Generazione del campo magnetico di statore

Generazione del campo magnetico di
statore:
A seconda della tecnologia usata per
generare il campo magnetico di statore, i
motori in corrente continua sono:

Motori a magnete permanente o PM (Permanent Magnet)

Motori a controllo di campo

MOTORI PM
Motori a magnete permanente o PM:

Il campo magnetico di statore è generato da un
magnete permanente
GENERAZIONE CAMPO MAGNETICO DI STATOTRE
TIPI MOTORI PM
Tipi di motore a magnete permanente
in corrente continua:
A seconda della tecnologia usata per
realizzare l'avvolgimento di rotore
esistono tre tipi di motori a magnete
permanente:

Iron-core

Surface-wound

Moving- coil o core-less

MOTORI PM
IRON-CORE
Iron-core:
I conduttori attivi di rotori sono alloggiati all'interno di cave

Il magnete permanente è realizzato utilizzando una lega di bario e ferrite
oppure una lega di alluminio, nichel, cobalto e ferro (AlNiCo) o ancora, un
insieme di terre rare

I motori realizzati con questa struttura sono molto affidabili ed economici,
ma presentano un elevato momento di inerzia del rotore e un elevato
valore dell'induttanza di armatura

Presenta il fenomeno del cogging, causato dal riscaldamento del sistema
che innesca un'oscillazione continua della velocità angolare del sistema

TIPI MOTORI PM
MOTORE IRON-CORE
Motore a magnete permanente ironcore:
IRON-CORE
SURFACE-WOUND
Surface-wound:
I conduttori attivi sono collocati sulla superficie
esterna del rotore e fissati in piccole scanalature
(wound)

Grazie alla sua struttura siamo in grado di ottenere
valori del momento di inerzia e dell'induttanza di
armatura minori rispetto ai motori iron-core e non
presenta il fenomeno di cogging

MOTORE IRON-CORE
MOTORE SURFACE-WOUND
Motore a magnete permanente
surface-wound:
SURFACE-WOUND
MOVING-COIL
Moving- coil o core-less:
Il rotore è costituito dall'insieme dei conduttori attivi,
sostenuti da un supporto cilindrico in vetro epoxy che ne
migliora le caratteristiche di resistenza meccaniche

Il nucleo di materiale ferro-magnetico che chiude il circuito
magnetico è solidale con lo statore e non ruota, quindi ha
valori molto piccoli di momento d'inerzia del rotore

Le caratteristiche magnetiche del rotore consentono valori
molto piccoli per l'induttanza di armatura

MOTORE SURFACE-WOUND
MOTORE MOVING-COIL
Motore a magnete permanente
moving-coil:
MOVING-COIL
MIGLIORAMENTI DELLA RICERCA
Miglioramenti fatti grazie alla ricerca:


Sostituzione dei magneti di statore in AlNiCo con
quelli in samarium-cobalto
Sostituzione dei conduttori di rame del rotore con
conduttori di alluminio
MOTORE MOVING-COIL CONSEGUENZE MIGLIORAMENTI DELLA RICERCA
Conseguenze ai miglioramenti fatti
grazie alla ricerca:
Miglioramento delle caratteristiche meccaniche e magnetiche del
motore

Valori molto bassi della costante di tempo meccanica

Accelerazioni di valore molto maggiore rispetto ai motori a
magnete permanente di altro tipo

Elevati valori di rendimento e di coppia


A parità di coppia, un ridotto spessore, che consente di costruire
motori per circuiti stampati
MIGLIORAMENTI DELLA RICERCA MOTORI A CONTROLLO DI CAMPO
Motori a controllo di campo:
Il campo magnetico di statore è generato da un
avvolgimento alloggiato in apposite cave dello
statore, in cui viene fatta passare la corrente di
eccitazione

CONSEGUENZE MIGLIORAMENTI DELLA RICERCA
COLLEGAMENTI DELLA BOBINA
Tipi di collegamenti della bobina di
eccitazione nei motori a controllo di
campo:


In serie al circuito di armatura e alimentata quindi dalla stessa corrente di armatura
In parallelo al circuito di armatura e quindi essere interessata dalla stessa tensione di armatura

In parte in serie e in parte in parallelo
MOTORI A CONTROLLO DI CAMPO
COLLEGAMENTO SERIE
Collegamento in serie al circuito di
armatura:

Vantaggi:
Coppia di spunto maggiore

Velocità a vuoto più elevata


Svantaggi:
Se non connessa correttamente può provocare danni al sistema

COLLEGAMENTI DELLA BOBINA COLLEGAMENTO PARALLELO
Collegamento in parallelo al circuito
di armatura:

Vantaggi:
Caratteristica velocità-corrente di armatura lineare


Svantaggi:
Valori minori di coppia e di velocità

COLLEGAMENTO SERIE
COLLEGAMENTO SIA PARTE SERIE CHE PARALLELO
Collegamento in parte in serie e in
parte in parallelo:

Vantaggi da tutti e due i tipi di connessione
COLLEGAMENTO PARALLELO