Che cos'è un motore a riluttanza?

Un motore a riluttanza è un motore elettrico che produce pali magnetici temporanei sul suo rotore. È così chiamato perché usa la riluttanza magnetica per generare la coppia. Il vantaggio principale di questo tipo di motore è che in genere produce un'alta densità di potenza per un dato costo. Lo svantaggio principale di questo motore è che tende a generare ondulazioni di coppia a bassa velocità, che produce rumore.

L'uso dei motori a riluttanza è stato tradizionalmente limitato dalla complessità della loro progettazione e del metodo di controllo. I progressi negli strumenti di progettazione del computer hanno contribuito a superare i limiti di progettazione di questi motori. Il costo decrescente dei microprocessori incorporati ha fornito a questi motori un controllo adeguato a un costo accettabile. Questi microprocessori utilizzano parametri come la posizione del rotore, la corrente e la tensione per controllare il motore.

Lo statore e il rotore di un motore a riluttanza sono composti da un materiale magnetico altamente malleabile, come l'acciaio al silicio. Lo statore e il rotore contengono numerose sporgenze, che producono poli magnetici. Il rotore contiene in genere meno poli rispetto allo statore. Ciò impedisce l'allineamento di tutti i poli contemporaneamente, impedendo al motore di generare coppia. La disparità tra il numero di poli del rotore e il numero di poli dello statore riduce anche l'ondulazione della coppia.

La massima riluttanza magnetica si verifica quando un polo del rotore in un motore a riluttanza è esattamente tra due poli dello statore. Questa posizione è anche nota come posizione completamente disallineata del polo del rotore. La quantità minima di riluttanza magnetica si verifica quando almeno due poli del rotore si allineano con almeno due poli dello statore. Questa posizione è nota come posizione allineata del polo del rotore.

Il polo dello statore produce un campo magnetico che tira il polo del rotore più vicino dalla posizione completamente non allineata a una posizione allineata, generando così una coppia. Il campo magnetico dello statore continua a ruotare, il che tira il rotore con esso. La maggior parte dei moderni motori a riluttanza utilizza la commutazione per controllare aspetti dei comportamenti del motore, come avviarlo, farlo funzionare senza problemi e specificarne la velocità. Alcune variazioni di questo tipo di motore sono in grado di utilizzare la corrente alternata trifase (CA).

Un motore di riluttanza sincrono ha lo stesso numero di poli di statore e poli di rotore. I fori nel rotore producono aree a basso flusso per raggiungere questa uguaglianza tra lo statore e il rotore. Questo tipo di motore a riluttanza in genere contiene quattro o sei poli. Le perdite di energia del rotore sono molto inferiori a quelle dei motori a induzione perché il rotore non contiene parti che conducono elettricità.