Motori a corrente alternata RIEPILOGO Motori a corrente alternata SUMMARY AC motors

Motori sincroni I motori sincroni sono caratterizzati dall’avere una frequenza di rotazione costante che dipende dalla frequenza della rete di alimentazione e dal numero di coppie polari. La frequenza di rotazione di un motore sincrono è indipendente dal carico o dalla coppia resistente che lo interessa dovuta agli attriti e al carico; il rotore gira alla stessa frequenza del campo magnetico rotante generato dallo statore. The synchronous motors are characterized by having a constant frequency of rotation that depends on the frequency of the supply network and the number of pole pairs. The frequency of rotation of a synchronous motor is independent of the load or the resistant torque that interests him caused from the frictions and from the load; the rotor rotates at the same frequency of the rotating magnetic field generated by the stator.

Macchina sincrona La caratteristica di una macchina sincrona è quella di lavorare a velocità di rotazione e frequenza costanti sia nell’uso come motore che come generatore. The characteristic of a synchronous machine is to work with rotation speed and frequency constant both in the use as a motor and as a generator.

Cave statoriche Il numero di poli dell’avvolgimento dello statore deve essere necessariamente uguale al numero dei poli dell’induttore e tutte e tre le fasi devono risiedere nelle cave statoriche sottostanti all’influsso di un polo induttore. The number of poles of the stator winding must be necessarily equal to the number of poles of the inductor and all three phases must reside in the stator slots underlying to the influence of a pole inductor.

Motore sincrono Il motore sincrono presenta un considerevole difetto: non è autoavviante. Un modo per ovviare a questo inconveniente è quello di utilizzare, per l’avviamento, o un motore autosincrono, oppure un motore ausiliario di lancio, che può essere un motore asincrono o un motore a corrente continua oppure un convertitore di frequenza. The synchronous motor has a considerable drawback: it is not bootable. One way to overcome this drawback is to use, for the starter, or an autosynchronous motor, or an auxiliary motor of launch, that can be an asynchronous motor or a d.c. motor or a frequency converter.

Motore sincrono I motori sincroni trovano applicazioni soprattutto in quelle apparecchiature in cui la velocità non deve variare in base all’entità e alle caratteristiche del carico applicato, hanno quindi la caratteristica fondamentale di lavorare a velocità costante. The synchronous motors find applications especially in those devices in which the speed must not vary according to the size and characteristics of the applied load, thus have the fundamental characteristic of working at constant speed.

Disposizione costruttiva La disposizione costruttiva di un motore sincrono trifase è perfettamente uguale a quella del corrispondente alternatore trifase, in definitiva il motore sincrono non è altro che un alternatore in funzione di motore. The arrangement construction of a three-phase synchronous motor is perfectly identical to that of the corresponding three-phase alternator, ultimately the synchronous motor is nothing more than an alternator working as motor.

Collegamento a stella o a triangolo Un motore sincrono trifase può essere collegato alla linea d’alimentazione indifferentemente a stella o a triangolo a seconda di come vengono collegate le relative fasi. A three-phase synchronous motor can be connected to the mains, either to star or to delta depending on how it is connected to the corresponding phases.

Rendimento Il rendimento η di un motore è dato dal rapporto tra la potenza meccanica resa all’asse e la potenza elettrica assorbita. The efficiency η of a motor is given by the ratio between the mechanical power supplied to the axis and the electrical power absorbed.

Circuito d’eccitazione I motori sincroni monofasi a magneti permanenti sono motori di piccola potenza autoavvianti (massimo 10 W), costruttivamente più semplici da realizzare ed economicamente più convenienti rispetto a quelli sincroni trifasi per la mancanza del circuito d’eccitazione in corrente continua. The synchronous motors with permanent magnets are small motors (maximum 10 W) autostarted, constructively simpler to implement and minor cost-effective than three-phase synchronous motors for the lack of the circuit of excitation in d.c.

Motori asincroni I motori asincroni sono molto utilizzati perché economici, di semplice costituzione e inoltre non necessitano di particolari manutenzioni. Le loro applicazioni riguardano tutti i campi in cui è accettabile una piccola variazione della loro velocità di rotazione. The asynchronous motors are widely used because at low cost, they are easy to set up and also don’t require any special maintenance. Their applications are in all areas where it is acceptable a small variation in their speed of rotation.

Tipi di rotore Nei motori asincroni il rotore può essere realizzato in due modi: o a “gabbia di scoiattolo” oppure “avvolto”; quest’ultimo non è molto diffuso perché implica, oltre a complicazioni costruttive, un costo superiore del motore e l’introduzione delle spazzole. In induction motors, the rotor can be achieved in two ways: or “squirrel cage” or “wrapped”; the latter is not very widespread because it implies, in addition to constructive complications, a higher cost of the motor and the introduction of the brushes.

Scorrimento Lo scorrimento s è dato dal rapporto tra la velocità di scorrimento nS e la frequenza di rotazione nC del campo rotante. Lo scorrimento è di norma espresso in percentuale. The slide s is given by the ratio between the sliding speed nS and the frequency of rotation nC of the rotating field. The slide is normally expressed as a percentage.

Caratteristica meccanica La caratteristica meccanica di un motore correla l’andamento della coppia motrice in funzione della velocità di rotazione del rotore o dello scorrimento. The mechanical characteristic of a motor correlates the trend of driving torque in function of the speed of rotation of the rotor or of the slide.

Zona di stabilità A differenza di quanto avviene per i motori sincroni, il motore asincrono è in grado di riprendere spontaneamente a funzionare nella zona di stabilità se viene alleggerito il carico a cui è collegato. Unlike what happens for synchronous motors, the asynchronous motor is able to resume spontaneously to work in the zone of stability if it is lightened the load to which it is connected.

Collegamento a stella o a triangolo Un motore asincrono trifase può essere collegato a stella (gli avvolgimenti sono predisposti per una tensione di 230 V) o a triangolo (gli avvolgimenti sono predisposti per una tensione di 400 V). A three-phase asynchronous motor can be connected to star (the windings are predisposed for a voltage of 230 V) or to delta (the windings are predisposed for a voltage of 400 V).

Avvio di un motore asincrono Uno dei maggiori limiti del motore asincrono è relativo alla fase di avviamento. In questa fase la coppia (coppia d’avvio o di spunto) non è molto grande ma le correnti che circolano negli avvolgimenti hanno valori molto elevati. L’avvio di un motore asincrono trifase può avvenire con un “avvio diretto” oppure “avvio indiretto” con modalità diverse. One of the major limitations of the asynchronous motor is related to the start-up phase. At this phase the torque (starting torque or peak torque) is not very big but the currents flowing in the windings have very high values. The start up of a three-phase asynchronous motor can be done with a “start up direct” or “start up indirect” in different ways.

Convertitore di frequenza In numerose applicazioni industriali è necessario far ruotare i motori con frequenze di rotazioni diverse, per esempio, nei ventilatori, negli ascensori ecc. È possibile variare la frequenza di rotazione in due diversi modi: a) agendo sul numero delle coppie di polari dello statore (solamente nel caso di motori trifase); b) modificando la frequenza d’alimentazione del campo rotante statorico tramite un convertitore di frequenza. In many industrial applications it is necessary to rotate the motor with different frequencies of rotations, for example, in the fans, in the elevators ecc. It’s possible to vary the frequency of rotation in two ways: a) by acting on the number of pairs polar of the stator (only in the case of three-phase motors); b) changing the supply frequency of the statoric rotating field via a frequency converter.

Motore asincrono trifase usato in monofase Il motore asincrono trifase può funzionare in monofase collegando un condensatore in derivazione su due morsetti, qualunque sia il tipo di collegamento utilizzato per collegare le fasi del motore. The three-phase asynchronous motor can be operated in single phase connecting a capacitor in shunt on the two terminals, whatever the type of connection used to connect the phases of the motor.

Diagramma circolare Uno strumento grafico, attualmente poco usato perché laborioso, per lo studio dei motori e delle macchine asincrone in genere, è quello del diagramma circolare. Si tratta di un grafico nel quale sono riportate le correnti in funzione dello scorrimento supponendo costanti la tensione d’alimentazione e la sua frequenza. La sua costruzione può essere effettuata automaticamente e velocemente mediante un computer usando software specifici. A graphical tool, currently little used because laborious, for the study of motors and induction machines, in general, is that of the circular diagram. It is a graph that shows the current as a function of the slide assuming constant the supply voltage and its frequency. Its construction can be done automatically and quickly by a computer using specific software.

Targhetta segnaletica Un motore elettrico deve essere sempre di provvisto di una targhetta segnaletica (o anche più targhette), di solito posizionata sulla carcassa, in modo che sia facilmente accessibile alla lettura nella sua normale posizione di utilizzo. La norma CEI EN 60034-1 relativa alle “macchine elettriche rotanti” indica i principali dati da riportare sulla targa. An electric motor must always be provided with a data plate (or even more data plates), usually positioned on the casing, so that it is easily accessible to the reading in its normal position of use. The CEI EN 60034-1 relative to the “rotating electrical machines” indicates the main informations to report on the data plate.