Motori a induzione

I motori asincroni, noti anche come motori a induzione, sono comunemente utilizzati nei veicoli elettrici (EV) per la propulsione. Sono rinomati per la loro semplicità, affidabilità ed efficienza, che li rendono particolarmente adatti alle applicazioni automobilistiche.

Come funziona

I motori a induzione funzionano basandosi sul principio dell'induzione elettromagnetica. L'avvolgimento dello statore è collegato a un'alimentazione in AC, creando un campo magnetico rotante. Questo campo induce correnti nell'avvolgimento del rotore, generando un campo magnetico nel rotore. L'interazione tra il campo magnetico del rotore e il campo magnetico rotante dello statore produce coppia, azionando il motore e il veicolo.

Una caratteristica chiave dei motori asincroni è che non richiedono un collegamento fisico tra il rotore e lo statore, a differenza dei motori sincroni che utilizzano magneti permanenti. Invece, si basano sull'induzione elettromagnetica per generare il campo magnetico rotante che aziona il rotore. Ciò li rende intrinsecamente più robusti e meno soggetti a usura, poiché non ci sono spazzole o anelli di scorrimento da mantenere o sostituire.

I motori asincroni utilizzati nei veicoli elettrici (EV) sono tipicamente motori trifase, ovvero dotati di tre serie di avvolgimenti nello statore elettricamente separati di 120 gradi. Ciò consente una rotazione fluida e continua del motore senza la necessità di componenti aggiuntivi, come un cambio, per convertire la potenza dalla batteria alle ruote.

Tipi: Esistono due tipi principali di motori a induzione utilizzati nei veicoli elettrici (EV): a gabbia di scoiattolo e a rotore avvolto. I motori a induzione a gabbia di scoiattolo sono il tipo più comunemente utilizzato nei veicoli elettrici (EV) grazie alla loro costruzione semplice, all'elevata affidabilità e ai bassi requisiti di manutenzione. I motori a induzione a rotore avvolto hanno una costruzione più complessa con avvolgimenti del rotore accessibili esternamente, consentendo un controllo migliore delle prestazioni del motore, ma possono richiedere manutenzione aggiuntiva.

Vantaggi

Robustezza e affidabilità: I motori a induzione sono noti per la loro struttura robusta e la capacità di resistere a condizioni operative avverse, rendendoli altamente affidabili e durevoli nelle applicazioni di veicoli elettrici (EV).

Alta coppia a bassa velocità: I motori asincroni possono fornire elevata coppia a basse velocità, fondamentale per i veicoli elettrici (EV) durante la partenza e la salita. Questa capacità di coppia è resa possibile dal design del rotore e dello statore e dall'uso dell'elettronica di potenza per controllare le prestazioni del motore.

Economicità: I motori a induzione non richiedono magneti permanenti, rendendoli più convenienti rispetto ad altri tipi di motore, come i motori a magneti permanenti.

Basso attrito durante la marcia a ruota libera: Quando un veicolo elettrico (EV) è in veleggiamento o marcia a ruota libera senza alimentazione, il motore elettrico può creare un effetto di resistenza, spesso chiamato "motor drag" o "coasting drag". Questa resistenza è causata dalle forze elettromagnetiche all'interno del motore, che possono opporsi al movimento del rotore e generare resistenza al moto del veicolo.

Nel caso dei motori a induzione, il rotore non possiede magneti permanenti e la resistenza generata dal motore è generalmente inferiore rispetto ai motori a magneti permanenti. Ciò avviene perché i motori a induzione si basano sull'induzione elettromagnetica per generare il campo magnetico rotante nel rotore, che induce corrente e crea forze magnetiche che si oppongono al movimento del rotore. Di conseguenza, la resistenza del motore in un motore a induzione è solitamente minore e il veicolo può procedere con meno resistenza quando il motore non è alimentato attivamente.

Limitazioni

Minore efficienza ad alte velocità: I motori a induzione possono avere un'efficienza inferiore rispetto ad altri tipi di motore, come i motori a magneti permanenti, ad alte velocità, il che può influire sull'efficienza complessiva del veicolo.

Controllo più complesso: I motori a induzione richiedono algoritmi di controllo complessi per ottenere prestazioni ottimali, incluso il controllo della velocità del motore, della coppia e del fattore di potenza, che possono richiedere elettronica di potenza e sistemi di controllo sofisticati.

Maggiore peso e ingombro: I motori a induzione possono essere più grandi e pesanti rispetto ad altri tipi di motore, influenzando il peso del veicolo e le considerazioni sul packaging.