Motore in corrente continua: con spazzole o senza
Al fine di creare e far interagire diversi campi magnetici, e quindi generare il movimento del rotore, le soluzioni a disposizione sono molteplici e possono essere suddivise per il “tipo di corrente” che alimenta il motore elettrico, continua o alternata, e in base ad appositi meccanismi con cui i campi magnetici vengono “trasmessi” e “ricevuti”.
Tra gli schemi di funzionamento più semplici, utilizzati fin da subito per esigenze di trazione, troviamo i motori in corrente continua a spazzole. Il rotore, in questo caso, è composto da avvolgimenti di rame collegati alla batteria la quale trasmette una tensione costante. La fisica ci insegna che un conduttore, ad esempio un avvolgimento in rame, attraversato da corrente genera un campo magnetico.
Se a questo aggiungiamo un secondo campo magnetico, quello dello statore – composto da magneti permanenti o altri avvolgimenti alimentati da corrente – otteniamo lo stesso risultato che avremmo avvicinando due calamite con poli uguali o opposti. Nel primo caso ci sarà repulsione, nel secondo caso attrazione.
Motore con spazzole
Dimensionando il tutto, una volta messo in tensione il rotore esso inizierà a ruotare grazie all’effetto del campo magnetico dello statore. Ma se il rotore è collegato alla batteria, come è possibile che questi collegamenti (dei fili elettrici, detta volgarmente) non vengano “strappati” dalla rotazione? Qui entrano in gioco le spazzole. Questi componenti, in grado di condurre elettricità, non sono collegati saldamente al rotore ma strisciano sulla superficie collegata agli avvolgimenti (nella figura qui a sinistra, questa superficie è quella di colore arancione, “commutatore”). Tutto ciò è sufficiente a mettere in tensione il sistema. Questa tipologia di motore è tutto sommato semplice ed economica da realizzare. Tuttavia, il costante consumo delle spazzole (nella figura: i componenti giallo e azzurro) gioca a sfavore della manutenzione e per questo motivo il mercato ha iniziato a puntare a tecnologie più efficienti.
Motore brushless
Sempre alimentato in corrente continua – per gli inglesi “direct current” DC – il motore senza spazzole rappresenta una naturale evoluzione dei motori elettrici tradizionali grazie a un differente schema costruttivo. Per questa soluzione gli avvolgimenti vengono montanti sullo statore e i magneti permanenti sul rotore. In questo caso la corrente “fluisce” nello statore e viene regolata elettronicamente per variare il campo magnetico prodotto e mettendo in moto il rotore. Entrano qui in gioco varie soluzioni di controllo elettronico in quanto, per ottenere il massimo della resa, la direzione dei campi magnetici generati dev’essere conosciuta con precisione.
Motore elettrico: origini e funzionamento
Motore in corrente continua: con spazzole o senza
Motore in corrente alternata: sincrono e asincrono
Lo stato dell’arte dei motori elettrici