I motori elettrici sono ovunque: nelle auto, nei droni, nei condizionatori, nei robot industriali e persino negli spazzolini smart. Naturalmente non sono tutti uguali, né funzionano nello stesso modo. Quando arriva il momento di testarli, per capire se faranno il loro lavoro senza cedere sotto sforzo, entra in gioco una procedura fondamentale ma spesso sottovalutata: lo spin test.
Prima di addentrarci nell’argomento, è necessario fare una panoramica sui motori elettrici.
Quali tipi di motori elettrici esistono?
La prima grande distinzione è tra motori a corrente alternata (AC) e a corrente continua (DC).
Tra i motori AC, troviamo principalmente due famiglie: i motori a induzione e sincroni.
I motori a induzione (detti anche asincroni) sono i più diffusi in ambito industriale. Hanno una struttura semplice, sono economici e molto resistenti. La loro peculiarità sta nel fatto che il rotore non gira esattamente alla stessa velocità del campo magnetico generato dallo statore: c’è uno slip fisiologico che consente la generazione di coppia.
I motori sincroni, al contrario, sono più efficienti perché il rotore si muove esattamente alla stessa frequenza del campo. Bisogna dire che sono anche più complessi da gestire e, spesso, più costosi.
Nel mondo dei motori DC, i classici motori brushed funzionano grazie a delle spazzole che commutano il campo magnetico, tali componenti sono soggetti a usura e richiedono manutenzione.
I motori brushless (BLDC), invece, non hanno spazzole, sono più leggeri, silenziosi e molto più efficienti. Attualmente sono quasi una scelta obbligata in settori come la mobilità elettrica e robotica.
Infine, troviamo i motori universali, capaci di funzionare sia in AC che in DC: una versatilità che li rende perfetti per elettrodomestici come trapani, frullatori e aspirapolvere.
Oltre a queste famiglie principali, esistono motori più specifici come quelli a riluttanza variabile, i motori assiali o i motori lineari. Si tratta di opzioni mirate, da utilizzare quando si ha poco spazio, si richiede una coppia molto elevata o ci si muove in contesti meccanicamente estremi.
Come funziona un motore elettrico?
Il principio di base è sempre lo stesso: generare movimento sfruttando il principio del campo magnetico.
Lo statore (la parte fissa del motore) crea un campo magnetico che interagisce con il rotore, (la parte mobile); in altre tipologie di motore avviene il contrario. Il rotore viene attirato e respinto a ritmo, creando così una rotazione.
Il modo in cui viene generato e controllato questo campo cambia molto in base al tipo di motore. Da qui derivano differenze in termini di efficienza, velocità, coppia e capacità di risposta.
Lo spin test Schenck e il Green Technology Center
Mettiamo il caso di avere un motore progettato per girare a 15.000 rpm. Per verificare che non si deformi, non si surriscaldi e soprattutto che non esploda, occorre effettuare uno spin test.
In Schenck, disponiamo di macchine per lo spin test come Centrio che consente di mettere in rotazione il rotore del motore a velocità crescenti, in un ambiente controllato. In tal modo, è possibile osservare come si comporta in condizioni estreme, anche superiori a quelle operative.
I dati che vengono registrati consentono di monitorare se e quanto il rotore si deforma a causa della forza centrifuga. Inoltre, si controlla il livello di vibrazioni o di squilibrio perché potrebbero segnalare problemi strutturali. Si attua la ricerca anche di eventuali microfratture, si analizzano le vibrazioni, la reazione del rotore al calore e si misura la tensione che il rotore genera quando gira liberamente.
Nel Green Technology Center di Darmstadt, il primo laboratorio per la teoria dello squilibrio al mondo, questo processo è integrato con un approccio orientato alla sostenibilità: vengono utilizzati materiali innovativi e strategie per l’ottimizzazione energetica, e i test aiutano direttamente le aziende di settori come automotive, aviazione, aerospace ed e-mobility a progettare motori più leggeri, efficienti e duraturi.
Perché è così importante?
Le insidie sono dietro l’angolo. Perfino un motore che sembra perfetto sulla carta o al banco prova può fallire in modo drammatico quando è installato su un veicolo o una macchina reale. Lo spin test è un modo per anticipare, diagnosticare e correggere problemi che potrebbero diventare molto costosi o pericolosi.
In alcuni settori è una condizione obbligatoria per la certificazione e l’omologazione del prodotto.
Se desideri ricevere una consulenza specifica, contatta i nostri professionisti e vieni a trovarci a Coiltech Italia 2025, il 17 e il 18 settembre a Pordenone Fiere Padiglione 6 – Stand D-05. Iscriviti all’evento, ti aspettiamo.
