Cos'è motore dc?

Motore DC (Corrente Continua)

Un motore DC (o motore a corrente continua) è un tipo di motore elettrico che funziona con corrente continua. Trasforma l'energia elettrica in energia meccanica tramite l'interazione tra un campo magnetico e una corrente elettrica in un avvolgimento per produrre una forza rotatoria.

Componenti principali

• Statore: La parte stazionaria del motore, che generalmente contiene i magneti permanenti o gli avvolgimenti di campo che generano il campo magnetico.
• Rotore (Armatura): La parte rotante del motore, costituita da un avvolgimento (spesso chiamato armatura) che trasporta la corrente e interagisce con il campo magnetico dello statore.
• Commutatore: Un interruttore rotativo che inverte la direzione della corrente nell'armatura ogni mezzo giro. Questo assicura che la forza risultante sull'armatura sia sempre nella direzione corretta per la rotazione. Puoi trovare più informazioni sul Commutatore.
• Spazzole: Contatti striscianti che collegano elettricamente il commutatore all'alimentazione esterna, fornendo corrente all'armatura. Le spazzole sono generalmente realizzate in grafite.
• Avvolgimenti di Campo: Filo avvolto attorno a un nucleo di ferro che produce il campo magnetico necessario al funzionamento del motore.

Principio di Funzionamento

Il principio di funzionamento si basa sulla Legge%20di%20Lorentz. Quando una corrente elettrica passa attraverso un conduttore (l'avvolgimento dell'armatura) in un campo magnetico, si genera una forza sul conduttore. Questa forza è perpendicolare sia alla direzione della corrente che alla direzione del campo magnetico. Nel motore DC, questa forza genera una coppia che fa ruotare l'armatura. Il commutatore inverte periodicamente la direzione della corrente nell'armatura, assicurando che la coppia sia sempre nella stessa direzione, permettendo una rotazione continua.

Tipi di Motori DC

Esistono diversi tipi di motori DC, classificati in base a come vengono eccitati gli avvolgimenti di campo:

• Motore a magneti permanenti: Il campo magnetico è generato da magneti permanenti. Sono semplici e compatti, ma hanno una coppia limitata.
• Motore a eccitazione separata: Il campo magnetico e l'armatura sono alimentati da fonti di alimentazione separate. Questo offre un controllo indipendente della velocità e della coppia.
• Motore a eccitazione serie: L'avvolgimento di campo è collegato in serie con l'armatura. La coppia è alta a bassa velocità, ma la velocità varia notevolmente con il carico.
• Motore a eccitazione shunt: L'avvolgimento di campo è collegato in parallelo (shunt) con l'armatura. La velocità è relativamente costante al variare del carico.
• Motore a eccitazione compound: Utilizza sia avvolgimenti serie che shunt per combinare le caratteristiche di entrambi i tipi.

Vantaggi e Svantaggi

Vantaggi:

• Controllo della velocità relativamente semplice.
• Alta coppia di spunto.
• Facilità di inversione della direzione.

Svantaggi:

• Manutenzione richiesta per le spazzole e il commutatore (nei motori spazzolati).
• Durata limitata delle spazzole.
• Minore efficienza rispetto ai motori AC in alcune applicazioni.

Applicazioni

I motori DC sono utilizzati in una vasta gamma di applicazioni, tra cui:

• Elettrodomestici (frullatori, aspirapolveri).
• Veicoli elettrici (soprattutto modelli più vecchi e veicoli a batteria per bambini).
• Attuatori e servomeccanismi.
• Macchine utensili.
• Robotica.
• Giocattoli.
• Sistemi di azionamento industriale.

Controllo della velocità

La velocità di un motore DC può essere controllata variando la tensione applicata all'armatura o la corrente di campo. Tecniche comuni includono:

• Controllo della tensione di armatura: Variare la tensione fornita all'armatura influenza direttamente la velocità del motore.
• Controllo della corrente di campo: Ridurre la corrente di campo aumenta la velocità del motore (e viceversa). Questo metodo è meno comune in quanto può indebolire il campo magnetico.
• Modulazione di Larghezza di Impulso (PWM): Utilizzare un segnale PWM per controllare la tensione media applicata all'armatura. Per saperne di più sul PWM.

Note

Esistono anche motori DC "brushless" (senza spazzole), che utilizzano elettronica per commutare la corrente al posto delle spazzole e del commutatore. Questi motori sono più efficienti, hanno una durata maggiore e richiedono meno manutenzione.