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Puoi trovare i motori in corrente continua in molti elettrodomestici portatili, nelle automobili e in diversi tipi di apparecchiature industriali. In questo video comprenderemo in modo logico il funzionamento e la costruzione di un motore in corrente continua di tipo commerciale.
Cominciamo innanzitutto dal motore in corrente continua più semplice possibile. Si presenta così. Lo statore fornisce un campo magnetico costante e l’indotto, che è la parte rotante, è una semplice spira. L’indotto è collegato a una sorgente di alimentazione in corrente continua tramite una coppia di anelli del collettore.
Quando la corrente attraversa la spira, su di essa agisce una forza elettromagnetica secondo la legge di Lorentz, quindi la spira comincerà a ruotare. Noterai che, mentre la spira ruota, gli anelli del collettore si collegano alla sorgente di alimentazione con polarità opposta. Di conseguenza, sul lato sinistro della spira la corrente scorrerà sempre in direzione entrante e sul lato destro la corrente scorrerà sempre in direzione uscente. Questo assicura che anche l’azione di coppia abbia sempre la stessa direzione durante tutto il moto, così la spira continuerà a ruotare.
Ma, se osservi attentamente l’azione di coppia sulla spira, noterai che, quando la spira è quasi perpendicolare al flusso magnetico, la coppia tende a zero. Di conseguenza, se si fa funzionare un tale motore in corrente continua, il rotore avrà un moto irregolare.
Ecco il trucco per superare questo problema! Aggiungi un’altra spira al rotore, con una coppia separata di anelli del collettore per essa. In questa disposizione, quando la prima spira si trova in posizione verticale, la seconda spira sarà collegata alla sorgente di alimentazione. Quindi nel sistema è sempre presente una forza motrice. Inoltre, quanto maggiore è il numero di tali spire, tanto più regolare sarà la rotazione del motore.
In un motore reale, le spire dell’indotto sono inserite nelle cave di lamierini d’acciaio ad alta permeabilità magnetica. Questo migliorerà l’interazione con il flusso magnetico.
Cominciamo innanzitutto dal motore in corrente continua più semplice possibile. Si presenta così. Lo statore fornisce un campo magnetico costante e l’indotto, che è la parte rotante, è una semplice spira. L’indotto è collegato a una sorgente di alimentazione in corrente continua tramite una coppia di anelli del collettore.
Quando la corrente attraversa la spira, su di essa agisce una forza elettromagnetica secondo la legge di Lorentz, quindi la spira comincerà a ruotare. Noterai che, mentre la spira ruota, gli anelli del collettore si collegano alla sorgente di alimentazione con polarità opposta. Di conseguenza, sul lato sinistro della spira la corrente scorrerà sempre in direzione entrante e sul lato destro la corrente scorrerà sempre in direzione uscente. Questo assicura che anche l’azione di coppia abbia sempre la stessa direzione durante tutto il moto, così la spira continuerà a ruotare.
Ma, se osservi attentamente l’azione di coppia sulla spira, noterai che, quando la spira è quasi perpendicolare al flusso magnetico, la coppia tende a zero. Di conseguenza, se si fa funzionare un tale motore in corrente continua, il rotore avrà un moto irregolare.
Ecco il trucco per superare questo problema! Aggiungi un’altra spira al rotore, con una coppia separata di anelli del collettore per essa. In questa disposizione, quando la prima spira si trova in posizione verticale, la seconda spira sarà collegata alla sorgente di alimentazione. Quindi nel sistema è sempre presente una forza motrice. Inoltre, quanto maggiore è il numero di tali spire, tanto più regolare sarà la rotazione del motore.
In un motore reale, le spire dell’indotto sono inserite nelle cave di lamierini d’acciaio ad alta permeabilità magnetica. Questo migliorerà l’interazione con il flusso magnetico.
Le spazzole del collettore pre caricate a molla aiutano a mantenere il contatto con la sorgente di alimentazione.
Un polo statorico a magnete permanente viene usato solo per motori in corrente continua di piccolissime dimensioni. Nella maggior parte dei casi viene impiegato un elettromagnete; l’avvolgimento di eccitazione dell’elettromagnete è alimentato dalla stessa sorgente in corrente continua.
Gli avvolgimenti di eccitazione possono essere collegati agli avvolgimenti dell’indotto in 2 modi diversi: in parallelo oppure in serie. Da ciò derivano 2 diversi tipi costruttivi di motore in corrente continua: il motore derivato e il motore in serie. Il motore in serie ha una buona coppia di avviamento, ma la sua velocità diminuisce drasticamente all’aumentare del carico. Il motore derivato ha una bassa coppia di avviamento, ma è in grado di funzionare quasi a velocità costante, indipendentemente dal carico applicato al motore.
A differenza delle altre macchine elettriche, i motori in corrente continua presentano una caratteristica unica: la generazione della contro-f.e.m. Una spira rotante in un campo magnetico produrrà una f.e.m. secondo il principio dell’induzione elettromagnetica. Lo stesso vale anche nel caso delle spire rotanti dell’indotto. Si indurrà una f.e.m. interna che si oppone alla tensione applicata in ingresso. La contro-f.e.m. riduce notevolmente la corrente di indotto. La contro-f.e.m. è proporzionale alla velocità del rotore. All’avviamento del motore, la contro-f.e.m. è troppo bassa, quindi la corrente di indotto diventa troppo elevata, provocando la bruciatura dell’indotto. Per questo motivo, nei grandi motori in corrente continua è necessario un opportuno sistema di avviamento che controlli la tensione applicata in ingresso.
Una delle varianti interessanti del motore in corrente continua è il motore universale, che è in grado di funzionare sia con sorgenti di alimentazione in corrente alternata sia in corrente continua.
Un polo statorico a magnete permanente viene usato solo per motori in corrente continua di piccolissime dimensioni. Nella maggior parte dei casi viene impiegato un elettromagnete; l’avvolgimento di eccitazione dell’elettromagnete è alimentato dalla stessa sorgente in corrente continua.
Gli avvolgimenti di eccitazione possono essere collegati agli avvolgimenti dell’indotto in 2 modi diversi: in parallelo oppure in serie. Da ciò derivano 2 diversi tipi costruttivi di motore in corrente continua: il motore derivato e il motore in serie. Il motore in serie ha una buona coppia di avviamento, ma la sua velocità diminuisce drasticamente all’aumentare del carico. Il motore derivato ha una bassa coppia di avviamento, ma è in grado di funzionare quasi a velocità costante, indipendentemente dal carico applicato al motore.
A differenza delle altre macchine elettriche, i motori in corrente continua presentano una caratteristica unica: la generazione della contro-f.e.m. Una spira rotante in un campo magnetico produrrà una f.e.m. secondo il principio dell’induzione elettromagnetica. Lo stesso vale anche nel caso delle spire rotanti dell’indotto. Si indurrà una f.e.m. interna che si oppone alla tensione applicata in ingresso. La contro-f.e.m. riduce notevolmente la corrente di indotto. La contro-f.e.m. è proporzionale alla velocità del rotore. All’avviamento del motore, la contro-f.e.m. è troppo bassa, quindi la corrente di indotto diventa troppo elevata, provocando la bruciatura dell’indotto. Per questo motivo, nei grandi motori in corrente continua è necessario un opportuno sistema di avviamento che controlli la tensione applicata in ingresso.
Una delle varianti interessanti del motore in corrente continua è il motore universale, che è in grado di funzionare sia con sorgenti di alimentazione in corrente alternata sia in corrente continua.