Un motore elettrico a spazzole è uno dei tipi più comuni di motori elettrici utilizzati in una varietà di applicazioni, dalle piccole apparecchiature domestiche ai veicoli elettrici, utensili, giocattoli, automazioni, fino alle repliche da softair.
Funziona grazie all’interazione tra un campo magnetico generato dall’elettricità e un rotore che ruota al suo interno. Il principio di funzionamento di un motore a spazzole si basa su alcune componenti fondamentali, tra cui il rotore, lo statore, le spazzole e il commutatore.
Il rotore è una parte rotante del motore ed è costituito da un albero metallico con delle bobine di filo avvolte attorno ad esso. Queste bobine sono solitamente fatte di rame e sono collegate a un commutatore (collettore). Lo statore è la parte fissa del motore e contiene dei magneti, che possono essere permanenti o elettromagneti. Quando l’elettricità scorre attraverso il filo nel rotore, si crea un campo magnetico che interagisce con il campo magnetico dello statore, generando una forza che fa ruotare l’armatura.
Nella foto un esempio di motore High Torque Basilisk per softair 17.000 giri/min.
La funzione delle spazzole è fondamentale per il funzionamento del motore. Le spazzole sono realizzate in materiali conduttivi e sono in continuo contatto con il commutatore, una parte metallica (almeno 3 placche) che collega elettricamente le bobine del rotore alla fonte di alimentazione.
Le spazzole trasmettono la corrente elettrica alle bobine del rotore, permettendo al motore di funzionare. Poiché le spazzole sono in contatto fisico con il commutatore, generano attrito, il che comporta una certa usura nel tempo. Questo è uno degli svantaggi principali di questo tipo di motore, in quanto richiede una manutenzione regolare per evitare il deterioramento delle spazzole.
Il commutatore o collettore è un elemento cruciale per la rotazione del motore. Si tratta di un interruttore rotante che cambia la direzione della corrente elettrica che scorre attraverso le bobine del rotore. In pratica, il commutatore fa in modo che le bobine del rotore siano sempre collegate correttamente alla fonte di alimentazione, cambiando la polarità quando necessario per mantenere il movimento del rotore in una direzione continua. Senza il commutatore, la corrente elettrica non potrebbe fluire correttamente e il rotore non ruoterebbe.
Man mano che il motore funziona, la corrente elettrica fluisce attraverso il circuito e genera un campo magnetico. Questo campo magnetico interagisce con quello dello statore, creando una forza di repulsione o attrazione tra il rotore e lo statore. Questo processo di attrazione e repulsione causa la rotazione dell’albero. Quando il rotore ruota, il commutatore cambia la direzione della corrente nelle bobine per mantenere il rotore in movimento continuo.
Il motore a spazzole può essere alimentato sia da una batteria che da una fonte di energia esterna, a seconda dell’applicazione. Rimane una tecnologia economica e facilmente disponibile. La sua struttura semplice e la capacità di fornire coppia a basse velocità lo rendono utile in molte applicazioni, anche se il suo rendimento e la sua durata sono inferiori rispetto ai motori brushless, che non utilizzano spazzole e commutatori ma richiedono un circuito elettronico (un inverter trifase) per il loro funzionamento.
Leggi anche…
