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Come si fa a mettere in moto le cose e a mantenerle in movimento senza muovere un muscolo? Mentre i motori a vapore creano energia meccanica utilizzando il vapore caldo o, più precisamente, la pressione del vapore, i motori elettrici utilizzano l'energia elettrica come fonte. Per questo motivo, i motori elettrici sono anche chiamati trasduttori elettromeccanici.
La controparte del motore elettrico è il generatore, che ha una struttura simile. I generatori trasformano il movimento meccanico in energia elettrica. La base fisica di entrambi i processi è l'induzione elettromagnetica. In un generatore, la corrente viene indotta e si crea energia elettrica quando un conduttore si trova all'interno di un campo magnetico in movimento. In un motore elettrico, invece, un conduttore che trasporta corrente induce campi magnetici. Le loro forze alternate di attrazione e repulsione creano la base per la generazione del movimento.
Il cuore di un motore elettrico è costituito da uno statore e da un rotore. Il termine "statore" deriva dal verbo latino "stare" = "stare fermo". Lo statore è la parte immobile di un motore elettrico ed è saldamente fissato alla carcassa, altrettanto immobile. Il rotore, al contrario, è montato sull'albero del motore e può muoversi (ruotare).
Nei motori a corrente alternata, lo statore è caratterizzato dai cosiddetti lamierini magnetici, avvolti da fili di rame. L'avvolgimento funge da bobina e genera un campo magnetico rotante quando la corrente scorre attraverso i fili. Il campo magnetico creato dallo statore induce una corrente nel rotore. Tale corrente genera un campo elettromagnetico intorno al rotore. Di conseguenza, il rotore (e l'albero del motore collegato) ruota seguendo il campo magnetico rotante dello statore.
Il motore elettrico viene utilizzato per azionare un riduttore (che funge da convertitore di coppia e variatore di velocità) tramite il suo moto rotatorio o direttamente nelle applicazioni con motore lineare.
Il motore a corrente continua è stato il punto di partenza di tutte le successive innovazioni. Al giorno d'oggi, tuttavia, i motori a corrente alternata di varia concezione sono i motori elettrici più utilizzati nell'industria. La caratteristica che li accomuna tutti è il movimento rotatorio dell’albero del motore. Il funzionamento dei motori AC si basa sul principio di funzionamento elettromagnetico del motore a corrente continua.
Come la maggior parte dei motori elettrici, i motori a corrente continua sono costituiti da una parte immobile, lo statore, e da un componente che si muove, il rotore. Lo statore è costituito da un avvolgimento elettrico che induce il campo magnetico, oppure da magneti permanenti che generano in modo continuo un campo magnetico. All'interno dello statore si trova il rotore, detto anche indotto o armatura, che è avvolto da una bobina. Se la bobina è collegata a una sorgente di corrente continua (una batteria, un accumulatore o un alimentatore di tensione continua), genera un campo magnetico e il nucleo ferromagnetico del rotore diventa un elettromagnete. Il rotore è montato su cuscinetti e può ruotare in modo da allineare i poli attrattivi, cioè opposti, del campo magnetico - il polo nord dell'indotto al polo sud dello statore e viceversa.
Per far sì che il rotore si muova in modo continuo, l'allineamento magnetico deve essere ripetutamente invertito. Ciò si ottiene cambiando la direzione della corrente nella bobina. A tale scopo, il motore è dotato di un cosiddetto commutatore. I due contatti di alimentazione sono collegati al commutatore, che assume il compito di invertire la polarità. La variazione delle forze di attrazione e repulsione assicura che l'indotto/il rotore continui a ruotare.
Imotori a corrente continua sono utilizzati principalmente in applicazioni con potenze ridotte. Si tratta di piccoli utensili, montacarichi, ascensori o veicoli elettrici.
Invece della corrente continua, un motore CA richiede corrente alternata trifase. Nei motori asincroni, il rotore è un cosiddetto rotore a gabbia di scoiattolo. La rotazione risulta dall'induzione elettromagnetica di questo rotore. Lo statore contiene avvolgimenti (bobine) sfalsati di 120° (triangolari) per ciascuna fase della corrente trifase. Quando sono collegate alla corrente trifase, queste bobine creano un campo magnetico che ruota al ritmo della frequenza di linea sfasata temporalmente. Il rotore, indotto elettromagneticamente, viene trasportato da questi campi magnetici e ruota. In questo modo non è necessario un commutatore come nel caso del motore a corrente continua.
I motori asincroni sono noti anche come motori a induzione, in quanto entrano in funzione solo attraverso la tensione indotta elettromagneticamente. Funzionano in modo asincrono in quanto la velocità del rotore non raggiunge mai la velocità di rotazione del campo magnetico (campo rotante). A causa di questo slittamento, l'efficienza dei motori asincroni a corrente alternata è inferiore a quella dei motori a corrente continua.
Nei motori sincroni, il rotore è dotato di magneti permanenti anziché di avvolgimenti o barre conduttrici. In questo modo, non è necessaria l'induzione elettromagnetica del rotore, che ruota in modo sincrono senza slittamento alla stessa velocità circonferenziale del campo magnetico dello statore. L'efficienza, la densità di potenza e le velocità raggiungibili sono quindi significativamente più elevate con i motori sincroni che con i motori asincroni. Tuttavia, la progettazione dei motori sincroni è anche molto più complessa e lunga.
Oltre alle macchine rotanti utilizzate principalmente nell'industria, sono richiesti e presenti sul mercato anche azionamenti per movimenti su binari rettilinei o curvilinei. Tali profili di moto si presentano principalmente nelle macchine utensili e nei sistemi di posizionamento e movimentazione.
I motori elettrici rotanti possono convertire il loro moto rotatorio in un moto lineare grazie all'ausilio di un riduttore, quindi in modo indiretto. Spesso, però, non hanno la dinamica necessaria per eseguire movimenti o posizionamenti "traslanti" particolarmente impegnativi e veloci.
È qui che entrano in gioco i motori lineari che generano direttamente il moto di traslazione (azionamenti diretti). Il loro funzionamento può essere derivato da quello dei motori elettrici rotanti. A tale scopo, immaginiamo un motore rotante "aperto": lo statore, che prima era rotondo, diventa un tratto piatto (binario o rotaia). Il campo magnetico si forma lungo questo percorso. Nel motore lineare, il rotore, che corrisponde al rotore del motore trifase, viene trasportato lungo il percorso in linea retta o in modo curvilineo dal campo magnetico dello statore che si muove longitudinalmente, il cosiddetto carrello o traslatore.
L'invenzione del motore elettrico non può essere ricondotta a una persona in particolare. La sua scoperta fu il risultato delle ricerche di numerosi inventori. Nel XIX secolo infatti l'interesse per l'ingegneria elettrica crebbe sempre di più e ispirò ricercatori in tutto il mondo. Una dopo l'altra, sono arrivate sempre nuove invenzioni.
Dal momento che i primi motori elettrici dipendevano dalla corrente fornita dalle batterie allo zinco, rimaneva ancora molta strada da fare prima di riuscire a competere seriamente con i predominanti motori a vapore. La situazione cambiò con lo sviluppo dei primi generatori di corrente.
Ma anche in questo caso permanevano delle limitazioni. La corrente continua prodotta dai generatori non poteva essere trasportata su lunghe distanze. La svolta si ebbe solo con l'introduzione della corrente alternata e trifase, che poteva essere erogata su lunghe distanze senza particolari dispersioni, e quindi con l'invenzione del motore a corrente alternata.
Tutto è iniziato con i motori elettrici, che ancora fanno parte del nostro core business, soprattutto come motoriduttori e in combinazione con i diversi convertitori di frequenza (inverter) corrispondenti alle applicazioni specifiche.
In qualità di uno dei principali produttori mondiali di soluzioni di azionamento e automazione, offriamo un'ampia gamma di motori asincroni e sincroni. Che si tratti di motori ad alta efficienza energetica, motori lineari, cilindri elettrici, motori con design igienico o antideflagrante, azionamenti a bassissima tensione, ecc., troverete il motore elettrico più adatto a soddisfare le vostre necessità.
Una vasta gamma di accessori, come freni, encoder integrati e altre opzioni, completano la nostra offerta in ambito di motori.