Costituito da una serie di fili di rame altamente resistenti, l’avvolgimento motore elettrico è presente in diversi tipi di dispositivi.
Nell’ambito del settore automobilistico, la ricerca di nuove soluzioni più ecosostenibili ha portato allo sviluppo di nuove tecnologie in fatto di sistemi di propulsione. In particolare, da alcuni decenni sono state introdotte le motorizzazioni elettriche che non rappresentano una novità in senso assoluto ma costituiscono una svolta per l’applicazione in questo settore specifico.
Esistono diversi tipo di power train che utilizzano il motore elettrico: le auto ibride, ad esempio, lo affiancano al tradizionale motore a combustione interna come ‘supporto’ per aumentare la potenza complessiva e ridurre le emissioni inquinanti attraverso vari sistemi di recupero dell’energia. I modelli full electric, invece, vengono spinti solo ed esclusivamente da un sistema di propulsione elettrico (detto “di trazione”) che funziona grazie ad un pacco di batterie (in genere agli ioni di litio). Tutti i motori elettrici sfruttano una particolare componente detta ‘avvolgimento‘: vediamo di seguito di cosa si tratta.
Cos’è l’avvolgimento di un motore elettrico e come funziona
Benché ne esistano di diversi tipi, in estrema sintesi è possibile definire un motore elettrico come quel dispositivo in grado di convertire l’energia elettrica in moto, in modo tale da generare la coppia motrice che consente alla vettura di muoversi. Il motore elettrico assolve a diverse funzioni: da un lato supporta le ruote motrici, dall’altro recupera l’energia durante la fase di decelerazione del veicolo che normalmente andrebbe persa.
Nel settore automobilistico esistono sostanzialmente due tipologie di motore elettrico: quello a magnete permanente e quello a induzione. I primi si prestano meglio ad essere utilizzati su veicoli elettrici, in quanto sono in grado di gestire carichi maggiori sia a basse che alte velocità per lunghi periodi di tempo. I secondi, di contro, sono più adatti alle motorizzazioni ibride in quanto in grado di funzionare in maniera ottimale ad alte velocità e con livelli di potenza non troppo elevati.
In entrambe le tipologie di motore è presente il cosiddetto ‘avvolgimento‘. Esso è costituito da una fitta sequenza di fili di rame avvolti attorno ad un organo meccanico circolare, differente a seconda del tipo di motore. Per meglio capire la sua funzione, prendiamo ad esempio un dispositivo a magnete permanente. Questi è costituito, fondamentalmente, da due elementi: uno statore e un rotore.
Il rotore è l’organo che ruota e, per mezzo di una serie di ingranaggi, trasmette il moto di rotazione alle ruote motrici. La rotazione del rotore è determinata da un campo magnetico prodotto dallo statore. Questi è un elemento fisso, costituito da una serie di sottili lamelle circolari dentate all’interno delle quali vengono fatti passare i fili di rame che costituiscono l’avvolgimento motore elettrico. I filamenti sono modellati secondo una forma ben precisa, così da adattarsi perfettamente all’alloggiamento al quale sono destinati; essi sono realizzati in maniera tale da sopportare meglio lo stress termico rispetto ai fili a trefoli. Una volta completato l’assemblaggio dell’avvolgimento, lo statore viene verniciato così da formare un sistema rigido e isolato elettricamente. La funzione degli avvolgimenti è quella di generare un campo elettromagnetico nel momento in cui vengono attraversati dalla corrente elettrica.
Questo tipo di motore sfrutta un principio di funzionamento piuttosto semplice: l’avvolgimento dello statore crea un campo elettromagnetico che spinge i magneti a far ruotare il rotore che a sua volta, tramite ingranaggi, azione le ruote motrici.
L’avvolgimento nel motore elettrico a induzione
Nei propulsori elettrici a induzione è presente uno statore costruito allo stesso modo di quello del motore a magnete permanente. La differenza fondamentale è costituita dal rotore, all’interno del quale non sono presenti dei magneti, bensì delle parre di alluminio deputate alla creazione del campo magnetico che imprime il moto di rotazione al rotore.
L’avvolgimento si trova anche qui attorno allo statore; viene attraversato da un flusso di corrente elettrica e genera il campo magnetico che, per induzione, mette in moto il rotore.
Il motore elettrico a corrente continua con le ‘spazzole’
I modelli di motore sopra descritti vengono spesso definiti ‘brushless‘, ovvero senza spazzole. Questo perché funzionano senza contatti elettrici striscianti, come invece accade per i più tradizionali motori elettrici a corrente continua.
In questi ultimi, l’avvolgimento di fili di rame si trova nel rotore; al passaggio della corrente elettrica, le spire generano un campo magnetico. Nello statore sono presenti due o più polarità magnetiche che generano un altro campo magnetico; questo sistema crea un fenomeno di induzione elettromagnetica che fa girare il rotore. Le spazzole fanno in modo che, durante la rotazione, le polarità degli avvolgimenti restino alternata: così, pur essendo alimentato da corrente continua, il sistema funziona a corrente alternata.
Questo tipo di tecnologia presenta alcuni vantaggi, come ad esempio il minor costo di realizzazione e di gestione (i motori brushless sfruttano una tecnologia più sofisticata che prevede anche una centralina elettronica di controllo mentre quelli dotati di spazzole utilizzano un semplice potenziometro oppure un reostato). Di contro, la presenza del costante strofinamento aumenta considerevolmente il rischio di scintille durante il moto di rotazione dei rotori, rendendo il dispositivo complessivamente meno sicuro.
Come rifare avvolgimento motore elettrico auto
Nel caso in cui l’avvolgimento di un motore elettrico a corrente continua o alternata si sia consumato o bruciato è necessario ‘riavvolgerlo’, ossia rimuovere i vecchi filamenti di rame e sostituirli con dei nuovi. Questa operazione non può essere effettuata in proprio, dal momento che è molto complessa e richiede l’utilizzo di materiali e strumenti adeguati. Per questo è necessario rivolgersi ad officine specializzate in questo genere di lavorazioni.
Il costo complessivo dell’intervento può variare, a seconda del tipo di motore e delle tariffe applicate dall’officina alla quale ci si rivolge. I parametri che incidono sul prezzo sono la potenza e il regime di rotazione del propulsore. Per tanto, il riavvolgimento motore elettrico può costare tra i 40 ed i 1.200 euro circa, al netto dell’eventuale necessità di sostituire altre parti meccaniche che l’officina deve segnalare durante la fase di elaborazione del preventivo che rappresenta il riscontro migliore per avere la misura reale di quanto costa rifare avvolgimento motore elettrico.
