I motori elettrici possono essere trovati in molte applicazioni diverse, dai comuni articoli per la casa ai vari tipi di trasporto e persino alle applicazioni aerospaziali avanzate. Qui, condividiamo una guida per fornire una migliore comprensione delle opzioni disponibili.
Motori elettrici contro generatori
Sia i motori elettrici che i generatori sono dispositivi elettromagnetici con un avvolgimento o un rotore di armatura, che ruota all’interno di un avvolgimento di campo o di uno statore; tuttavia, hanno funzioni opposte. I generatori convertono l’energia meccanica in energia elettrica mentre i motori convertono l’energia elettrica in energia meccanica.
Due tipi di motori elettrici
L’avvolgimento di campo nei motori elettrici fornisce una corrente elettrica per produrre un campo magnetico fisso, che l’avvolgimento dell’armatura utilizza per produrre una coppia di rotazione sull’albero motore. Distinzioni tra diversi tipi di motori elettrici si riferisce al loro funzionamento unico, tensione, e requisiti di applicazione. Esistono almeno una dozzina di diversi tipi di motori elettrici, ma esistono due classificazioni principali: corrente alternata (AC) o corrente continua (DC). Il modo in cui gli avvolgimenti all’interno dei motori AC e DC interagiscono tra loro per produrre forza meccanica crea ulteriori distinzioni all’interno di ciascuna di queste classificazioni.
Motori DC
Spazzolato Motori
Spazzolato motori che comprendono quattro componenti principali:
- Statore
- Rotore o Armatura
- Pennelli
- Commutatore
Ci sono quattro principali spazzolato tipi di motori, tra cui:
- Motori di serie. Lo statore è in serie o identico al rotore, causando le loro correnti di campo per essere identici. Caratteristiche: utilizzato in gru e argani, grande coppia a bassa velocità, limitata coppia ad alta velocità.
- Motori di derivazione. La bobina di campo è parallela (shunt) con il rotore, rendendo la corrente del motore uguale alla somma delle due correnti. Caratteristiche: utilizzato in applicazioni industriali e automobilistiche, eccellente controllo della velocità, coppia elevata / costante a basse velocità.
- Motori composti cumulativi. Questo tipo combina aspetti di entrambi i tipi di serie e di chiusura, rendendo la corrente del motore uguale alla somma delle correnti di campo serie e campo shunt. Caratteristiche: utilizzato in applicazioni industriali e automobilistiche, ha combinato i vantaggi di entrambi i motori di serie e shunt.
- Motori PMDC (a magnete permanente). Il tipo più comune di motore elettrico spazzolato, i motori PMDC utilizzano magneti permanenti per produrre il campo dello statore. Caratteristiche: utilizzato nella produzione commerciale di giocattoli ed elettrodomestici, più economico da produrre, buona coppia di fascia bassa, coppia di fascia alta limitata.
Brushless
I motori della categoria brushless non dispongono di commutatore e spazzole. Invece, il rotore è un magnete permanente e le bobine sono sullo statore. Invece di controllare i campi magnetici sul rotore, i motori brushless controllano i campi magnetici dallo statore regolando la grandezza e la direzione della corrente nelle bobine. Uno dei principali vantaggi dei motori brushless è la sua efficienza, che consente un maggiore controllo e produzione di coppia in un assemblaggio più compatto.
Motori a corrente alternata
I motori nella classificazione dei motori a corrente alternata sono sincroni o asincroni, distinti principalmente dalla velocità del rotore rispetto alla velocità dello statore. La velocità del rotore rispetto allo statore è uguale in un motore sincrono, ma la velocità del rotore è inferiore alla sua velocità sincrona in un motore asincrono. Inoltre, i motori sincroni hanno uno slittamento zero e richiedono una fonte di alimentazione aggiuntiva, mentre i motori asincroni o asincroni hanno slittamento e non richiedono una fonte di alimentazione secondaria.
Motore sincrono
Un motore sincrono è una macchina doppiamente eccitata, il che significa che include due ingressi elettrici. In un motore sincrono trifase comune, un input, CA solitamente trifase, fornisce l’avvolgimento dello statore per produrre il flusso magnetico trifase e rotante. L’alimentazione del rotore è solitamente DC, che eccita o avvia il rotore. Una volta che il campo del rotore si blocca con il campo dello statore, il motore diventa sincrono.
Asincrono (induzione)
A differenza dei motori sincroni, l’induzione consente l’avvio asincrono fornendo alimentazione allo statore senza fornire alimentazione al rotore. I motori asincroni hanno una ferita o un design a gabbia di scoiattolo. Alcuni esempi di motori asincroni asincroni includono:
- Condensatore avviare motori a induzione. Questo è un motore a ferita monofase con un rotore a gabbia e due avvolgimenti dello statore, avviato da un condensatore. Il loro uso include compressori e pompe in frigoriferi e sistemi AC con frequenti avviamenti e arresti.
- Motori asincroni a gabbia di scoiattolo. Un’alimentazione trifase crea un campo magnetico nell’avvolgimento dello statore in questo motore, che include un rotore a gabbia di scoiattolo in lamierini di acciaio altamente conduttivi. Sono motori a basso costo, a bassa manutenzione e ad alta efficienza utilizzati in pompe centrifughe, azionamenti industriali, grandi soffianti e ventilatori, macchine utensili, torni e altre attrezzature di tornitura.
- Motori a doppia gabbia di scoiattolo. Questi motori superare poveri problemi di coppia di avvio in motori a gabbia di scoiattolo. Il loro design bilancia la reattanza al rapporto di resistenza tra una gabbia esterna e interna, aumentando la coppia di avvio mantenendo l’efficienza complessiva.
Identificazione motore elettrico
La selezione del motore più adatto ad una specifica applicazione dipende dal soddisfare le esigenze di quattro caratteristiche:
- Potenza e Velocità
- Motore
- Requisiti di Tensione
- Custodie e Posizioni di Montaggio
Una targhetta in metallo attaccato al motore contiene informazioni importanti relative a queste caratteristiche, con l’eccezione di custodia.
Potenza motore elettrico & Velocità nominale
Sia la potenza nominale e velocità di rotazione nominale (RPM) deve corrispondere ai requisiti di carico per l’applicazione installata. I motori sono disponibili in diverse categorie di cavalli, tra cui: motori frazionari (da 1/20 HP a 1 HP), motori integrali (da 1 HP a 400 HP) e motori di grandi dimensioni (da 100 HP a 50.000 HP). Le valutazioni di RPM includono 3600 RPM (2 poli), 1800 RPM (4 poli) e 1200 RPM (6 poli).
Telaio motore elettrico
La dimensione del telaio del motore non indica i suoi valori di prestazione, in particolare la potenza nominale. National Electrical Manufacturers Association (NEMA) ha progettato i numeri di telaio per corrispondere alle dimensioni di montaggio con le loro cifre relative alla loro dimensione “D” o alla distanza dal centro dell’albero al centro inferiore del supporto. In generale, le etichette a due cifre sono per motori frazionari, ma possono essere costruiti motori di potenza più grandi.
Requisiti di tensione
Tensione, frequenza, e la fase sono tutti una parte di requisiti di tensione. Nella maggior parte dei casi nordamericani ed europei, i motori trifase includono display a doppia tensione come 230/460. La frequenza operativa standard per la maggior parte dei motori elettrici è di 60 Hz, anche se i motori a 50 Hz sono comuni in Europa. Questa variazione di hertz indica che il motore funzionerà a 5/6 della sua normale velocità RPM. Fase è il bit finale di informazioni incluse con i requisiti di tensione di un motore, che indica il tipo di alimentazione richiesta, come trifase, monofase e DC.
Custodie e posizioni di montaggio
Le informazioni sulla custodia dipendono dall’ambiente di installazione del motore. Esistono due categorie principali di custodie: motori aperti e motori chiusi.
Motori aperti
Le applicazioni per motori aperti includono ambienti interni relativamente puliti e asciutti, il che è importante poiché le custodie per motori aperti consentono la circolazione dell’aria attraverso gli avvolgimenti.
Motori chiusi
Questi tipi non consentono il libero ricambio d’aria tra l’esterno e l’interno del motore. Le variazioni nelle caratteristiche di tenuta all’aria e di raffreddamento dell’involucro distinguono ulteriormente i tipi di motori chiusi, tra cui:
- Totalmente Recintato di Ventola di raffreddamento (TEFC)
- Completamente Chiuso, Non Ventilato (TENV)
- Completamente Chiusa, l’Aria (TEAO)
- Totalmente Recintato di Lavaggio (TEWD)
- a Prova di Esplosione Custodie (EXPL)
- aree Pericolose (HAZ)
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