Monofase (spazzolato)

I motori monofase includono motori spazzolati, motori a bobina, elettromagneti, cuscinetti magnetici e carichi induttivi puri. I motori spazzolati sono il motore monofase più comune. Ai fini di questo articolo parleremo dei servomotori DC spazzolati a magnete permanente.

Costruzione

Il motore DC spazzolato è il tipo di motore più semplice e comune. Questo motore ha un insieme stazionario di magneti permanenti sullo statore e un'armatura, o rotore, con filo isolato avvolto intorno a un nucleo di ferro. I fili si collegano direttamente a un commutatore meccanico, eliminando la necessità di una commutazione esterna e di un feedback. Come sono alimentate le bobine se sono attaccate a un rotore in movimento? Poiché le bobine sono costantemente in movimento, l'alimentazione deve essere fornita esternamente, ed è qui che entrano in gioco le spazzole. Le spazzole fanno da ponte tra la sorgente DC esterna e il rotore. Le spazzole sono di solito fatte di grafite o di carbonio. Le spazzole fanno contatto con il commutatore rotante per dirigere la corrente nelle bobine corrette al momento giusto. Proprio come il servomotore DC senza spazzole, la rotazione del servomotore DC spazzolato si ottiene alterando individualmente la grandezza e la direzione della corrente in ogni serie di bobine. Quando la corrente scorre attraverso il commutatore e gli avvolgimenti dell'armatura, il campo elettromagnetico prodotto respinge o attrae i magneti permanenti dello statore, creando la coppia che aziona il motore.

I servomotori DC spazzolati sono favoriti per le loro capacità di alta potenza e la facilità d'uso. Tuttavia, a causa del costante attrito meccanico tra le spazzole e il commutatore, questi motori richiedono una manutenzione periodica. Le spazzole in carbonio possono essere facilmente sostituite, ma col tempo anche il commutatore rischia di usurarsi al punto che l'intero motore deve essere sostituito.

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Vantaggi

  • I servomotori spazzolati tendono ad avere un basso costo iniziale
  • Sono facili da impostare e il controllo della velocità del motore è semplice e affidabile
  • Tecnologia matura che ha avuto molto tempo per essere raffinata e ottimizzata
  • Favorito per applicazioni semplici che non richiedono alta precisione

Svantaggi

  • L'intero motore deve essere sostituito quando i commutatori si consumano
  • Le spazzole devono essere sostituite e producono polvere che deve essere pulita regolarmente
  • Scarsa dissipazione del calore

Storia

Il motore a corrente continua spazzolato ha giocato un ruolo fondamentale nella rivoluzione industriale della fine del 1800. Il motore a corrente continua è stato il primo motore elettrico, reso possibile dall'invenzione di William Sturgeon dell'elettromagnete. Il motore DC di Sturgeon fu ulteriormente sviluppato da Thomas Davenport per aggiungere spazzole e commutatori, creando il primo motore DC spazzolato funzionante. Thomas Edison promosse l'uso dei motori a corrente continua e rese popolare il loro uso per le applicazioni industriali. Essendo il motore a corrente continua spazzolato il primo motore elettrico con una potenza significativa, molte macchine vennero alimentate da motori elettrici piuttosto che da vapore o pressione idraulica. Il processo industriale fu cambiato per sempre. Le attrezzature poterono essere più piccole e molto più sicure, furono creati più posti di lavoro e furono attivati nuovi processi che crearono nuovi prodotti e mercati.

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