Funzionamento del motore elettrico
Il motore elettrico è un dispositivo che converte l'energia elettrica in energia meccanica. Esistono principalmente tre tipi di motore elettrico.
Motore a corrente continua (DC).
Motore asincrono (induttivo).
Motore sincrono.
Tutti questi motori funzionano più o meno con lo stesso principio. Il funzionamento del motore elettrico dipende principalmente dall'interazione del campo magnetico con la corrente.
Ora discuteremo il principio di funzionamento del motore elettrico uno per uno per una migliore comprensione dell'argomento.
Funzionamento del motore a corrente continua (DC)
Il principio di funzionamento del motore a corrente continua (DC) dipende principalmente dalla regola della mano sinistra di Fleming. In un motore DC di base, un armatura è posizionata tra i poli magnetici. Se l'avvolgimento dell'armatura è alimentato da una sorgente DC esterna, la corrente inizia a scorrere attraverso i conduttori dell'armatura. Poiché i conduttori stanno portando corrente all'interno di un campo magnetico, subiranno una forza che tende a far ruotare l'armatura. Supponiamo che i conduttori dell'armatura sotto i poli N del magnete di campo stiano portando corrente verso il basso (croci) e quelli sotto i poli S stiano portando corrente verso l'alto (punti). Applicando la regola della mano sinistra di Fleming, si può determinare la direzione della forza F sperimentata dal conduttore sotto i poli N e la forza sperimentata dai conduttori sotto i poli S. Si scopre che in ogni istante le forze sperimentate dai conduttori sono in una direzione tale da tendere a far ruotare l'armatura.
Nuovamente, a causa di questa rotazione, i conduttori sotto i poli N vengono sotto i poli S e i conduttori sotto i poli S vengono sotto i poli N. Mentre i conduttori passano dai poli N ai poli S e dai poli S ai poli N, la direzione della corrente attraverso di essi viene invertita tramite il commutatore.
A causa di questa inversione di corrente, tutti i conduttori che vengono sotto i poli N portano corrente verso il basso e tutti i conduttori che vengono sotto i poli S portano corrente verso l'alto, come mostrato nella figura. Pertanto, ogni conduttore che viene sotto un polo N sperimenta una forza nella stessa direzione e lo stesso vale per i conduttori che vengono sotto i poli S. Questo fenomeno aiuta a sviluppare un momento continuo e unidirezionale.
Funzionamento del motore asincrono
Il funzionamento del motore elettrico nel caso del motore asincrono è leggermente diverso dal motore a corrente continua (DC). Nel motore asincrono monofase, quando viene fornita una tensione monofase all'avvolgimento dello statore, viene prodotto un campo magnetico pulsante, mentre nel motore asincrono trifase, quando viene fornita una tensione trifase all'avvolgimento trifase dello statore, viene prodotto un campo magnetico rotante. Il rotore di un motore asincrono può essere di tipo avvolto o di tipo gabbia di scoiattolo. Qualunque sia il tipo di rotore, i conduttori su di esso sono cortocircuitati alle estremità per formare un circuito chiuso. A causa del campo magnetico rotante, il flusso passa attraverso la fessura tra il rotore e lo statore, spazza la superficie del rotore e quindi taglia i conduttori del rotore.
Pertanto, secondo la legge di Faraday dell'induzione elettromagnetica, ci sarà una corrente indotta che circola nei conduttori del rotore chiusi. L'ammontare della corrente indotta è proporzionale al tasso di variazione del legame di flusso rispetto al tempo. Anche questo tasso di variazione del legame di flusso è proporzionale alla velocità relativa tra il rotore e il campo magnetico rotante. Secondo la legge di Lenz, il rotore cercherà di ridurre ogni causa che produce la corrente in esso. Pertanto, il rotore ruota e cerca di raggiungere la velocità del campo magnetico rotante per ridurre la velocità relativa tra il rotore e il campo magnetico rotante.
Principio di funzionamento del motore asincrono trifase – Video
Funzionamento del motore sincrono
Nel motore sincrono, quando viene fornita una tensione trifase bilanciata all'avvolgimento trifase statoriale fermo, viene prodotto un campo magnetico rotante che ruota alla velocità sincrona. Ora, se un elettromagnete viene posizionato all'interno di questo campo magnetico rotante, viene bloccato magneticamente con il campo magnetico rotante e ruota con il campo magnetico rotante alla stessa velocità, cioè alla velocità sincrona.
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