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Spero di non perdermi.....
Il motore asincrono devi considerarlo come una gabbia che gira. Quella dei criceti (o degli scoiattoli....).
Immagina due cerchi uniti da tante bandelle per fare un cilindro, ok? Quello e' il rotore.
Lo statore e' costituito da avvolgimenti.
Il punto e' questo. Se tu facessi passare negli avvolgimenti dello statore una corrente continua, si svilupperebbe un campo magnetico fisso e.... non succederebbe nulla.
Invece negli avvolgimenti metti una corrente alternata trifase, per cui il campo magnetico ruota (e guarda caso si chiama campo magnetico rotante).
Ruotando, le sue linee di flusso attraversano le bandelle del rotore.
Ora, pensa a un motore in continua o a una dinamo. Meglio la dinamo.
Crei un campo magnetico fisso con lo statore e fai ruotare il rotore. Gli avvolgimenti del rotore tagliano le linee di flusso del campo fisso e si genera una fem nel rotore. Gli ingredienti sono: un circuito (una spira), un campo magnetico e il movimento del circuito dentro il campo magnetico. Se manca uno degli ingredienti non generi nulla.
Il motore e' solo l'opposto, ovvero hai il circuito, la tensione applicata, il campo magnetico e generi il movimento.
Questa e' la chiave per capire il motore asincrono. All'inizio il rotore (la gabbia) e' fermo. Il campo magnetico ruota, dunque le sue linee di flusso tagliano le barre della gabbia, generando una fem (non importa che sia il rotore a ruotare o il campo magnetico). A quel punto la gabbia genera un campo magnetico suo, per cui diventa una elettrocalamita (molto maccheronico, di nuovo, ma penso potrai interpretare). Essendo un magnete, a quel punto si aggancia al campo magnetico rotante e ruota con lui.
Attento, perche' qui e' il trucco del motore asincrono.
Se la gabbia ruotasse esattamente alla stessa velocita' del campo magnetico rotante, le linee di flusso del campo magnetico non taglierebbero piu' i conduttori, per cui il rotore non sarebbe piu' un magnete e si fermerebbe. Pero', appena inizia a rallentare, taglia di nuovo le linee di flusso e riaccelera.
In realta' non e' che acceleri e rallenti, ma trova una situazione di equilibrio per cui ruota un po' piu' lentamente del campo rotante. Questo ritardo rispetto al campo rotante si chiama scorrimento e aumenta se aumenti il carico meccanico sull'asse del rotore (se aumenti lo scorrimento tagli piu' linee di flusso e generi piu' coppia motrice).
Prova a mettere le mani una di fronte all'altra, con le dita puntate. Ruota una mano in avanti e immagina l'altra che la segue cercando di rimanere sincronizzata. La prima mano e' il campo rotante, la seconda il rotore.
Se il carico meccanico cresce troppo il rotore si sgancia dal campo rotante (perde il sincronismo o se preferisci il passo) e si ferma. Non e' una bella cosa, la corrente nello statore cresce parecchio e scalda.
Il motore SINCRONO e' un motore asincrono dove la gabbia e' sostituita da un magnete (puo' essere un magnete permanente o un avvolgimento alimentato dall'esterno). A quel punto hai un grosso magnete che ruota agganciato al campo magnetico e basta.
Se carichi troppo si sgancia e si ferma.
Ora, sai che i giri nominali di un motore si calcolano come 120 x f / p,
dove f e' la frequenza e p il numero di poli dello statore.
Quindi se prendi un motore a due poli alimentato a 50 Hz gira a 3000 giri al minuto.
Se il motore e' sincrono la targa indichera' 3000 giri.
Se il motore e' asincrono la targa indichera' un valore in genere tra 2900 e 3000. Quel valore e' lo scorrimento al carico meccanico nominale.
Supponiamo che la targa indichi 2930 e che il motore sia da 10 cavalli.
La targa ti dice che se gli spremi 10 cavalli fara' 2930 giri. Se gli spremi meno (per esempio a vuoto, senza carichi sull'albero) girera' piu' forte perche' lo scorrimento necessario (la coppia) e' minore.
Il motore a passo e' riconducibile a un motore sincrono, ovvero a un magnete agganciato a un campo rotante. Nel caso del motore a passo, il campo viene fatto ruotare a passi (appunto) su diversi poli.
Supponiamo che il motore abbia sei passi. Avra' 6 poli (o tre coppie di poli). Supponiamo che vogliamo che il motore si fermi in una posizione (in corrispondenza di un polo). Diamo tensione alla coppia di poli che ci interessa e il magnete si orienta tra quei poli.
Poi vogliamo che si sposti di 60 gradi, per cui diamo tensione alla coppia successiva e il rotore si sposta di fronte a quella.
Se facciamo questa operazione in maniera continua, il rotore continua a girare e se la variazione di campo e' graduale gira "rotondo", non a scalini.
Il problema delle basse velocita' e' la coppia. Il motore in quelle condizioni ha poca coppia e se il carico meccanico e' troppo elevato potrebbe non riuscire a rimanere agganciato al campo magnetico, perdendo il passo e cercando di agganciarsi la prossima volta che il campo magnetico fa il giro. Pero' magari nel frattempo la velocita' di rotazione del campo magnetico e' aumentata, rendendo l'aggancio ancora piu' difficile.
Immagina di voler fermare con le dita (magnete) una girandola che sta accelerando (campo rotante). Se la agganci quando va piano fai cosa vuoi, se accelera non la becchi piu'.
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