La potenza di autoavviamento di un motore a induzione trifase

Avete mai pensato a cosa fa funzionare le grandi macchine nelle fabbriche e nelle officine? Molte di esse utilizzano un tipo speciale di motore. Questo motore si chiama motore a induzione trifase. La cosa più bella è che può avviarsi da solo. Basta dargli energia e comincia a girare. Questo è un aspetto molto importante ed è il motivo per cui questi motori vengono utilizzati così spesso.

In questo articolo scoprirete il semplice motivo che sta alla base di questa magia auto-avviante. Vi spiegheremo passo dopo passo come una fonte di alimentazione trifase produca una forza speciale. Questa forza fa girare il motore senza alcun aiuto esterno. Non è necessario essere ingegneri per capirlo. Utilizzeremo parole facili e semplici esempi per spiegare come funziona questo forte motore a induzione.

Che cos'è un motore a induzione trifase?

Il motore a induzione trifase è un tipo di motore elettrico. Può essere considerato il motore principale per i grandi lavori nel mondo. È forte, semplice e si può contare su di esso. Il nome del motore dice molto. "Trifase" significa che utilizza un tipo speciale di elettricità. Questa corrente ha tre flussi separati. "Induzione" significa che utilizza la potenza dei magneti per far girare la sua parte mobile senza che vi sia alcun filo che la tocchi.

Questo motore è composto da due parti principali. La prima parte è il statore. Lo statore è la parte esterna del motore che rimane ferma. Non si muove. La seconda parte è il rotore. Il rotore è la parte interna del motore che può girare. La magia del motore a induzione è dovuta al modo in cui queste due parti lavorano tra loro. Utilizzano l'elettricità e i magneti per creare un forte movimento e far girare oggetti pesanti.

Perché essere "autodidatti" è così importante?

L'autoavviamento di un motore asincrono trifase è il suo trucco più noto. Ma perché è così importante? Pensate a dover spingere un enorme ventilatore ogni volta che lo si vuole avviare. Oppure pensate di dover far girare una pesante pompa dell'acqua con le mani per metterla in movimento. Sarebbe molto faticoso e poco utile. Un motore autoavviante risolve questo problema.

Quando si dice che un motore è autoavviante, significa che è sufficiente dargli energia. A quel punto inizierà a girare e a produrre la propria forza di rotazione. Non ha bisogno di una spinta esterna. Non ha nemmeno bisogno di uno strumento di avviamento dall'esterno per mettersi in movimento. Questa funzione di autoavviamento rende il motore a induzione molto, molto facile da usare. Basta premere un interruttore e il motore inizia a funzionare. Questa facilità è il motivo principale per cui questo tipo di motore viene utilizzato in così tante macchine.

Che cos'è lo statore e qual è il suo compito in un motore a induzione?

Lo statore è la base della forza del motore a induzione. È il grande, rotondo e pesante involucro esterno del motore. Rimane perfettamente immobile quando il motore è acceso. All'interno dello statore ci sono piccole scanalature che contengono bobine di filo. Si tratta degli avvolgimenti dello statore. Esistono tre diverse serie di avvolgimenti. Una per ogni fase dell'alimentazione trifase.

Quando si collega l'alimentazione elettrica trifase al motore, la corrente passa attraverso gli avvolgimenti dello statore. Lo statore ha il compito di trasformare l'elettricità in un forte campo magnetico. Ma non si tratta di un normale campo magnetico. Grazie alla potenza trifase, lo statore può produrre un tipo di campo molto speciale. Si tratta di un campo magnetico rotante. Questo campo è il segreto che dà al motore la potenza per avviarsi e ruotare. Lo statore è la parte che fa la "spinta" senza mai toccare il rotore.

Come fa una fonte di alimentazione trifase a creare un campo magnetico rotante?

È qui che inizia il vero divertimento. Un'alimentazione trifase non è un unico flusso di elettricità. Si tratta di tre flussi separati, o fasi, di corrente. Questi tre flussi di corrente sono temporizzati al punto giusto. Diventano più forti e più deboli uno dopo l'altro. Questo avviene in uno schema regolare che si ripete. È come se tre amici spingessero una giostra. Il primo amico spinge. Poi il secondo amico spinge. Poi il terzo amico spinge e tutto ricomincia. Le loro spinte sono distribuite nel modo giusto. Questo fa sì che la giostra giri sempre in modo fluido.

Gli avvolgimenti dello statore sono disposti in cerchio. Ogni gruppo di avvolgimenti è collegato a una delle tre fasi.

• Quando Fase 1 ha la massima potenza e crea un campo magnetico in una direzione.
• Un po' più tardi, Fase 2 è il più potente. Crea un campo in una nuova direzione.
• Un po' di tempo dopo, Fase 3 ha la massima potenza. Crea un campo in un'altra nuova direzione.

Poiché questi picchi di potenza si verificano nell'ordine giusto, il campo magnetico totale non appare e scompare. Sembra invece che stia girando intorno all'interno dello statore a velocità costante. Questo è il campo magnetico rotante. Lo statore utilizza l'alimentazione trifase per produrre questo campo di forza rotante e nessuna parte dello statore deve muoversi. La velocità di questo campo ha un nome speciale: velocità sincrona.

(Questo è un semplice grafico per mostrare come si muove il campo)

Che ruolo ha il rotore in un motore a induzione?

Parliamo ora della seconda parte principale: il rotore. Il rotore è la parte del motore a induzione che gira realmente e svolge il suo lavoro. Il tipo di rotore più comune è quello chiamato "a gabbia di scoiattolo". Assomiglia un po' alla gabbia di un criceto domestico. Ha barre solide sui lati che sono unite da anelli su ciascuna estremità. Queste barre sono spesso realizzate in alluminio o rame.

La cosa più importante da sapere sul rotore di un motore a induzione è che non è collegato ad alcuna alimentazione esterna. Non ci sono fili che lo collegano. Si trova semplicemente all'interno dello statore, in grado di girare liberamente. Il suo compito è quello di rispondere al campo magnetico creato dallo statore. Il rotore è la parte che viene "ingannata" a girare dal campo magnetico rotante. Il design semplice del rotore, senza parti che sfregano o che necessitano di connessioni dirette, è ciò che rende il motore a induzione così forte e in grado di durare a lungo.

In che modo il campo magnetico rotante fa muovere il rotore?

Ecco come funzionano lo statore e il rotore. Lo statore produce un forte campo magnetico rotante. Questo campo ruota all'interno del motore e attraversa il rotore. Quando il campo magnetico si sposta sulle barre metalliche del rotore, entra in funzione una regola della scienza chiamata "induzione elettromagnetica". Il campo magnetico in movimento crea una tensione. Questa tensione fa scorrere una forte corrente elettrica all'interno delle barre del rotore.

Ora, il rotore è attraversato da una corrente propria. Quando la corrente scorre attraverso un filo o una barra, crea il proprio campo magnetico. Ciò significa che ora abbiamo due campi magnetici. Uno è il grande campo rotante dello statore. L'altro è un nuovo campo attorno al rotore, creato dalla nuova corrente. Questi due campi magnetici lavorano l'uno sull'altro. Il campo dello statore spinge e tira il campo del rotore. Questo spingere e tirare è ciò che fa sì che il rotore inizi a girare.

Che cos'è la coppia e come contribuisce all'avvio del motore a induzione?

La coppia è solo una forza di rotazione o di torsione. Quando si usa un attrezzo per stringere una vite, si usa la coppia. In un motore a induzione, il modo in cui il campo dello statore e quello del rotore lavorano insieme genera una forte forza di rotazione, o coppia, sul rotore. Il campo magnetico rotante dello statore è sempre in movimento. Trascina con sé il rotore. È come tenere una carota su un bastone per far camminare un asino.

Questa coppia conferisce al motore a induzione la capacità di autoavviarsi. Nel momento in cui si attiva l'alimentazione trifase, appare il campo magnetico rotante. Questo campo crea subito una corrente nel rotore. Questa corrente crea un secondo campo magnetico e i due campi, lavorando insieme, producono una coppia. Questa coppia è abbastanza forte da far muovere il rotore, anche se vuole rimanere fermo. La coppia prodotta fa sì che il rotore inizi a girare. Cerca di raggiungere il campo rotante dello statore. Per questo motivo il motore è autoavviante.

Perché un motore a induzione monofase non può avviarsi da solo?

È più facile capire perché un motore a induzione trifase è autoavviante se si osserva un motore che non lo è. Si tratta del motore a induzione monofase. Si tratta del motore a induzione monofase. Questi motori si trovano negli oggetti di casa, come ventilatori e frigoriferi. Una fonte di alimentazione monofase ha un solo flusso di corrente che si muove avanti e indietro.

Quando si fornisce energia monofase allo statore di un motore, non si produce un campo magnetico rotante. Al contrario, produce un campo che diventa più forte e più debole in un punto. Non ruota. Questo campo traballante non può decidere da che parte spingere il rotore. Quindi, il rotore rimane fermo ed emette un ronzio. Non ha coppia di avviamento. Per far partire un motore a induzione monofase, è necessario un componente aggiuntivo, come un condensatore. Questa parte contribuisce a creare un secondo campo magnetico un po' sfasato. Questo dà al rotore la prima spinta necessaria per iniziare a girare in una direzione.

La capacità di autoavviarsi significa che non c'è bisogno di aiuto?

Quando diciamo che un motore a induzione trifase è in grado di avviarsi da solo, intendiamo dire che non ha bisogno di alcuna spinta o trazione esterna per avviarsi. Non è necessario farlo girare con la mano. Inoltre, non sono necessarie parti elettriche aggiuntive per creare il movimento di avviamento. Il motore è autoavviante perché il suo semplice design, se utilizzato con un'alimentazione trifase, produce da solo la propria forza di avviamento.

Tutto ciò che serve al motore è il tipo di alimentazione corretto. L'alimentazione trifase è il segreto. Il motore a induzione non ha bisogno di altri strumenti esterni per muoversi. Il modo in cui le tre fasi di corrente arrivano nel giusto ordine permette allo statore di produrre un campo magnetico rotante. Questo campo è tutto l'aiuto di cui ha bisogno il rotore per iniziare a girare. L'intero sistema funziona subito.

Cosa rende questo motore autoavviante così resistente e affidabile?

Il motore a induzione trifase è la scelta migliore per i grandi lavori perché il suo design autoavviante è anche molto semplice e robusto. Il rotore non ha fili speciali che necessitano di alimentazione propria. Inoltre, non ha spazzole che possono usurarsi con il tempo. Le parti principali sono lo statore, che non si muove, e un rotore semplice e solido. Le parti che possono rompersi sono pochissime.

Questo design semplice, insieme alla forte capacità di autoavviamento, rende il motore a induzione trifase un'ottima scelta per i lavori più impegnativi. Può avviarsi anche quando deve spostare oggetti pesanti. Funziona a una velocità quasi sempre uguale. Può funzionare per molti anni e non ha bisogno di molte cure. La possibilità di collegarlo all'elettricità e di farlo partire ogni volta è ciò che ha reso questo meraviglioso motore a induzione il motore più utilizzato al mondo.

Punti chiave da ricordare

• A motore a induzione trifase può avviarsi da solo, perché la sua fonte di energia lo aiuta a fare forza di rotazione.
• Il statore è la parte che non si muove. Ha dei fili che si collegano all'alimentazione trifase.
• A 3-fase La fornitura rende speciale la campo magnetico rotante all'interno dello statore.
• Il rotore è la parte che gira. Non ha fili collegati direttamente.
• Il campo magnetico rotante dello statore crea una corrente all'interno del rotore.
• Questa corrente nel rotore genera un proprio campo magnetico, che lavora con il campo dello statore per produrre una forza di rotazione (coppia).
• Questo inizio coppia è abbastanza forte da rendere il rotore ruotare senza alcuna spinta esterna.