A quale corretta tensione AC funzionerà correttamente il motore in corrente continua a serie?

Un motore in corrente continua (DC) a serie è progettato per funzionare con una sorgente di alimentazione in corrente continua, caratterizzato dalla connessione in serie del suo avvolgimento di campo e dell'avvolgimento dell'armatura. Tuttavia, in determinate condizioni speciali, un motore DC a serie può anche funzionare con una tensione alternata (AC) appropriata. Di seguito viene fornita una spiegazione dettagliata di come un motore DC a serie possa funzionare con una tensione AC:

Principio di funzionamento di un motore DC a serie

Funzionamento in CC:

Avvolgimento di campo e avvolgimento dell'armatura in serie: In una sorgente di alimentazione in corrente continua, l'avvolgimento di campo e l'avvolgimento dell'armatura sono connessi in serie, formando un unico circuito.

Corrente e campo magnetico: La corrente che passa attraverso l'avvolgimento di campo genera un campo magnetico, mentre la corrente che passa attraverso l'avvolgimento dell'armatura produce una coppia rotazionale.

Caratteristiche di velocità: I motori DC a serie hanno una coppia di avviamento elevata e un ampio range di velocità, rendendoli adatti per applicazioni che richiedono carichi pesanti e alta coppia all'avvio.

Funzionamento con tensione AC

Principio di base:

Tensione AC: Con la tensione AC, la direzione della corrente cambia periodicamente.

Campo magnetico variabile: Il campo magnetico generato dall'avvolgimento di campo cambia anch'esso, ma grazie alla connessione in serie dell'avvolgimento di campo e dell'avvolgimento dell'armatura, il motore può ancora produrre una coppia rotazionale.

Condizioni operative:

Frequenza: La frequenza della tensione AC è cruciale per il funzionamento del motore. Frequenze inferiori (come 50 Hz o 60 Hz) sono generalmente più adatte per i motori DC a serie che funzionano con tensione AC.

Livello di tensione: L'ampiezza della tensione AC dovrebbe corrispondere alla tensione nominale del motore DC. Ad esempio, se il motore DC ha una tensione nominale di 120V DC, il valore di picco della tensione AC dovrebbe essere vicino a 120V (cioè, il valore RMS dovrebbe essere approssimativamente 84.85V AC).

Forma d'onda: La forma d'onda ideale della tensione AC dovrebbe essere sinusoidale per minimizzare la distorsione armonica e le vibrazioni del motore.

Considerazioni:

Spazzole e commutatore: I motori DC a serie utilizzano spazzole e un commutatore per ottenere la commutazione della corrente. Con la tensione AC, le condizioni operative per le spazzole e il commutatore diventano più impegnative, potendo portare a un aumento dello scintillamento e dell'usura.

Aumento di temperatura: L'aumento di temperatura nel motore può essere superiore con la tensione AC a causa delle perdite aumentate.

Cambiamenti nelle prestazioni: La coppia di avviamento e le caratteristiche di controllo della velocità del motore possono essere influenzate e potrebbero non performare altrettanto bene come sotto alimentazione in corrente continua.

Esempio specifico

Si supponga un motore DC a serie con una tensione nominale di 120V DC. Per far funzionare questo motore con tensione AC, si possono scegliere i seguenti parametri:

Valore RMS della tensione AC: Approssimativamente 84.85V AC (valore di picco di circa 120V AC).

Frequenza: 50 Hz o 60 Hz.

Conclusione

Un motore DC a serie può funzionare con una tensione AC appropriata, ma devono essere soddisfatte certe condizioni, incluse la frequenza corretta, l'ampiezza della tensione e la forma d'onda. Inoltre, si deve prestare attenzione alle condizioni operative delle spazzole e del commutatore, nonché all'aumento di temperatura e ai cambiamenti nelle prestazioni del motore. Se possibile, si consiglia di utilizzare un motore specificamente progettato per la corrente alternata per garantire le migliori prestazioni e affidabilità.