Di Chris Deziel
Aggiornato il 30 agosto 2022
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I motori elettrici sono costruiti secondo il principio dell'induzione elettromagnetica, articolato per la prima volta dal fisico Michael Faraday agli inizi del 1800. Faraday scoprì che muovendo un magnete attraverso una bobina di filo si induce una corrente elettrica. I motori moderni sfruttano questo effetto al contrario:quando la corrente elettrica passa attraverso una bobina, si magnetizza, creando un campo magnetico che interagisce con un altro campo magnetico per produrre movimento rotatorio.
I componenti principali di un motore elettrico sono lo statore, il rotore, le spazzole, il commutatore (per i motori CC), gli ingranaggi o le cinghie e i cuscinetti. Queste parti lavorano insieme per generare coppia, trasferire potenza e ridurre l'attrito, garantendo un funzionamento efficiente.
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I moderni motori commerciali si basano tipicamente su elettromagneti anziché su magneti permanenti. Lo statore è costituito da più bobine disposte secondo uno schema circolare che generano un campo magnetico stazionario. Il rotore, una bobina avvolta attorno a un'armatura fissata all'albero, gira all'interno di questo campo. Poiché il rotore è in movimento, le spazzole metalliche mantengono il contatto elettrico con una superficie conduttrice sullo statore, consentendo alla corrente di fluire nella bobina del rotore.
Quando il motore è alimentato, l'elettricità eccita gli avvolgimenti dello statore per creare un campo magnetico costante e scorre attraverso le spazzole per attivare la bobina del rotore. Nei motori CC, come quelli alimentati a batterie, un commutatore montato sull'albero del rotore inverte la direzione della corrente a ogni mezzo giro, mantenendo il rotore a girare in un'unica direzione.
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Mentre l'albero motore gira, spesso deve azionare altre apparecchiature. Ingranaggi e cinghie di trasmissione trasferiscono questa energia rotazionale a diversi alberi, regolando velocità e coppia secondo necessità. Variando i rapporti di trasmissione o la disposizione delle cinghie, un motore può aumentare la velocità di rotazione (e ridurre la coppia) o aumentare la coppia (e ridurre la velocità). Gli ingranaggi a vite senza fine possono anche cambiare la rotazione di 90 gradi, offrendo un controllo del movimento versatile.
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L'attrito tra le parti mobili può ridurre l'efficienza di un motore e accorciarne la durata. I cuscinetti situati tra lo statore e il rotore mantengono l'allineamento centrale del rotore, minimizzando il traferro e riducendo la resistenza. I motori piccoli utilizzano tipicamente cuscinetti a sfere, mentre le unità più grandi utilizzano cuscinetti a rulli. La lubrificazione e la manutenzione regolari dei cuscinetti, insieme alla pulizia degli avvolgimenti e delle spazzole, sono essenziali per prestazioni durature.
