Generazione del campo magnetico di statore e tipi di motori a magnete permanente in corrente continua.ppt
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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