Tipi di motori elettrici: modelli trifase e monofase

La grande maggioranza dei motori elettrici usati nell'industria e nella vita quotidiana si divide in due gruppi in base alla rete che li alimenta: motori trifase (a tre fasi) e monofase (a una fase). Visti dall'esterno si somigliano molto: carcassa, ventola, albero e morsettiera sono presenti in entrambi. La vera differenza è all'interno del motore, nel modo in cui sono disposti gli avvolgimenti e nel modo in cui il motore si avvia.

In questo articolo confrontiamo i due tipi di motore per struttura, avviamento, collegamento e campo d'impiego, descriviamo i sottotipi del motore monofase e spieghiamo in modo semplice quale scegliere per ogni lavoro. Per una panoramica di tutte le famiglie di motori elettrici (AC-DC, sincroni, servo ecc.) può consultare la nostra guida ai tipi di motori elettrici.

Che cos'è un motore elettrico trifase?

Il motore trifase funziona con una rete trifase a 380–400 V. Nello statore (la parte fissa) ha tre gruppi di avvolgimenti distinti disposti a intervalli uguali tra loro. Quando le tre fasi alimentano in sequenza questi avvolgimenti, all'interno del motore si forma spontaneamente un campo magnetico rotante e il rotore gira seguendo questo campo.

Per questo il motore trifase si avvia da solo senza bisogno di componenti aggiuntivi. Non ci sono condensatore, interruttore centrifugo o avvolgimento ausiliario. Meno componenti significano meno punti di guasto.

• Gamma di potenza: dalle piccole potenze fino a centinaia di kilowatt. La serie trifase di HEM Motor va da 0,25 kW a 355 kW.
• Avviamento: coppia di spunto elevata; aziona senza difficoltà le macchine che partono a carico.
• Impiego: stabilimenti, officine, stazioni di pompaggio, compressori, trasportatori, gru, mulini.

Che cos'è un motore elettrico monofase?

Il motore monofase funziona con la rete monofase a 220–230 V presente nelle abitazioni e nelle piccole attività. Una sola fase non crea all'interno del motore un campo rotante, ma soltanto un campo che "oscilla" avanti e indietro. Per questo il motore monofase non può iniziare a girare da solo.

Per risolvere il problema nello statore si inseriscono un avvolgimento principale e un avvolgimento ausiliario. All'avvolgimento ausiliario si collega di solito un condensatore. Il condensatore sfasa nel tempo la corrente dell'avvolgimento ausiliario e, creando nel motore un effetto simile a un campo rotante, lo mette in moto.

• Gamma di potenza: in genere piccole potenze. La serie monofase di HEM Motor va da 0,18 kW a 5,5 kW.
• Avviamento: dipende dalla configurazione del condensatore; è più limitato rispetto al trifase.
• Impiego: autoclavi e piccole pompe, ventilatori, piccoli compressori, banchi da officina, macchine agricole.

I 4 tipi di motore monofase

I motori monofase si dividono a loro volta in quattro tipi secondo il modo in cui ottengono l'avviamento. Può capire di quale si tratta dai dati in targa o contando i condensatori nella morsettiera.

1. Motore a fase ausiliaria (split-phase): non usa condensatori; l'avviamento si ottiene avvolgendo in modo diverso l'avvolgimento ausiliario. La coppia di spunto è bassa; si usa per lavori molto leggeri.
2. Motore con condensatore di avviamento: all'avviamento entra in funzione un condensatore grande, che un interruttore centrifugo esclude quando il motore accelera. La coppia di spunto è elevata.
3. Motore con condensatore permanente: un condensatore piccolo resta sempre inserito. Funziona in modo silenzioso ed equilibrato, ma la coppia di spunto è media. È diffuso in ventilatori e aspiratori.
4. Motore con condensatore di avviamento + permanente: usa entrambi i condensatori. Parte con forza e funziona in modo equilibrato. È il tipo monofase più adatto a lavori gravosi come compressori e pompe che partono a carico.

Differenze tra motore trifase e monofase

Quale motore per quale lavoro?

Nella scelta la prima e più importante domanda è quale alimentazione elettrica è disponibile nel punto in cui verrà installato il motore. Il resto dipende da questo.

• Se c'è solo la monofase a 220 V (casa, giardino, piccolo negozio, casa di campagna): deve usare un motore monofase. Per lavori leggeri scelga il motore con condensatore permanente, per compressori e pompe che partono a carico quello con condensatore di avviamento + permanente.
• Se c'è la trifase (380–400 V) (stabilimento, officina, zona industriale): qualunque sia la potenza, preferisca il motore trifase. Svolgerà lo stesso lavoro con un motore più piccolo, più robusto e con meno manutenzione.
• Lavori oltre 3 kW: a queste potenze il motore monofase diventa ingombrante, all'avviamento assorbe dalla rete una corrente elevata e mette sotto sforzo i fusibili. Se possibile, far realizzare una linea trifase e usare un motore trifase conviene di più nel lungo periodo.
• Macchine con frequenti marce e arresti: condensatore e interruttore si usurano a ogni avviamento; in questi lavori il motore trifase dura molto di più.

Tipi di carcassa: alluminio e ghisa

I motori trifase si dividono inoltre in due gruppi secondo il materiale della carcassa. I motori con carcassa in alluminio sono leggeri e adatti ad ambienti puliti e chiusi. I motori con carcassa in ghisa sono invece più resistenti a urti, vibrazioni, polvere e umidità; si preferiscono per le condizioni dell'industria pesante.

Conclusione

Il motore trifase è un motore potente e a bassa manutenzione che si avvia da solo sulla rete trifase. Il motore monofase è invece una soluzione pratica per i lavori di piccola potenza, che funziona sulla rete monofase con l'aiuto di un condensatore. La scelta corretta dipende prima dalla sua rete, poi dal carico all'avviamento e dalla potenza.

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