Perché un motore a induzione a doppia gabbia ha un elevato momento di avviamento?

Un motore asincrono a doppia gabbia (anche noto come motore asincrono a doppia gabbia di scoiattolo) ha un momento d'avviamento più elevato principalmente grazie alla sua struttura unica. Questo tipo di motore dispone di due gabbie rotative indipendenti, ciascuna con caratteristiche di resistenza e induttanza diverse, che ottimizzano le prestazioni del motore in diverse fasi operative. Ecco una spiegazione dettagliata:

Struttura di un Motore Asincrono a Doppia Gabbia

Il rotore di un motore asincrono a doppia gabbia è composto da due parti:

• Gabbia Esterna (Gabbia di Avviamento): Solitamente realizzata con barre e anelli di fine più spessi, ha una resistenza inferiore e un'induttanza superiore.

• Gabbia Interna (Gabbia di Funzionamento): Solitamente realizzata con barre e anelli di fine più sottili, ha una resistenza superiore e un'induttanza inferiore.

Fase di Avviamento

Bassa Resistenza e Alta Induttanza:

• Gabbia Esterna: Nella gabbia esterna, le barre più spesse determinano una resistenza inferiore e un'induttanza superiore. Durante l'avviamento, la corrente nella gabbia esterna è maggiore, producendo un campo magnetico più intenso e quindi fornendo un momento d'avviamento superiore.

• Alta Induttanza: Un'induttanza superiore significa che la corrente si ritarda rispetto alla tensione, il che aiuta a formare un campo magnetico rotante più forte durante l'avviamento, aumentando così il momento d'avviamento.

• Effetto Pelle:

Durante l'avviamento, la frequenza di funzionamento è bassa e l'effetto pelle è minimo. L'effetto pelle è la tendenza della corrente alternata a concentrarsi vicino alla superficie di un conduttore. Poiché la frequenza è bassa durante l'avviamento, la caratteristica di bassa resistenza della gabbia esterna viene sfruttata appieno, fornendo un momento d'avviamento superiore.

Fase di Funzionamento

Alta Resistenza e Bassa Induttanza:

Gabbia Interna: La gabbia interna, con le sue barre e anelli di fine più sottili, ha una resistenza superiore e un'induttanza inferiore. Durante il funzionamento normale, la frequenza è più alta e l'effetto pelle è significativo, causando il flusso di corrente principalmente nella gabbia interna.

Alta Resistenza: Una resistenza superiore aiuta a ridurre le perdite per effetto Joule, migliorando l'efficienza e le prestazioni del motore durante il funzionamento.

Transizione Morbida:

Mentre il motore passa dalla fase di avviamento a quella di funzionamento, la corrente si sposta gradualmente dalla gabbia esterna alla gabbia interna. Questa transizione morbida assicura che il motore mantenga ottime prestazioni in diverse fasi operative.

Vantaggi Complessivi

Momento d'Avviamento Superiore: Grazie alle caratteristiche di bassa resistenza e alta induttanza della gabbia esterna, un motore asincrono a doppia gabbia può produrre un momento d'avviamento superiore, aiutando a superare l'inerzia del carico e la resistenza all'avviamento.

Alta Efficienza Durante il Funzionamento: Le caratteristiche di alta resistenza e bassa induttanza della gabbia interna assicurano che il motore operi in modo efficiente e stabile durante il funzionamento normale.

Alta Affidabilità: La struttura a doppia gabbia assicura che il motore si comporti bene sia durante l'avviamento che durante il funzionamento, migliorando l'affidabilità complessiva e prolungando la durata del motore.

Riepilogo

Un motore asincrono a doppia gabbia ottimizza le sue prestazioni sia durante l'avviamento che durante il funzionamento attraverso due rotori con caratteristiche elettriche diverse. La gabbia esterna fornisce un momento d'avviamento superiore durante l'avviamento, mentre la gabbia interna migliora l'efficienza e la stabilità durante il funzionamento normale. Questa progettazione rende i motori asincroni a doppia gabbia altamente efficaci in molte applicazioni, specialmente dove è richiesto un momento d'avviamento elevato.