Gabbia di scoiattolo nei motori asincroni: perché?

[BrunoValente]

Che i rotori dei motori asincroni siano realizzati con la nota struttura a gabbia di scoiattolo è cosa risaputa ma un'alternativa ovvia e più semplice potrebbe essere una struttura continua, cioè un cilindro conduttore invece delle sbarre della gabbia.

La domanda è: perché per il conduttore del rotore si preferisce una struttura a sbarre invece di una struttura cilindrica continua?

Da ricordi scolastici so che la struttura a gabbia si preferisce a quella continua per evitare le correnti di Foucault e in prima battuta ci sta visto che siamo in presenza di campi magnetici variabili ma a pensarci bene mi sembra una precauzione inutile, cerco di spiegare perché.

Le correnti utili alla generazione della coppia di rotazione sono quelle che sulla superficie del rotore scorrono parallelamente all'asse di rotazione e quindi nelle sbarre della gabbia di scoiattolo.

Queste correnti si chiudono circolando negli anelli di chiusura della gabbia, quindi ortogonalmente alle barre della gabbia e in quel tratto non producono coppia utile alla rotazione.

Mi chiedo, vi chiedo, quindi cosa cambierebbe se al posto della gabbia vi fosse un conduttore cilindrico continuo?

Sulla superficie del cilindro, a differenza della gabbia, oltre alle correnti indotte parallele all'asse, si indurrebbero anche delle componenti ortogonali e quindi inutili.. né più né meno e della stessa entità di quelle che scorrono negli anelli della gabbia, quindi cosa cambierebbe?

[RenzoDF]

Direi semplicemente perché il rame e l'alluminio non sono ferromagnetici.

[BrunoValente]

Ciao RenzoDF capisco di non essermi spiegato bene: non intendo un cilindro conduttore pieno, intendo un tubo conduttore di piccolo spessore e riempito con materiale ferromagnetico, insomma come se vi fossero tante sbarre vicine a tal punto da toccarsi l'una con l'altra a formare un conduttore continuo.

[angus]

Direi per il peso...

[RenzoDF]

Ciao RenzoDF capisco di non essermi spiegato bene: non intendo un cilindro conduttore pieno, intendo un tubo conduttore di piccolo spessore e riempito con materiale .

Lo avevo capito, ma è proprio quel "piccolo spessore" che in quella zona supercritica del traferro non sarebbe accettabile se non talmente sottile da non essere adatto all'intensità delle correnti indotte..

[BrunoValente]

Ah! ora ho capito cosa intendi.
Quindi mi confermi che le correnti di Foucault non c'entrano? Se lo spessore del conduttore fosse irrilevante funzionerebbe altrettanto bene?

[RenzoDF]

... Quindi mi confermi che le correnti di Foucault non c'entrano?

Quelle c'entrano sempre.

[BrunoValente]

Sì, certo, ma in questo caso vi sarebbero differenze da questo punto di vista?

[DarioDT]

Dovrei andare a riprendere un po di libri ma io ricordo che le barre della gabbia creano delle coppie polari, ovvero delle spire dove scorre la corrente indotta dal campo magnetico delle statore. Se fai un cilindro si creerebbe una corrente di circolazione nel cilindro ma non in grado di generare una coppia rotante.

Vedi animazione wikipedia:
Motore asincrono


Ciao,
Dario

P.S. (Spero che il mio professore di macchine elettriche buon anima non si stia rivoltando nella tomba)

[DarioDT]

Allego tre pagine interessanti tratte da Olivieri Ravelli - Macchine elettriche.
La macchina di cui parli tu BrunoValente è quella di Galileo Ferraris.
Diciamo che avevamo ragione un po tutti!

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Ciao,
Dario