Optimamente Indispensabili per il funzionamento di macchinari industriali come agitatori, miscelatori, nastri trasportatori, porte automatiche, robot industriali, dispositivi medici e data storage, i motori elettrici trovano impiego anche nei trasporti (treni, tram, metropolitana), nelle apparecchiature domestiche e nelle macchine agricole.
Il loro movimento è generato da due elementi, statore e rotore, che convertono l’energia elettrica in ingresso in energia meccanica in uscita.
Per la sicurezza degli ambienti di lavoro, la produzione di motori elettrici industriali deve rispettare le norme europee vigenti che stabiliscono i parametri universali a cui tutte le aziende devono attenersi scrupolosamente.
In base allo scopo applicativo e al tipo di movimento che si desidera ottenere (veloce, continuo o con variazioni, preciso, con più forza), si distinguono: i motori a corrente alternata (motori AC), a corrente continua (motori DC), passo-passo e brushless.
Come funzionano i motori elettrici
I motori elettrici industriali sono dispositivi elettromeccanici capaci di generare movimento. Indipendentemente dal tipo di alimentazione, sono costituiti da una parte fissa detta statore, sede degli avvolgimenti o induttori (in filo di rame), e da una in movimento, ovvero il rotore, variabile in base alla macchina (a gabbia di scoiattolo, a magneti permanenti o avvolta).
Questi due elementi, interagendo tra loro, creano dei flussi magnetici che provocano il movimento rotatorio dell’albero motore.
Si stima che circa il 75% dell’energia elettrica impiegata nel settore industriale serva per alimentare i motori elettrici.
Tuttavia, la moderna tecnologia inverter, nota anche come Variable Speed Drive (o VSD), ha modificato radicalmente l’automazione dell’industria: variando la frequenza e l’ampiezza della tensione di alimentazione di un motore elettrico, infatti, è in grado di controllare i costi sia di esercizio che di installazione.
Tipologie di motori elettrici
A seconda del campo di applicazione si distinguono diverse tipologie di motori elettrici:
A corrente alternata (AC). Fanno parte di questa categoria i motori sincroni e asincroni. Nei primi la velocità di rotazione è sincronizzata con la frequenza elettrica e per funzionare richiedono un sistema di eccitazione come un inverter, una dinamo eccitatrice, dei sistemi statici di raddrizzatori di potenza, dei magneti permanenti oppure dei materiali conduttori portati a temperature di criogenia (ovvero basse).
Nei motori asincroni, invece, non esiste alcuna sincronizzazione per cui risultano di facile utilizzo e non necessitano di un sistema di eccitazione per lavorare. Inoltre, sono molto robusti, affidabili e meno costosi anche in termini di manutenzione.
Si avviano da soli e possono supportare un sovraccarico fino a 2,5 volte in più rispetto alla potenza nominale. Tuttavia, confrontati con un motore sincrono, hanno un rendimento inferiore e una modesta reattività in fase di controllo soprattutto alle basse velocità;
A corrente continua. Questi motori monofase assicurano movimenti fluidi da zero fino alla massima velocità.
Vengono impiegati principalmente per applicazioni che richiedono piccole potenze (ad esempio apparecchi ad uso domestico) ma anche in quelle che richiedono diversi kW come nel caso delle trazioni marine o ferroviarie.
In sostanza, sono adatti per tutti quei sistemi che necessitano alta precisione come le macchine utensili e i robot industriali;
Motore passo-passo. Noti anche come step o stepper, i motori assicurano precisione nello spostamento angolare e nella velocità di rotazione. Piuttosto economici sono la scelta ideale per servomeccanismi, telescopi e robotica;
Brushless. Si tratta di motori a corrente continua composti da uno statore a campo magnetico rotante e il rotore a magnete permanente. Per funzionare non necessitano di alcun tipo di contatto elettrico che strofini sull’albero motore e la conversione dell’energia avviene in maniera elettronica.
Fanno parte di questa categoria i motori lineari, capaci cioè di produrre il movimento in forma rettilinea. In sostanza hanno un funzionamento molto simile a quelli rotativi, ma srotolati e disposti su un piano.
Assicurano, inoltre, ottime prestazioni in termini di velocità di spostamento, nettamente superiori rispetto alle altre tipologie di motori in esame.
Ovviamente, tutti i motori elettrici prima dell’installazione in loco e prima della messa in funzione devono superare dei test, essere conformi ai più alti standard qualitativi e alle norme europee UNEL MEC, che stabiliscono i parametri universali a cui le aziende produttrici devono attenersi per la definizione di determinati particolari costruttivi.
Le ditte specializzate nella produzione di motori elettrici industriali, sincroni e asincroni trifase, realizzati in ghisa oppure in alluminio, devono assicurare:
- la certificazione ISO-9001 VISION 2000;
- la certificazione ISO-9001;
- il rispetto di tutte le normative europee per la salvaguardia dell’ambiente – RoHs;
- il rispetto di tutti i parametri europei per la produzione di motori ad alta efficienza.
Conclusioni
Concludendo, non esiste un tipo di motore migliore rispetto ad un altro, ma ognuno possiede sia vantaggi che svantaggi che possono renderlo più o meno adatto a un determinato campo di utilizzo.
