Motore sincrono vs motore a induzione
Sia i motori a induzione che i motori sincroni sono motori a corrente alternata utilizzati per convertire l'energia elettrica in energia meccanica.
Maggiori informazioni sui motori a induzione
Basati sui principi dell'induzione elettromagnetica, i primi motori a induzione furono inventati da Nikola Tesla (nel 1883) e Galileo Ferraris (nel 1885), indipendentemente. A causa della sua costruzione semplice e dell'uso robusto e dei bassi costi di costruzione e manutenzione, i motori a induzione sono stati la scelta rispetto a molti altri motori CA, per attrezzature e macchinari pesanti.
La costruzione e l'assemblaggio del motore a induzione sono semplici. Le due parti principali del motore a induzione sono lo statore e il rotore. Lo statore nel motore a induzione è una serie di poli magnetici concentrici (solitamente elettromagneti) e il rotore è una serie di avvolgimenti chiusi, o aste di alluminio disposte in modo simile a una gabbia di scoiattolo, da cui il nome rotore a gabbia di scoiattolo. L'albero per erogare la coppia prodotta è attraverso l'asse del rotore. Il rotore è posto all'interno della cavità cilindrica dello statore, ma non è collegato elettricamente ad alcun circuito esterno. Nessun commutatore, spazzole o altri meccanismi di collegamento vengono utilizzati per fornire corrente al rotore.
Come ogni motore, utilizza forze magnetiche per ruotare il rotore. Le connessioni nelle bobine dello statore sono disposte in modo tale che i poli opposti siano generati sul lato esattamente opposto delle bobine dello statore. Nella fase di avvio, i poli magnetici vengono creati in modo periodico spostandosi lungo il perimetro. Questo crea un cambiamento nel flusso attraverso gli avvolgimenti nel rotore e induce una corrente. Questa corrente indotta genera un campo magnetico negli avvolgimenti del rotore e l'interazione tra il campo dello statore e il campo indotto aziona il motore.
I motori a induzione sono fatti per funzionare sia in corrente monofase che polifase, quest'ultima per macchine pesanti che richiedono una coppia elevata. La velocità dei motori a induzione può essere controllata utilizzando il numero di poli magnetici nel polo dello statore o regolando la frequenza della fonte di alimentazione in ingresso. Lo scorrimento, che è una misura per determinare la coppia del motore, fornisce un'indicazione dell'efficienza del motore. Gli avvolgimenti del rotore in cortocircuito hanno una piccola resistenza, risultando in una grande corrente indotta per un piccolo scorrimento nel rotore; pertanto, produce una coppia elevata.
Alle condizioni di carico massime possibili, per i motori piccoli lo scorrimento è di circa il 4-6% e dell'1,5-2% per i motori di grandi dimensioni, quindi i motori a induzione sono considerati dotati di una regolazione della velocità e sono considerati motori a velocità costante. Tuttavia la velocità di rotazione del rotore è più lenta della frequenza della sorgente di alimentazione in ingresso.
Maggiori informazioni sul motore sincrono
Il motore sincrono è l'altro tipo principale di motore CA. Il motore sincrono è progettato per funzionare senza alcuna differenza nella velocità di rotazione dell'albero e nella frequenza della corrente di alimentazione CA; il periodo di rotazione è un multiplo intero dei cicli AC.
Esistono tre tipi principali di motori sincroni; motori a magneti permanenti, motori a isteresi e motori a riluttanza. I magneti permanenti in neodimio-boro-ferro, samario-cobalto o ferrite vengono utilizzati come magneti permanenti sul rotore. Azionamenti a velocità variabile, in cui lo statore è alimentato da una frequenza variabile, la tensione variabile è l'applicazione principale dei motori a magneti permanenti. Questi vengono utilizzati in dispositivi che richiedono un controllo preciso della velocità e della posizione.
I motori di isteresi hanno un rotore cilindrico liscio solido, che è fuso di un acciaio al cobalto magnetico "duro" ad alta coercitività. Questo materiale ha un ampio ciclo di isteresi, ovvero, una volta magnetizzato in una data direzione, richiede un ampio campo magnetico inverso nella direzione opposta per invertire la magnetizzazione. Di conseguenza, il motore di isteresi ha un angolo di ritardo δ, che è indipendente dalla velocità; sviluppa una coppia costante dall'avvio alla velocità sincrona. Pertanto, è autoavviante e non necessita di avvolgimento a induzione per avviarlo.
Motore a induzione vs motore sincrono
• I motori sincroni funzionano a velocità sincrona (RPM = 120f / p) mentre i motori a induzione funzionano a velocità inferiore a quella sincrona (RPM = 120f / p - scorrimento) e lo scorrimento è quasi zero a coppia di carico zero e lo scorrimento aumenta con la coppia di carico.
• I motori sincroni richiedono corrente continua per creare il campo negli avvolgimenti del rotore; i motori a induzione non sono tenuti a fornire corrente al rotore.
• I motori sincroni richiedono anelli di contatto e spazzole per collegare il rotore all'alimentazione. I motori a induzione non richiedono collettori rotanti.
• I motori sincroni richiedono avvolgimenti nel rotore, mentre i motori a induzione sono spesso costruiti con barre di conduzione nel rotore o utilizzano avvolgimenti cortocircuitati per formare una "gabbia di scoiattolo".
