Motore monofase con condensatore
Il motore monofase, anche se meno utilizzato nell’industria rispetto al motore trifase, rappresenta una parte non trascurabile nelle applicazioni bassa potenza e nelle applicazioni del terziario che utilizzano
la rete monofase 230 V.
I motori monofase a gabbia:
A pari potenza, sono più voluminosi dei motori trifase.
Inoltre, il loro rendimento e il loro coseno ϕ sono molto più bassi che nel caso dei motori trifase e variano considerabilmente in base alla potenza da una parte e al costruttore dall'altra.
In Europa, il motore monofase è utilizzato relativamente poco nel settore industriale, mentre negli Stati Uniti i motori monofase fino a una decina di KW sono di uso corrente.
È possibile alimentare un motore monofase a gabbia a partire da un convertitore di frequenza; tuttavia il numero di costruttori che propone questo tipo di prodotto è limitato.
Composizione:
Il motore monofase, come il motore trifase, è composto da due parti: lo statore e il rotore.
• Lo statore
Comprende un numero pari di poli i cui avvolgimenti sono collegate sulla rete di alimentazione.
•Il rotore
Solitamente è a gabbia di scoiattolo.
Principio di funzionamento:
Consideriamo uno statore che comprenda due avvolgimenti collegati sulla rete di alimentazione L1 e N.
La corrente alternata monofase genera nel rotore un campo alternato semplice H che è la sovrapposizione di
due campi rotanti H1 e H2 di stesso valore e senso contrario.
Poichè all'arresto lo statore è alimentato, questi campi presentano lo stesso scorrimento rispetto al rotore e di conseguenza producono due coppie uguali e opposte.
Il motore non può essere avviato.
Un impulso meccanico sul rotore provoca una diseguaglianza degli scorrimenti.
Una delle coppie diminuisce mentre l'altra aumenta.
La coppia risultante provoca l'avviamento del motore nel senso in cui è stato avviato.
Per risolvere questo problema di coppia durante la fase di avviamento, viene inserito nello statore un secondo avvolgimento sfasato di 90°.
Questa fase ausiliaria viene alimentata da un dispositivo di sfasamento (condensatore o induttanza). Una volta effettuato l’avviamento, la fase ausiliaria può essere eventualmente eliminata mediante un contatto centrifugo.
Un’altra soluzione consiste nell’utilizzare degli anelli di sfasamento che provocano uno sfasamento del campo e consentono l’avviamento del motore. Questo tipo di motore viene utilizzato solo nelle piccole
potenze (100 W max).
Un motore trifase di bassa potenza (4kw max circa) può anche essere utilizzato in monofase. Il condensatore di avviamento viene inserito in serie o in parallelo con l’avvolgimento non utilizzato. Questa disposizione può essere considerata solo un palliativo, poiché le prestazioni del motore diminuiscono notevolmente. Ciascun costruttore indica nel proprio catalogo lo schema da realizzare, i valori dei condensatori da utilizzare e il declassamento da applicare.
I motori monofase universali:
Poco utilizzato nel settore industriale, è il motore più fabbricato al mondo, diffuso nel campo degli elettrodomestici e in quello delle attrezzature portatili.
La sua costruzione è analoga a quella di un motore a corrente continua a eccitazione seriale alimentato a corrente alternata.
Nella macchina il flusso viene invertito contemporanemante alla tensione.
La coppia che si produce è quindi sempre nello stesso senso.
Comprende uno statore bobinato e un rotore con avvolgimenti collegati a degli anelli. La commutazione è assicurata da un collettore e da spazzole.
La potenza massima è di circa 1000 W e la velocità di rotazione a vuoto è dell’ordine di 10000 gr/mn. Questi motori sono adatti ad un utilizzo intermittente e il loro rendimento è mediocre.
Schemi di collegamento: