MOTORI ELETTRICI YOU-ALW
Le differenze tra un motore asincrono con avvolgimenti in rame e uno con avvolgimenti in alluminio riguardano soprattutto conducibilità elettrica, rendimento, riscaldamento, peso, costo e durata.
1. Conducibilità elettrica
Il rame ha una conducibilità elettrica circa il 60% superiore a quella dell’alluminio.
- Rame: resistività ≈ 0,0175 Ω·mm²/m
- Alluminio: resistività ≈ 0,0282 Ω·mm²/m
Questo significa che, a parità di sezione del conduttore:
- il rame presenta minori perdite per effetto Joule (I²R);
- l’alluminio si scalda di più.
Per ottenere prestazioni equivalenti, gli avvolgimenti in alluminio devono avere una sezione maggiore.
2. Rendimento energetico
A parità di progetto:
| Caratteristica | Rame | Alluminio |
|---|---|---|
| Perdite nel rame/alluminio | Inferiori | Superiori |
| Rendimento | Maggiore | Minore |
| Temperatura di esercizio | Più bassa | Più alta |
Nei motori ad alta efficienza (classi IE3, IE4, IE5) il rame è generalmente preferito perché consente di ridurre le perdite.
La differenza di rendimento può variare da pochi decimi di punto percentuale fino a oltre l’1% a seconda della taglia e del progetto.
3. Coppia e prestazioni dinamiche
Se i motori sono progettati correttamente per fornire la stessa potenza nominale:
- la coppia nominale può essere praticamente identica;
- la velocità nominale cambia poco;
- la corrente di spunto tende a essere leggermente inferiore nei motori con avvolgimenti in rame.
Tuttavia, nei motori economici con avvolgimenti in alluminio si osservano spesso:
- maggiore scorrimento;
- temperature più elevate;
- minore capacità di sopportare sovraccarichi prolungati.
4. Peso
L’alluminio pesa circa un terzo del rame:
- densità rame: ~8,96 kg/dm³
- densità alluminio: ~2,70 kg/dm³
Anche aumentando la sezione del conduttore, il motore con avvolgimenti in alluminio risulta generalmente più leggero.
5. Resistenza meccanica e affidabilità
Il rame offre:
- maggiore resistenza meccanica;
- migliore tenuta alle vibrazioni;
- minore dilatazione termica.
L’alluminio:
- è più delicato;
- è più soggetto a problemi nelle giunzioni elettriche;
- richiede maggiore attenzione nelle connessioni per evitare ossidazione e allentamenti.
6. Riparabilità
Dal punto di vista delle officine di riavvolgimento:
- il rame è più facile da saldare e lavorare;
- l’alluminio richiede tecniche specifiche e spesso rende la riparazione più complessa.
Per questo molti motori industriali destinati a lunga vita operativa utilizzano il rame.
7. Costo
L’alluminio costa molto meno del rame.
Per il costruttore:
- minor costo dei materiali;
- minore esposizione alle oscillazioni del prezzo del rame.
Per questo molti motori economici utilizzano avvolgimenti in alluminio.
Confronto sintetico
| Aspetto | Avvolgimento in rame | Avvolgimento in alluminio |
|---|---|---|
| Conducibilità | ★★★★★ | ★★★ |
| Perdite elettriche | Basse | Più elevate |
| Rendimento | Maggiore | Leggermente inferiore |
| Riscaldamento | Minore | Maggiore |
| Peso | Maggiore | Minore |
| Robustezza | Maggiore | Inferiore |
| Facilità di riparazione | Migliore | Peggiore |
| Costo | Più alto | Più basso |