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0268. Qual è la teoria dei motori elettrici?

espertomini

Sto rimettendo in funzione un vecchio giradischi ma si presenta sempre un problema al motore. Il motore e' un sincrono bifase a 16 poli e capita che ogni tanto giri a sinistra e ogni tanto a destra. Non conosco la teoria dei motori elettrici, potreste spiegarmi (semplicemente) come questo sia possibile? (Gabriele Serpentino) (2143)


sem_esperto_gialloDirei come prima cosa che dipende dal tipo di motore sincrono icona_esperto[84] icona_esperto[48]. Soprattutto per i piccoli motori esistono numerosissime tipologie. Comunque sia, se è un motore sincrono, funziona per effetto del campo magnetico rotante inventato da Galileo Ferraris icona_biografia nel 1885. Il campo magnetico rotante si produce dalla combinazione di due o più campi magnetici alternati prodotti da bobine percorse da corrente alternata e opportunamente sfasati.

ScienzaPerTutti_motorePer capire cosa significa, il nostro web-nauta può immaginare l’ago di una bussola posto al centro di un campo magnetico rotante inizia a girare nel verso del campo e alla stessa velocità (si dice che è sincrono icona_esperto[84]). Su questo principio funzionano sia i motori sincroni sia quelli asincroni (ad induzione) icona_esperto[48] icona_esperto[83] icona_esperto icona_esperto[128] icona_esperto[157]. Per essere rotante perciò ci devono essere almeno due fasi. Nelle applicazioni industriali di potenza si usano motori trifase icona_esperto[70], mentre per piccoli usi (fino a qualche kilowatt (kW) icona_glossario si realizzano motori con avvolgimento icona_esperto[83] bifase. In questo caso il secondo avvolgimento, detto di avviamento, è alimentato con una corrente sfasata prodotta inserendo un condensatore icona_esperto[127] una resistenza in serie, come avviene per i motori di molti elettrodomestici. Se il motore sincrono è di questo tipo può essere riconosciuto perché ha il condensatore esterno o comunque ha almeno tre morsetti. In questo caso può darsi che sia difettoso il condensatore, o che uno degli avvolgimenti sia rotto. Il campo magnetico prodotto da una sola bobina percorsa da corrente alternata non realizza da sola un campo magnetico rotante, ma un campo alternato. Si può però dimostrare analiticamente che un campo magnetico alternato può essere scomposto in due campi rotanti che ruotano in verso opposto di pari intensità. Come dire che il nostro ago di calamita si muove un po’ da una parte e un po’ dall’altra, oscillando rispetto alla posizione di riposo, ma non gira, perché subisce la stessa coppia da entrambe i versi. E’ quello che accade se si toglie il condensatore a un motore monofase, o c’è un avvolgimento rotto: vibra ma non gira. Se però si fa girare a mano il rotore icona_glossario, poi continua a girare. Questo perché, per effetti elettromagnetici che non è il caso di spiegare in questa sede, aumenta la forza del campo nel verso in cui gira il rotore, mentre diminuisce quella nella direzione opposta. Su questo principio, che permette dunque di realizzare un motore con un unico avvolgimento, funzionano anche alcuni piccoli motori sincroni, come quelli del piatto del forno a microonde icona_glossario icona_esperto[192] icona_esperto[31]: qualcuno, dei nostri lettori, si è mai chiesto perché a volte gira in un senso e a volte nell'altro? Questi stessi identici motori vengono poi corretti per girare in un unico verso inserendo un fermo meccanico, in pratica una linguetta di plastica su una ruota dentata, che impedisce la rotazione in un verso: applicazione tipica la trovi nel timer della lavatrice: è un motore sincrono, di solito a sei coppie di poli, realizzato con un' unica bobina. Lo statore icona_glossario è fatto con due lamiere dentellate e ripiegate a 90 gradi per creare i poli, mentre il rotore icona_glossario è un disco a magneti permanenti icona_esperto. Il motore del nostro web-nauta Gabriele potrebbe essere fatto proprio così. In questo caso l’errore del verso di rotazione è dovuto a un difetto meccanico del dentino che blocca un verso di rotazione. E’ molto probabile questo sia il motivo del funzionamento erratico. Altri piccoli motori sincroni monofase sono realizzati con un avvolgimento in corto circuito, che di solito ha poche spire di sezione più grande e ben visibili. Si chiama motore a polo schermato, o polo spaccato, due forme tipiche sono quelle della versione di motore asincrono della pompa della lavatrice e del ventilatore da tavolo. In questo caso non è possibile che il motore giri in verso opposto. Per poter dettagliare maggiormente la risposta sarebbe necessario che il nostro web-nauta ci comunicasse che tipo di motore è quello del suo giradischi.

Ruggero Ricci - Ingegnere elettronico


 

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