dall'acqua e dagli agenti atmosferici. Questi motori sono frequentemente alimentati per mezzo di inverter elettronici che possono variarne la velocit variando in modo coordinato la frequenza e la tensione di alimentazione. L'uso di inverter permette di azionare il motore anche a partire da una corrente continua, come avviene nella trazione ferroviaria.

Gli avvolgimenti statorici trifase possono essere collegati a stella oppure a triangolo, permettendo di alimentare lo stesso motore con tensioni trifase di 400 e 230 V. In alcuni grossi motori si preferisce avviare a stella e poi commutare a triangolo, al fine di limitare le correnti di spunto, quando non sono utilizzati gli inverter.

Esistono motori asincroni di potenza usualmente inferiore a 3 kW alimentati anche con tensioni monofase. Tali motori possono essere dotati di ordinari avvolgimenti a due fasi, dove per alimentare la seconda fase si usa il ritardo di tempo introdotto da un condensatore. Per potenze piccolissime si usano i motori in cui la seconda fase un circuito spazialmente asimmetrico chiuso in corto circuito (motori a "polo shuntato").

I motori asincroni operano normalmente con gli avvolgimenti di rotore chiusi in corto circuito ma il rotore pu essere eseguito in costruzioni differenti.

Rotore a gabbia di scoiattolo [modifica] Il circuito rotorico costituito da barre di alluminio pressofuse direttamente nelle cave collegate tra loro da due anelli di alluminio. Si tratta quindi di un circuito in cui il numero di fasi pari al numero di barre e che per costruzione in corto circuito. L'avvolgimento rotorico praticamente un avvolgimento ad m poli, essendo m il numero delle barre, ma in realt le correnti indotte circolano nelle barre in modo tale da generare lo stesso numero di poli del campo rotante induttore; dunque, dal punto di vista elettromagnetico, l'avvolgimento del rotore a gabbia di scoiattolo uguale ad un avvolgimento a tre fasi.

Questi motori sono largamente utilizzati nell'industria in quanto affidabili ed economici.

Accorgimenti [modifica]

Per aumentare la coppia all'avviamento dei motori a gabbia di scoiattolo di grande potenza (non avendo il rotore accessibile come in quelli di tipo avvolto) possibile utilizzare gabbie differenti:

a coppa, viene utilizzato meno materiale di supporto per la gabbia di scoiattolo, quest'applicazione serve per ridurre i pesi, ma diminuisce anche la resistenza meccanica e la sua rigidezza.

rotore a doppia gabbia, viene utilizzata una seconda gabbia, concentrica a quella pi esterna e a seconda di come sono progettate queste barre delle due gabbie, si ha un motore pi o meno capace di sopportare l'avvio continuo e ripetitivo di carichi elevati, questa tecnologia si distingue anche per il passaggio non sempre lineare dai bassi ai alti regimi (cambiamento del rumore).

rotore a gabbia profonda, la gabbia di scoiattolo, viene costruita utilizzando delle barre profonde e questo sistema permette d'avere un passaggio fluido dai bassi agli alti regimi

Motore sincrono

Il motore sincrono, conosciuto anche come motore vettoriale o motore Rowan un tipo di motore elettrico in corrente alternata in cui il periodo di rotazione sincronizzato con la frequenza della tensione di alimentazione, solitamente trifase, questo motore pu essere utilizzato come alternatore e la maggioranza degli alternatori di questo tipo.

Costruzione costituito da un rotore (parte rotante solidale all'albero) su cui sono presenti diversi poli magnetici di polarit alterna creati da magneti permanenti o elettromagneti alimentati in corrente continua (detta corrente di eccitazione), e da uno statore su cui sono presenti gli avvolgimenti del circuito di alimentazione. Le espansioni polari dello statore creano un campo magnetico rotante che trascina le espansioni polari del rotore.

La frequenza di rotazione dipende dalla frequenza di alimentazione (ad esempio in Italia 50 Hz, negli Stati Uniti 60 Hz) e dal numero di terne di espansioni polari presenti nel motore. Il numero di giri al minuto del motore sincrono dato da (n = 60f / p) dove n il numero di giri/minuto, f la frequenza della rete elettrica di alimentazione e p il numero di "paia di poli", ovvero il numero di bobine che costituiscono ogni avvolgimento o coppia polare. Di norma un motore trifase ha tre coppie polari, e se si volesse far ruotare tale motore in esatto sincronismo con la rete elettrica italiana (50 Hz) si dovrebbe avere una sola bobina per ogni coppia polare (3 bobine in tutto), riducendo cos la formula precedente a n = 60f, e cio n = 50 * 60 = 3000rpm. ben evidente che all'aumentare degli avvolgimenti di ogni coppia polare si riduce la velocit del motore

Funzionamento L'avviamento di questo tipo di motore relativamente complesso. A motore fermo, l'applicazione della tensione alternata fa s che il rotore, per effetto dell'inerzia non abbia il tempo di seguire il campo magnetico rotante, rimanendo fermo. Il motore viene quindi inizialmente portato alla velocit di rotazione per mezzo di un motore asincrono, quindi, dopo avere scollegato quest'ultimo, viene collegata la tensione di alimentazione ed inserito il carico meccanico utilizzatore. Un'altra tecnica di avviamento sfrutta la possibilit di fare funzionare temporaneamente come asincroni motori appositamente realizzati, quindi passare al modo sincrono.

Se una volta a regime la rotazione viene frenata o accelerata oltre un certo limite, si innesca una serie di oscillazioni che portano il motore al blocco e possono provocare forti sovracorrenti tali da danneggiare il motore. Per questo motivo va prevista una protezione dalle sovracorrenti, ad esempio con un interruttore magnetotermico di protezione.

Utilizzi A causa della limitata praticit del motore sincrono, il suo uso con alimentazione diretta dalla rete limitato a campi di applicazione ove sia richiesta una velocit di rotazione particolarmente precisa e stabile. invece molto usato per azionare carichi a velocit variabile ove alimentato da convertitore statico (inverter).

Esistono anche piccoli motori sincroni ad avvio automatico ed alimentazione monofase utilizzati in meccanismi temporizzatori quali i timer delle lavatrici domestiche e un tempo in alcuni orologi, sfruttando la buona precisione della frequenza della rete elettrica.

Particolarit

Per approfondire, vedi la voce Condensatore rotante

Se la macchina provvista di avvolgimenti rotorici, al variare della corrente di eccitazione che circola sul rotore, la rete elettrica di alimentazione pu vedere un carico di tipo resistivo (ohmico), induttivo o capacitivo:

se il motore sottoeccitato sar visto come ohmico

se il motore eccitato adeguatamente pu essere visto come carico puramente resistivo: in questa

condizione, che quella di normale funzionamento, si ha il minimo assorbimento di corrente ed il massimo

rendimento;

se il motore sovraeccitato, sar visto come ohmico

Il motore si presenta tanto pi con caratteristica ohmica tanto maggiore la coppia resistente del carico che gli viene applicato all'albero.

Se non si applica nessun carico e si alimenta il motore per ottenere la caratteristica ohmicootterr un compensatore rotante o pi propriamente un ohmica sar ridotta al minimo. Questo utilizzato come sistema di trasformazione dell'energia elettrica. La quantit di energia reattiva che pu fornirtanto maggiore quanto maggiore la sovraeccitazione della macchina. Il compensatore sincrono, o rifasatore rotante, oggi perlopi sostituito da gruppi di rifasamento composti da

Condensatore rotante.

la macchina provvista di avvolgimenti rotorici, al variare della corrente di eccitazione che circola sul rotore, la rete elettrica di alimentazione pu vedere un carico di tipo resistivo (ohmico), induttivo o

visto come ohmico-induttivo;

se il motore eccitato adeguatamente pu essere visto come carico puramente resistivo: in questa

condizione, che quella di normale funzionamento, si ha il minimo assorbimento di corrente ed il massimo

otore sovraeccitato, sar visto come ohmico-capacitivo.

Il motore si presenta tanto pi con caratteristica ohmica tanto maggiore la coppia resistente del carico che

Se non si applica nessun carico e si alimenta il motore per ottenere la caratteristica ohmicoo pi propriamente un condensatore rotante, poich la caratteristica

ridotta al minimo. Questo utilizzato come sistema di rifasamento soprattutto nelle centrali di trasformazione dell'energia elettrica. La quantit di energia reattiva che pu fornire il compensatore rotante tanto maggiore quanto maggiore la sovraeccitazione della macchina. Il compensatore sincrono, o rifasatore rotante, oggi perlopi sostituito da gruppi di rifasamento composti da condensatori

la macchina provvista di avvolgimenti rotorici, al variare della corrente di eccitazione che circola sul rotore, la rete elettrica di alimentazione pu vedere un carico di tipo resistivo (ohmico), induttivo o

se il motore eccitato adeguatamente pu essere visto come carico puramente resistivo: in questa

condizione, che quella di normale funzionamento, si ha il minimo assorbimento di corrente ed il massimo

Il motore si presenta tanto pi con caratteristica ohmica tanto maggiore la coppia resistente del carico che

Se non si applica nessun carico e si alimenta il motore per ottenere la caratteristica ohmico-capacitiva, si , poich la caratteristica soprattutto nelle centrali di

e il compensatore rotante tanto maggiore quanto maggiore la sovraeccitazione della macchina. Il compensatore sincrono, o rifasatore

condensatori statici.