I motori a induzione monofase, a differenza delle loro controparti trifase, non creano intrinsecamente un campo magnetico rotante. Tuttavia, si basano su un trucco intelligente per ottenere un campo rotante e quindi la produzione di coppia. Ecco come funziona:
1. Avvolgimento dello statore:
- I motori a fase monofase hanno un singolo avvolgimento dello statore, di solito avvolto attorno al nucleo dello statore in modo distribuito.
- Quando si alternano la corrente (AC) attraverso questo avvolgimento, crea un campo magnetico pulsante. Questo campo si alterna, ma non ruota da solo.
2. Avvolgimento ausiliario:
- Per creare un campo rotante, un avvolgimento ausiliario viene aggiunto in parallelo con l'avvolgimento principale.
- Questo avvolgimento ausiliario è progettato per avere una resistenza e una reattanza più elevate rispetto all'avvolgimento principale.
- L'avvolgimento ausiliario è generalmente collegato in serie con un condensatore, che sposta la corrente nell'avvolgimento ausiliario di un certo angolo.
3. Differenza di fase:
- La combinazione di resistenza, reattanza e condensatore crea una differenza di fase tra le correnti che fluiscono negli avvolgimenti principali e ausiliari.
- Questa differenza di fase si traduce in due campi magnetici pulsanti, uno prodotto dall'avvolgimento principale e l'altro dall'avvolgimento ausiliario, che sono leggermente fuori fase.
4. Campo rotante:
- I due campi magnetici pulsanti si combinano per creare un campo risultante che ruota. La direzione della rotazione dipende dall'angolo di fase tra i due campi.
- Questo campo magnetico rotante non è uniforme come quello prodotto da un motore trifase, ma è abbastanza forte da indurre la corrente nel rotore e creare coppia.
5. Rotore:
- Il rotore è in genere un tipo a gabbia scoiattolo, costituito da barre di rame o alluminio incorporate in un nucleo di ferro laminato.
- Il campo magnetico rotante dallo statore induce la corrente nelle barre del rotore, creando un campo magnetico nel rotore.
- L'interazione tra il campo magnetico rotante dello statore e il campo magnetico del rotore crea coppia, causando la ruota del rotore.
Coppia di partenza:
- I motori a induzione monofase hanno una coppia di partenza bassa a causa del debole campo rotante a basse velocità.
- L'avvolgimento ausiliario aiuta a migliorare la coppia iniziale fornendo la differenza di fase iniziale richiesta per creare il campo rotante.
Coppia in esecuzione:
- Una volta che il motore inizia a ruotare, l'avvolgimento ausiliario diventa meno efficace a causa della differenza di fase ridotta a velocità più elevate.
- L'avvolgimento principale prende quindi il sopravvento, fornendo la maggior parte della coppia richiesta per il normale funzionamento.
Vantaggi dei motori monofase:
- Costruzione semplice
- più facile da controllare e alimentare
- ampiamente disponibile e relativamente economico
Svantaggi dei motori monofase:
- Coppia di partenza inferiore
- meno efficiente dei motori trifase
- Output di potenza limitata
In sintesi, il motore a induzione monofase utilizza un avvolgimento ausiliario e un condensatore per creare un campo magnetico rotante, che quindi interagisce con il rotore per produrre coppia. Sebbene non efficienti come i motori trifase, i motori monofase sono popolari per la loro semplicità e versatilità.
