Motori elettrici: parametri di scelta

[*nicola*]

Mi sto preparando sui motori elettrici per un esame e, visto che una delle domande più probabili riguarda la scelta del motore da impiegare dato un esempio (es nastro trasportatore di monete) ho cercato di fare una lista dei vantaggi e svantaggi per ogni motore. Mi piacerebbe completarla e correggerla con voi che ne sapete di sicuro più di me.
MOTORE IN CORRENTE CONTINUA
Pro:

Facilmente controllabili in velocità e verso di rotazione
Può funzionare come dinamo
Non necessita di aiuti in partenza
Elevata coppia

Contro:

Sostituzione periodica delle spazzole
Genera scintille
Genera molto calore per attrito delle spazzole

MOTORE CC BRUSHLESS
Pro:

Assenza di scintille
Assenza di calore generato da attrito
Inerzia bassa
Non ci sono spazzole da sostituire

Contro:

Maggior costo rispetto al motore in corrente continua con spazzole

MOTORE CC PASSO-PASSO
Pro:

Costo non molto elevato
Azionamenti precisi anche in catena aperta
Robustezza meccanica ed elettrica
Permesse piccole rotazioni dell'albero
Permessa velocità anche molto bassa
Blocco del rotore quando è fermo

Contro:

Richiedono un circuito per il controllo
Movimento a scatti
Producono vibrazioni

MOTORE ASINCRONO A GABBIA DI SCOIATTOLO
Pro:

Non prevede contatti striscianti
Facilità di avviamento

Contro:

Elevate correnti di spunto
Difficile gestione della velocità

MOTORE ASINCRONO A ROTORE AVVOLTO
Pro:

Facilità di avviamento

Contro:

Elevate correnti di spunto
Difficile gestione della velocità

MOTORE SINCRONO
Pro:

Velocità di rotazione a regime molto precisa e stabile
Può funzionare come dinamo

Contro:

Difficile da avviare

[xenom]

Un altro vantaggio dei motori DC normali è che possono raggiungere velocità molto elevate

[ilratman]

Mi sto preparando sui motori elettrici per un esame e, visto che una delle domande più probabili riguarda la scelta del motore da impiegare dato un esempio (es nastro trasportatore di monete) ho cercato di fare una lista dei vantaggi e svantaggi per ogni motore. Mi piacerebbe completarla e correggerla con voi che ne sapete di sicuro più di me.
MOTORE IN CORRENTE CONTINUA
Pro:

Facilmente controllabili in velocità e verso di rotazione
Può funzionare come dinamo
Non necessita di aiuti in partenza
Elevata coppia

Contro:

Sostituzione periodica delle spazzole
Genera scintille
Genera molto calore per attrito delle spazzole

MOTORE CC BRUSHLESS
Pro:

Assenza di scintille
Assenza di calore generato da attrito
Inerzia bassa
Non ci sono spazzole da sostituire

Contro:

Maggior costo rispetto al motore in corrente continua con spazzole

MOTORE CC PASSO-PASSO
Pro:

Costo non molto elevato
Azionamenti precisi anche in catena aperta
Robustezza meccanica ed elettrica
Permesse piccole rotazioni dell'albero
Permessa velocità anche molto bassa
Blocco del rotore quando è fermo

Contro:

Richiedono un circuito per il controllo
Movimento a scatti
Producono vibrazioni

MOTORE ASINCRONO A GABBIA DI SCOIATTOLO
Pro:

Non prevede contatti striscianti
Facilità di avviamento

Contro:

Elevate correnti di spunto
Difficile gestione della velocità

MOTORE ASINCRONO A ROTORE AVVOLTO
Pro:

Facilità di avviamento

Contro:

Elevate correnti di spunto
Difficile gestione della velocità

MOTORE SINCRONO
Pro:

Velocità di rotazione a regime molto precisa e stabile
Può funzionare come dinamo

Contro:

Difficile da avviare


Generalmente nelle automazioni si predilige il sincrono brushless e l'asincrono a velocità costante.

[Zerk]

Non sono molto d'accordo sui contro dell'asincorono avvolto.
Mi par di ricordare che si avvolge il rotore per due motivi, diminuire la corrente di spunto (rispetto al gabbia) e spostare la curva di coppia in a diverse velocità di rotazione.
Ci metterei spazzole e circuito per la regolazione dei resistori esterni.

Poi se non ricordo male ha le spazzole anche il sincrono, altrimenti come l'alimenti il rotore? (sempre se non è fatto con magneti permanenti)

I CC brushless necessitano di un circuito di controllo (tensione e frequenza?)

Prendile con le pinze, non sono sicurissimo.

[teo]

Mi par di ricordare che si avvolge il rotore per due motivi, diminuire la corrente di spunto (rispetto al gabbia) e spostare la curva di coppia in a diverse velocità di rotazione.

Yes, con il rotore avvolto basta mettere un reostato esterno e si riduce la corrente di spunto e si trasla a sinistra la caratteristica meccanica, quindi si può avere la coppia massima dove si vuole

Si ma il corrente continua hai tante lamelle che devono commutare in continuazione, con il sincrono le polarità sono fisse, quindi non hai il problema dell'interruzione della corrente.



Poi se non ricordo male ha le spazzole anche il sincrono, altrimenti come l'alimenti il rotore? (sempre se non è fatto con magneti permanenti)

[Northern Antarctica]

tieni anche conto che i motori sincroni:

- consentono di rifasare altri carichi, dato che, regolando l'eccitazione, possono generare potenza reattiva;
- hanno una coppia, a differenza dell'asincrono, indipendente dalla velocità.

Inoltre:

- non sempre l'avviamento è difficile: a parte che ci sono vari tipi di "piccoli" sincroni (es. a riluttanza, ad isteresi) che si avviano direttamente, in altri motori di dimensioni maggiori dimensionando opportunamente gli avvolgimenti rotorici e facendo in modo che durante l'avviamento quello di eccitazione sia cortocircuitato, si può avviare il motore sincrono come asincrono, senza ricorrere a motori di lancio.
- discorso generale ma valido soprattutto, per grossi motori: il motore sincrono ha una distanza tra rotore e statore più elevata di quella del motore asincrono, dove è necessario mantenere una distanza al minimo (minore è la distanza, maggiore è la coppia di spunto). In caso di cedimento di un cuscinetto (almeno per alcuni tipi di cedimenti) è meno probabile che il rotore vada a strisciare sullo statore ---> danni minori.

[*nicola*]

Grazie a tutti per le risposte.
Domanda: Ma ci sono tipologie di motori più adatte a motori di piccole dimensioni ed altre a motori di grandi dimensioni? E per le velocità?

Intendo se devo muovere la ventola di un PC utilizzerò senza dubbio un motore che non abbia problemi a partire spesso da fermo mentre se devo alimentare una trivella magari la partenza da fermo può essere più difficoltosa guadagnando in altri parametri ma in base alla dimensioni del motore ci sono delle tipologie preferibili?

[*nicola*]

Qualcuno mi farebbe un esempio di uso tipico di motore asincrono?

Apparte lo svantaggio di utilizzare corrente trifase non capisco quali vantaggi ha nei confronti dei motori sincroni.

[hibone]

doppio

[hibone]

Qualcuno mi farebbe un esempio di uso tipico di motore asincrono?
molte delle applicazioni "domestiche" di potenza superiore al cv e inferiore ai 3cv ( cavalli ) scusa la misura obsoleta :)
al di sopra dei 3 cavalli si predilige il 3fase visto che si entra nell'ambito delle applicazioni industriali.

Apparte lo svantaggio di utilizzare corrente trifase non capisco quali vantaggi ha nei confronti dei motori sincroni.

l'utilizzo del trifase non è sempre uno svantaggio, anzi...
che io ricordi i motori trifase sono più efficienti. e non hanno bisogno di componenti esterne, tipo condensatori, per l'avviamento...
di solito sono anche molto robusti e scaldano poco per cui possono essere costruiti senza necessità di ventilazione interna e quindi completamente chiusi, con ovvi vantaggi ad esempio in ambienti polverosi..

vado a memoria, da autodidatta, quindi prendile col beneficio del dubbio

di solito i sincroni hanno velocità costante indipendente dal carico, il che non è sempre apprezzabile.
I motori asincroni invece dovrebbero avere coppia costante indipendente dal carico

[*nicola*]

Esempi?

[85francy85]

Qualcuno mi farebbe un esempio di uso tipico di motore asincrono?

Apparte lo svantaggio di utilizzare corrente trifase non capisco quali vantaggi ha nei confronti dei motori sincroni.

1- è il piu conosciuto e facile da costruire. Il 90% delle macchine elettriche di potenza totalmente differente ne monta uno.

2- è possibile controllarlo abbastanza facilmente in velocita ( in range abbastanza limitati però)oppure con l'uso di dispositivi elettronici esterni su campi molto ampi http://www.electroportal.net/vis_resource.php?section=Lezio&id=130. Nei motori con rotore avvolto è possibile controllare l'avvio con un reostato inserito in serie all'avvolgimento rotorico; una volta avviato viene cortocircuitato naturalmente.

3- Il problema della corrente di spunto è limitato in caosi di uso di inverter con soft-starter. L'uso dell'avvio stella-triangolo pare non porti molti benefici (ultimamante dopo anni di utilizzo si è molto messo in discussione il beneficio introdotto).

4- L'uso di motori trifase è sicuramente un VANTAGGIO, il motore asincorono trifase funziona molto meglio, non ha bisogno di accrogimenti esterni per l'avvio, è molto robusto e poco costoso etc..

5- E' un buon mootre anche in monofase con gli accorgimenti necessari per farlo partire:stordita:

[85francy85]

Le macchine sincrone sono molto usate da generatori non tanto da motori.

[FlatEric]

Oddio, sulla facilità di controllo dell'asincrono avrei da obiettare, tra tutti i motori è quello un pò più ostico da controllare bene a velocità variabili e coppie variabili, dato che serve sempre un controllo del flusso e quindi anche degli stimatori di flusso...è vero che attaccato alla rete e con un circuito di avviamento lui parte abbastanza facilmente, ma controllarlo di modo tale da avere il controllo su coppia e velocità è meno banale, infatti in ambiti automotive si continua a preferide DC brushless o AC brushless, anche se al giorno d'oggi con i controllori e le tecniche che si sono affinate gli asincroni si stanno facendo strada anche in ambito automotive, perché più efficienti, leggeri e meno costosi.