Motori elettrici – Come funzionano i componenti industriali
Un motore elettrico è una macchina elettrica che converte l’energia elettrica in energia meccanica. La maggior parte dei motori elettrici funziona attraverso l’interazione tra il campo magnetico del motore e la corrente elettrica in un avvolgimento di filo per generare forza sotto forma di coppia applicata all’albero del motore. I motori elettrici possono essere alimentati da fonti di corrente continua (DC), come batterie o raddrizzatori, oppure da fonti di corrente alternata (AC), come una rete elettrica, inverter o generatori elettrici. Un generatore elettrico è meccanicamente identico a un motore elettrico, ma funziona con un flusso di potenza invertito, convertendo l’energia meccanica in energia elettrica.
I motori elettrici possono essere classificati in base a considerazioni come il tipo di fonte di alimentazione, la costruzione interna, l’applicazione e il tipo di movimento di uscita. Oltre ai tipi AC versus DC, i motori possono essere con spazzole o senza spazzole, possono avere varie fasi (vedi monofase, bifase o trifase) e possono essere raffreddati ad aria o a liquido. I motori per uso generale con dimensioni e caratteristiche standard forniscono una potenza meccanica conveniente per l’uso industriale. I motori elettrici più grandi sono utilizzati per la propulsione navale, la compressione di tubazioni e le applicazioni di accumulo pompato con potenze che raggiungono 100 megawatt. I motori elettrici si trovano in ventilatori industriali, soffianti e pompe, macchine utensili, elettrodomestici, utensili elettrici e unità disco. Piccoli motori possono essere trovati negli orologi elettrici. In alcune applicazioni, come nel frenaggio rigenerativo con motori di trazione, i motori elettrici possono essere utilizzati al contrario come generatori per recuperare l’energia che potrebbe altrimenti andare persa come calore e attrito.
I motori elettrici producono forza lineare o rotante (coppia) destinata a propellere un meccanismo esterno, come un ventilatore o un ascensore. Un motore elettrico è generalmente progettato per una rotazione continua, o per un movimento lineare su una distanza significativa rispetto alle sue dimensioni. I solenoidi magnetici sono anche trasduttori che convertono la potenza elettrica in movimento meccanico, ma possono produrre movimento solo su una distanza limitata.
I motori elettrici sono molto più efficienti rispetto agli altri motori primi utilizzati nell’industria e nei trasporti, il motore a combustione interna (ICE); i motori elettrici hanno tipicamente un’efficienza superiore al 95% mentre gli ICE sono ben al di sotto del 50%. Sono inoltre leggeri, fisicamente più piccoli, meccanicamente più semplici ed economici da costruire, possono fornire coppia istantanea e coerente a qualsiasi velocità, possono funzionare con energia generata da fonti rinnovabili e non emettono carbonio nell’atmosfera. Per questi motivi i motori elettrici stanno sostituendo i motori a combustione interna nei trasporti e nell’industria, sebbene il loro utilizzo nei veicoli sia attualmente limitato dall’alto costo e dal peso delle batterie che possono fornire una gamma sufficiente tra una ricarica e l’altra.
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