UNIVERSITÀ
DEGLI
STUDI
DI
CORSO

BERGAMO
DI
AZIONAMENTI
DEI
SISTEMI MECCANICI
Motore Asincrono Monofase
Il motore asincrono ad induzione è molto diffuso anche nella versione monofase
(sono utilizzati quando non è disponibile la tensione trifase).
Dal punto di vista costruttivo sono simili a quelli trifasi, ma a parità di
dimensioni/velocità, hanno una potenza ridotta .
Le potenze massime sono limitate a qualche kW
Impieghi: elettrodomestici, pompe, ventilatori, macchine per la lavorazione del legno,
piccoli compressori, …
Bruno Zappa
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Struttura generale
Rotore:
Il rotore è generalmente a gabbia di scoiattolo.
Statore:
 Nel caso di un solo avvolgimento statorico alimentato con una tensione
sinusoidale si genera al traferro un campo magnetico alternato fisso nello
spazio. In questo caso la coppia di spunto è nulla.
 Per renderlo auto-avviante sono presenti due avvolgimenti di statore
(generalmente a 2/4 poli):
 avvolgimento principale o di marcia
 avvolgimento ausiliario o di avviamento.
Gli avvolgimenti sono connessi in parallelo e disposti con gli assi magnetici sfasati di 90°
elettrici. le impedenze dei due avvolgimenti devono poter sfasare le correnti idealmente di
90°. Si crea un campo magnetico rotante che permettere l'avviamento del motore.
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Statore con un solo avvolgimento
Un campo magnetico alternato fisso nello spazio può essere visto come la sovrapposizione di
due campi magnetici di ampiezza costante (la metà del valore massimo del campo alternato),
rotanti con velocità angolari uguali ed opposte date dalla solita relazione:
w0= w/pp [ w è la pulsazione della tensione di alimentazione e pp sono le coppie di poli]
All’avviamento l’azione tra i campi magnetici (diretto e inverso) e correnti indotte originano
due coppie motrici uguali ed opposte; quindi coppia di avviamento nulla
Coppie diretta CmD, inversa CmI e complessiva CmC del motore monofase ad induzione.
La coppia complessiva è nulla all’avviamento e in prossimità del sincronismo
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Avvolgimento di avviamento (campo rotante)
 Avvolgimenti disposti con gli assi magnetici sfasati di 90° elettrici.
 Correnti sfasate idealmente di 90°.
 Campo magnetico rotante che permettere l'avviamento del motore.
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Tipi di motori asincroni monofasi
Tipi di motori asincroni monofasi:
 Motori con avvolgimento ausiliario di avviamento:
 avvolgimento ausiliario e resistenza (a flussi sfasati/spit-phase)
 motori con avvolgimento ausiliario e condensatore (capacitor start),
 Motori con avvolgimento ausiliario permanente
 avvolgimento ausiliario e condensatore (permanent split capacitor)
 avvolgimento ausiliario e 2 condensatori (capacitor start/run)
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Avvolgimento ausiliario e resistenza
V
Ia
Im
L'avvolgimento ausiliario ha una resistenza maggiore e
da una reattanza minore del principale.
Ha la funzione di generare la coppia di spunto e
viene escluso ad una certa velocità del motore.
 Motori poco costosi
 Potenza delle centinaia di W.
 Coppie di spunto pari a 1÷2 Cn
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Avviamento con condensatore
Ia
V
Im
Analoghi ai precedenti ma lo sfasamento è ottenuto con un
condensatore in serie all'avvolgimento ausiliario.
Coppie di spunto 2÷4 Cn
Potenze dell’ordine dei kW,
Impieghi: pompe, compressori , macchine utensili
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Con condensatore di marcia
Ia
V
Im
Il condensatore in serie con l’avvolgimento ausiliario è
sempre inserito.
 Molto affidabili
 Coppia di spunto bassa (0,3-1,5) Cn .
 Potenze dell’ordine dei kW,
 Impieghi: ventilatori , compressori , macchine
utensili per il legno.
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Avvolgimento ausiliario e due condensatori
Ia
V
Im
Due condensatori: uno per l'avviamento ed uno per il
funzionamento normale.
 Costo elevato
 Coppie di spunto alte [> 2 C n]
 Potenze dell’ordine dei kW
 Impieghi: macchine per il legno, compressori ad
aria, pompe ad alta pressione e in generale per
applicazioni con coppie di spunto elevate.
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Esempio di collegamento
Ia
Ia
a) Collegamento avvolgimenti per rotazione oraria
b) Collegamento morsettiera per rotazione oraria
c) Esempio morsettiera a sei morsetti.
d) Collegamento avvolgimenti per rotazione antioraria
e) Collegamento morsettiera per rotazione antioraria
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Motori trifase con alimentazione monofase
I motori asincroni trifasi possono funzionare in monofase collegando un condensatore in
a due morsetti.
La potenza resa si riduce al 60-70% della potenza nominale, diminuisca anche la coppia
allo spunto a meno di non mettere due condensatori (soluzione costosa).
Il collegamento delle fasi può essere a stella o a triangolo.
Avendo a disposizione un motore trifase a 400V e un’alimentazione il 230V monofase
conviene collegarle le fasi a triangolo.
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Motori trifase con alimentazione monofase
Esempio di collegamento
(a)
(b)
a) Collegamento a triangolo avvolgimenti e morsettiera per rotazione oraria
b) Collegamento a triangolo avvolgimenti e morsettiera per rotazione oraria
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Scelta del condensatore
Per il calcolo della capacità del condensatore ci si può affidare a formule empiriche o ai grafici
forniti dai costruttori.
[mF]
Capacità condensatore
C
Ad esempio:
C
50 k Wn
f V2
1÷1.5 Monofase
3÷4 Trifase
alimentato monofase
Costante che dipende
dal tipo di motore
Wn
[kW]
Potenza nominale
f
[Hz]
Frequenza di rete
V
[kV]
Tensione alimentazione
K
Grafico per la scelta del condensatore per
motori trifase con alimentazione monofase
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