Il controllo della velocità di un motore a induzione monofase può essere ottenuto utilizzando vari metodi, a seconda dell’applicazione specifica e del design del motore. Un metodo comune consiste nell’utilizzare un azionamento a frequenza variabile (VFD) o un controller di velocità elettronico progettato per motori monofase. Questi dispositivi regolano la frequenza e la tensione fornita al motore, controllandone così la velocità. Regolando la frequenza dell’alimentazione CA, la velocità sincrona del motore cambia proporzionalmente, consentendo un controllo preciso della velocità su un ampio intervallo. I VFD e i controller elettronici di velocità offrono anche funzionalità quali rampe di accelerazione e decelerazione, controllo della coppia e meccanismi di protezione, migliorando le prestazioni e la longevità del motore in diverse applicazioni, dai sistemi HVAC ai piccoli elettrodomestici.
La velocità di un motore a induzione monofase può essere controllata utilizzando una tecnica chiamata metodo CSCR (Capacitor Start-Capacitor Run). In questo metodo vengono utilizzati due condensatori: uno per l’avvio e l’altro per il funzionamento. Il condensatore di avviamento crea uno sfasamento tra l’avvolgimento principale e l’avvolgimento ausiliario, consentendo al motore di avviarsi senza problemi e di sviluppare una coppia sufficiente. Una volta che il motore raggiunge una velocità quasi sincrona, un interruttore centrifugo disconnette il condensatore di avviamento e il condensatore di funzionamento rimane collegato per ottimizzare le prestazioni del motore durante il funzionamento. Questo metodo fornisce un controllo della velocità moderato ed è comunemente utilizzato in applicazioni che richiedono un avviamento efficiente e un funzionamento continuo con carichi variabili, come pompe, ventole e compressori.
Un altro metodo per controllare la velocità di un motore a induzione monofase è attraverso tecniche di inversione dei poli. Ciò comporta la progettazione del motore con più avvolgimenti o prese sull’avvolgimento principale che possono essere collegate in diverse configurazioni utilizzando un interruttore o un meccanismo di selezione. Modificando il numero di poli nella configurazione dell’avvolgimento del motore, è possibile regolare la velocità sincrona del motore. Ad esempio, un motore progettato per il funzionamento a due velocità può avere due serie di avvolgimenti, uno per l’alta velocità e un altro per la bassa velocità, consentendo agli utenti di passare dall’uno all’altro in base ai requisiti dell’applicazione. Il cambio dei poli fornisce opzioni discrete di controllo della velocità ed è comunemente utilizzato in macchinari e apparecchi industriali dove sono necessarie impostazioni di velocità specifiche per diverse attività operative.
Il controllo della velocità su un motore a induzione può essere ottenuto anche utilizzando metodi meccanici come la regolazione del carico o delle caratteristiche dell’accoppiamento. Modificando la coppia di carico applicata all’albero motore o modificando l’accoppiamento tra il motore e l’apparecchiatura azionata, la velocità del motore può essere controllata indirettamente. Ad esempio, riducendo il carico meccanico sull’albero motore si diminuisce la richiesta di coppia, consentendo al motore di funzionare a una velocità più elevata se la frequenza di alimentazione rimane costante. Al contrario, l’aumento della coppia di carico può causare il rallentamento del motore per mantenere l’equilibrio della coppia. Questo metodo è semplice e non richiede componenti elettrici aggiuntivi, ma potrebbe presentare limitazioni nel raggiungimento di una regolazione precisa della velocità rispetto ai metodi di controllo elettronici o elettrici.
La regolazione della velocità di un motore a induzione può essere eseguita utilizzando una tecnica nota come controllo della tensione. Variando la tensione di ingresso fornita al motore utilizzando un autotrasformatore variabile (Variac) o un dispositivo elettronico di potenza come un controller ad angolo di fase, la velocità del motore può essere controllata in modo efficace. Riducendo la tensione fornita al motore si diminuisce il flusso magnetico nel nucleo del motore, che a sua volta riduce la coppia elettromagnetica e la velocità del motore. Al contrario, aumentando la tensione si migliorano le prestazioni e la velocità del motore. I metodi di controllo della tensione offrono flessibilità nella regolazione della velocità e sono adatti per applicazioni in cui è richiesta una regolazione precisa della velocità senza la complessità dei metodi di controllo della frequenza. Tuttavia, un’attenta considerazione della progettazione del motore e delle condizioni operative è essenziale per evitare il surriscaldamento e un funzionamento inefficiente quando si utilizza il controllo della tensione per la regolazione della velocità.