Un motore elettrico è un convertitore elettromeccanico (macchina elettrica) che converte l’energia elettrica in energia meccanica. Nei motori elettrici convenzionali si generano campi magnetici conduttori di corrente che trasportano le loro forze di attrazione reciproca e di repulsione in movimento. Quindi, il motore elettrico è la controparte del generatore costruito molto simile che converte la potenza del motore in energia elettrica. Generalmente i motori elettrici generano movimenti rotatori, ma possono anche essere utilizzati per i movimenti traslatori costruiti (attuatore lineare). I motori elettrici sono utilizzati per guidare molte attrezzature, macchinari e veicoli.

Principio di funzionamento
I motori elettrici sono dispositivi che trasformano l’energia elettrica in energia meccanica. Il mezzo di questa trasformazione dell’energia nei motori elettrici è il campo magnetico. Esistono diversi tipi di motori elettrici e ogni tipo ha componenti diversi la cui struttura determina l’interazione dei flussi elettrici e magnetici che provocano la forza o la coppia del motore.

Il principio fondamentale è che descrive come una forza è causata dall’interazione di un punto di carica elettrica q nei campi elettrici e magnetici è la legge di Lorentz:

dove:
q: ricarica elettrica puntuale
E: campo elettrico
v: velocità delle particelle
B: densità del campo magnetico

Nel caso di un campo puramente elettrico l’espressione dell’equazione è ridotta a:

La forza in questo caso è determinata solo dalla carica q e dal campo elettrico E. È la forza di Coulomb che agisce lungo il conduttore originando il flusso elettrico, ad esempio nelle bobine dello statore delle macchine a induzione o nel rotore dei motori DC.

Nel caso di un campo puramente magnetico:

La forza è determinata dalla carica, dalla densità del campo magnetico B e dalla velocità del carico v. Questa forza è perpendicolare al campo magnetico e alla direzione della velocità del carico.Normalmente ci sono molti carichi in movimento, quindi è conveniente riscrivere l’espressione in termini di densità di carica Fv (forza per unità di volume):

Al prodotto  è noto come densità di corrente J (ampere per metro quadrato):

Quindi l’espressione risultante descrive la forza prodotta dall’interazione della corrente con un campo magnetico:

Questo è un principio base che spiega come le forze hanno origine nei sistemi elettromeccanici come i motori elettrici. Tuttavia, la descrizione completa per ogni tipo di motore elettrico dipende dai suoi componenti e dalla sua costruzione.

Motore lineare
Un motore lineare è essenzialmente un motore elettrico che è stato “srotolato” in modo che, invece di produrre una coppia (rotazione), produca una forza rettilinea lungo la sua lunghezza.

I motori lineari sono più comunemente motori a induzione o motori passo-passo. I motori lineari si trovano comunemente in molte montagne russe dove il movimento rapido del vagone senza motore è controllato dal binario. Sono anche utilizzati nei treni a levitazione magnetica, dove il treno “vola” sul terreno. Su scala ridotta, il plotter a penna HP 7225A del 1978 utilizzava due motori stepper lineari per spostare la penna lungo gli assi X e Y.

Elettromagnetismo

Forza e coppia
Lo scopo fondamentale della stragrande maggioranza dei motori elettrici del mondo è di indurre elettromagneticamente il movimento relativo in uno spazio d’aria tra uno statore e un rotore per produrre una coppia utile o una forza lineare.

Secondo la legge della forza di Lorentz, la forza di un conduttore di avvolgimento può essere data semplicemente da:

o più in generale, per gestire conduttori con qualsiasi geometria:

Gli approcci più generali per calcolare le forze nei motori usano tensori.

Energia
Dove il numero di giri è la velocità dell’albero e T è la coppia, la potenza meccanica Pem di un motore è data da,

nelle unità britanniche con T espresse in libbre-piedi,
 (potenza), e

in unità SI con velocità angolare dell’albero espressa in radianti al secondo e T espressa in newtonmetri,
 (watt).

Per un motore lineare, con forza F espressa in newton e velocità v espressa in metri al secondo,

 (watt).

In un motore asincrono o ad induzione, la relazione tra la velocità del motore e la potenza del traferro è, trascurando l’effetto pelle, data da quanto segue:
 , dove

Rr – resistenza del rotore
I _r ² – quadrato di corrente indotto nel rotore
s – slittamento del motore; cioè, differenza tra velocità sincrona e velocità di slittamento, che fornisce il movimento relativo necessario per l’induzione di corrente nel rotore.

Indietro emf
Poiché gli avvolgimenti di indotto di un motore a corrente continua o universale si muovono attraverso un campo magnetico, hanno una tensione indotta in essi. Questa tensione tende ad opporsi alla tensione di alimentazione del motore e quindi è chiamata “forza elettromotrice posteriore (emf)”. La tensione è proporzionale alla velocità di marcia del motore. La parte posteriore del motore, oltre alla caduta di tensione attraverso la resistenza interna e le spazzole, deve essere uguale alla tensione delle spazzole. Ciò fornisce il meccanismo fondamentale della regolazione della velocità in un motore a corrente continua. Se il carico meccanico aumenta, il motore rallenta; un risultato emf sulla parte inferiore della schiena e più corrente viene prelevata dalla riserva. Questa maggiore corrente fornisce la coppia aggiuntiva per bilanciare il nuovo carico.
Nelle macchine AC, a volte è utile prendere in considerazione una fonte back-emf all’interno della macchina; ad esempio, ciò è particolarmente preoccupante per la regolazione a breve distanza dei motori a induzione sui VFD.

Perdite
Le perdite del motore sono dovute principalmente a perdite resistive negli avvolgimenti, perdite del nucleo e perdite meccaniche nei cuscinetti e si verificano anche perdite aerodinamiche, in particolare laddove sono presenti ventole di raffreddamento.

Le perdite si verificano anche in commutazione, scintilla dei commutatori meccanici e commutatori elettronici e dissipano anche il calore.

Efficienza
Per calcolare l’efficienza del motore, la potenza di uscita meccanica è divisa per la potenza di ingresso elettrica:
 ,

dove  è l’efficienza di conversione energetica,  è la potenza di ingresso elettrica, e  è la potenza di uscita meccanica:

dove  è la tensione di ingresso,  è la corrente di ingresso, T è la coppia di uscita e viene emessa la velocità angolare. È possibile derivare analiticamente il punto di massima efficienza.In genere è inferiore a 1/2 della coppia di stallo.

Diverse autorità di regolamentazione in molti paesi hanno introdotto e implementato una legislazione per incoraggiare la produzione e l’uso di motori elettrici ad alta efficienza.

Fattore di bontà
Eric Laithwaite ha proposto una metrica per determinare la “bontà” di un motore elettrico: 

Dove:
 è il fattore di bontà (i fattori sopra 1 sono probabilmente efficienti)
 sono le sezioni trasversali del circuito magnetico ed elettrico
 sono le lunghezze dei circuiti magnetici ed elettrici
 è la permeabilità del nucleo
 è la frequenza angolare alla quale è guidato il motore

Da questo, ha dimostrato che i motori più efficienti hanno probabilmente dei poli magnetici relativamente grandi. Tuttavia, l’equazione riguarda solo direttamente motori non PM.

Parametri di prestazione

Capacità di coppia dei tipi di motore
Tutti i motori elettromagnetici, e questo include i tipi qui menzionati, derivano la coppia dal prodotto vettoriale dei campi interagenti. Per calcolare la coppia è necessario conoscere i campi nel traferro.Una volta che questi sono stati stabiliti mediante analisi matematica usando FEA o altri strumenti, la coppia può essere calcolata come l’integrale di tutti i vettori di forza moltiplicati per il raggio di ciascun vettore. La corrente che scorre nell’avvolgimento produce i campi e per un motore che utilizza un materiale magnetico il campo non è linearmente proporzionale alla corrente. Ciò rende il calcolo difficile ma un computer può eseguire i molti calcoli necessari.

Una volta eseguita questa operazione, è possibile utilizzare una figura che rapporta la corrente alla coppia come parametro utile per la selezione del motore. La coppia massima per un motore dipenderà dalla corrente massima, anche se questo di solito sarà utilizzabile solo finché le considerazioni termiche avranno la precedenza.

Quando progettato in modo ottimale all’interno di un dato vincolo di saturazione del core e per una data corrente attiva (cioè corrente di coppia), tensione, numero di coppie polari, frequenza di eccitazione (cioè velocità sincrona) e densità del flusso dell’aria, tutte le categorie di motori elettrici o i generatori mostreranno virtualmente la stessa coppia di alberi continui massima (cioè la coppia operativa) all’interno di una determinata area del traferro con cave di avvolgimento e profondità di ferro posteriore, che determina la dimensione fisica del nucleo elettromagnetico. Alcune applicazioni richiedono raffiche di coppia oltre la coppia massima di funzionamento, come brevi raffiche di coppia per accelerare un veicolo elettrico da fermo. Sempre limitata dalla saturazione del nucleo magnetico o dall’innalzamento e dalla tensione della temperatura di esercizio, la capacità di scoppiare di una coppia oltre la coppia massima di esercizio varia significativamente tra le categorie di motori elettrici o generatori.

La capacità delle raffiche di coppia non deve essere confusa con la capacità di indebolimento del campo. L’indebolimento del campo consente a una macchina elettrica di funzionare oltre la frequenza di eccitazione progettata. L’indebolimento del campo viene eseguito quando non è possibile raggiungere la velocità massima aumentando la tensione applicata. Questo vale solo per i motori con campi controllati in corrente e pertanto non può essere ottenuto con motori a magneti permanenti.

Le macchine elettriche senza topologia del circuito trasformatore, come quella dei WRSM o dei PMSM, non possono realizzare raffiche di coppia superiori alla coppia massima progettata senza saturare il nucleo magnetico e rendere inutile qualsiasi aumento di corrente. Inoltre, il montaggio a magneti permanenti dei PMSM può essere irreparabilmente danneggiato, se si tentano esplosioni di coppia superiori alla coppia massima di esercizio.

Le macchine elettriche con topologia di circuiti trasformatori, come macchine a induzione, macchine elettriche ad induzione doppiamente alimentate e macchine a induzione o rotore a doppio avvolgimento sincrono (WRDF), presentano picchi di coppia molto elevati perché la corrente attiva indotta da emf su entrambi lato del trasformatore si oppongono e quindi non contribuiscono in alcun modo alla densità del flusso del nucleo magnetico accoppiato al trasformatore, che altrimenti porterebbe alla saturazione del nucleo.

Le macchine elettriche che fanno affidamento su principi induttivi o asincroni cortocircuitano una porta del circuito del trasformatore e, di conseguenza, l’impedenza reattiva del circuito del trasformatore diventa dominante quando aumenta lo slittamento, che limita la grandezza della corrente attiva (cioè reale). Tuttavia, le raffiche di coppia che sono due o tre volte superiori alla coppia massima di progetto sono realizzabili.

La macchina brushless doppiamente alimentata a rotore avvolto sincronizzato (BWRSDF) è l’unica macchina elettrica con una topologia di circuito a trasformatore con doppia porta (ovvero, entrambe le porte sono eccitate in modo indipendente senza alcuna porta cortocircuitata). La topologia del circuito trasformatore a doppia porta è nota per essere instabile e richiede un gruppo spazzole ad anello scorrevole multifase per propagare potenza limitata al set di avvolgimento del rotore. Se fosse disponibile un mezzo di precisione per controllare istantaneamente l’angolo di coppia e lo scorrimento per il funzionamento sincrono durante il motore o la generazione fornendo contemporaneamente potenza brushless al set di avvolgimento del rotore, la corrente attiva della macchina BWRSDF sarebbe indipendente dall’impedenza reattiva del circuito del trasformatore e esplosioni di coppia significativamente superiori alla coppia massima di funzionamento e ben oltre la capacità pratica di qualsiasi altro tipo di macchina elettrica sarebbero realizzabili. Le raffiche di coppia superiori a otto volte la coppia operativa sono state calcolate.

Densità di coppia continua
La densità di coppia continua delle macchine elettriche convenzionali è determinata dalle dimensioni dell’area del traferro e dalla profondità del ferro posteriore, che sono determinate dalla potenza nominale del set di avvolgimento dell’armatura, dalla velocità della macchina e dall’aria raggiungibile. densità del flusso di spazio prima della saturazione del nucleo. Nonostante l’alta coercività dei magneti permanenti al neodimio o samario-cobalto, la densità di coppia continua è praticamente la stessa tra le macchine elettriche con set di avvolgimento di armatura progettati in modo ottimale. La densità di coppia continua si riferisce al metodo di raffreddamento e al periodo di funzionamento consentito prima della distruzione per surriscaldamento degli avvolgimenti o danni ai magneti permanenti.

Altre fonti affermano che varie topologie e-machine hanno una diversa densità di coppia. Una fonte mostra quanto segue:

Tipo di macchina elettrica	Densità di coppia specifica (Nm / kg)
SPM – brushless ac, conduzione corrente a 180 °	1.0
SPM – brushless ac, conduzione di corrente a 120 °	0,9-1,15
IM, macchina asincrona	0,7-1,0
IPM, macchina per magneti permanenti interni	0,6-0,8
VRM, macchina riluttanza doppiamente saliente	0,7-1,0

dove – la densità di coppia specifica è normalizzata a 1.0 per SPM – ac senza spazzole, conduzione corrente di 180 °, SPM è una macchina a magneti permanenti di superficie.

La densità della coppia è circa quattro volte maggiore per i motori elettrici che sono raffreddati a liquido, rispetto a quelli che sono raffreddati ad aria.

Una sorgente che confronta corrente continua (CC), motori asincroni (IM), motori sincroni a magneti permanenti (PMSM) e motori a riluttanza commutata (SRM) ha mostrato:

Caratteristica	dc	SONO	PMSM	SRM
Densità di coppia	3	3.5	5	4
Densità di potenza	3	4	5	3.5

Un’altra fonte osserva che le macchine sincrone a magneti permanenti fino a 1 MW hanno densità di coppia notevolmente superiore rispetto alle macchine a induzione.

Densità di potenza continua
La densità di potenza continua è determinata dal prodotto della densità di coppia continua e dalla gamma di velocità di coppia costante della macchina elettrica.

Motori magnetici speciali

Rotante

Motore del rotore senza ferro o senza corone
Nulla nel principio di nessuno dei motori sopra descritti richiede che le porzioni di ferro (acciaio) del rotore ruotino effettivamente. Se il materiale magnetico morbido del rotore è realizzato sotto forma di un cilindro, quindi (eccetto per l’effetto di isteresi) la coppia viene esercitata solo sugli avvolgimenti degli elettromagneti. Approfittando di questo fatto è il motore DC senza corone o senza ferro, una forma specializzata di un motore DC a magnete permanente. Ottimizzati per una rapida accelerazione, questi motori hanno un rotore costruito senza anima in ferro. Il rotore può assumere la forma di un cilindro pieno di avvolgimento o di una struttura autoportante comprendente solo il filo magnetico e il materiale adesivo. Il rotore può adattarsi all’interno dei magneti dello statore; un cilindro fisso magneticamente morbido all’interno del rotore fornisce un percorso di ritorno per il flusso magnetico dello statore. Una seconda disposizione prevede il cesto di avvolgimento del rotore che circonda i magneti dello statore. In questo progetto, il rotore si inserisce all’interno di un cilindro magneticamente morbido che può fungere da alloggiamento per il motore, e allo stesso modo fornisce un percorso di ritorno per il flusso.

Poiché il rotore è molto più leggero in peso (massa) rispetto a un rotore convenzionale formato da avvolgimenti di rame su laminazioni di acciaio, il rotore può accelerare molto più rapidamente, raggiungendo spesso una costante di tempo meccanica in meno di un millisecondo. Ciò è particolarmente vero se gli avvolgimenti utilizzano alluminio piuttosto che il rame più pesante. Ma poiché nel rotore non vi è alcuna massa metallica che agisca da dissipatore di calore, anche i piccoli motori senza nucleo devono essere raffreddati con aria forzata. Il surriscaldamento potrebbe essere un problema per i progetti di motori DC senza nucleo. I moderni software, come Motor-CAD, possono aiutare ad aumentare l’efficienza termica dei motori mentre sono ancora in fase di progettazione.

Tra questi tipi vi sono i tipi di disco-rotore, descritti in maggior dettaglio nella prossima sezione.

L’allarme vibrante dei telefoni cellulari è talvolta generato da minuscoli tipi cilindrici di campi a magneti permanenti, ma esistono anche tipi a disco che hanno un magnete da campo a disco multipolare sottile e una struttura rotorica di plastica stampata intenzionalmente squilibrata con due bobine coreless legate. Spazzole metalliche e un commutatore piatto accendono le bobine del rotore.

Correlati attuatori a corsa limitata non hanno nucleo e una bobina legata posta tra i poli di magneti permanenti sottili ad alto flusso. Questi sono i posizionatori rapidi della testa per dischi rigidi (“hard disk”). Sebbene il design contemporaneo differisca considerevolmente da quello degli altoparlanti, è ancora approssimativamente (e erroneamente) definito come una struttura “voice coil”, perché alcune delle prime testine a disco rigido si muovevano in linea retta, e avevano una struttura di guida molto simile quello di un altoparlante.

Motore rotore a sandwich o assiale
Il motore dell’armatura o del pancake stampato ha gli avvolgimenti a forma di disco che corre tra le matrici di magneti ad alto flusso. I magneti sono disposti in un cerchio di fronte al rotore con uno spazio intermedio per formare un vuoto d’aria assiale. Questo design è comunemente noto come il motore del pancake a causa del suo profilo piatto. La tecnologia ha avuto molti nomi di marchi sin dal suo inizio, come ServoDisc.

L’armatura stampata (originariamente formata su un circuito stampato) in un motore di armatura stampato è costituita da fogli di rame perforati che vengono laminati insieme utilizzando compositi avanzati per formare un disco rigido sottile. L’armatura stampata ha una costruzione unica nel mondo dei motori a spazzola in quanto non ha un commutatore ad anello separato. I pennelli corrono direttamente sulla superficie dell’armatura rendendo l’intero disegno molto compatto.

Un metodo di produzione alternativo consiste nell’utilizzare un filo di rame avvolto piatto con un commutatore convenzionale centrale, a forma di fiore e petalo. Gli avvolgimenti sono in genere stabilizzati con sistemi di invasatura a resina epossidica elettrica. Si tratta di epossidici riempiti con viscosità moderata e mista e un lungo tempo di gelificazione. Sono evidenziate da un basso ritiro e bassa esotermia, e sono tipicamente UL 1446 riconosciute come un composto per l’invasatura isolato con 180 ° C, classe H.

Il vantaggio unico dei motori DC senza ferro è l’assenza di cogging (variazioni di coppia causate dal cambiamento di attrazione tra il ferro e i magneti). Le correnti parassite parassite non possono formarsi nel rotore poiché è totalmente privo di ferro, sebbene i rotori di ferro siano laminati. Ciò può migliorare notevolmente l’efficienza, ma i controller a velocità variabile devono utilizzare una velocità di commutazione più elevata (& gt; 40 kHz) o DC a causa della diminuzione dell’induzione elettromagnetica.

Questi motori furono originariamente inventati per azionare gli argano (o gli argano) delle unità a nastro magnetico, dove il tempo minimo per raggiungere la velocità operativa e la distanza di arresto minima erano fondamentali. I motori Pancake sono ampiamente utilizzati nei sistemi servo-controllati ad alte prestazioni, nei sistemi robotici, nell’automazione industriale e nei dispositivi medici. A causa della varietà di costruzioni ora disponibili, la tecnologia viene utilizzata in applicazioni da militari ad alta temperatura a pompe a basso costo e servi di base.

Un altro approccio (Magnax) consiste nell’utilizzare un singolo statore inserito tra due rotori. Uno di questi progetti ha prodotto una potenza di picco di 15 kW / kg, una potenza sostenuta di circa 7,5 kW / kg. Questo motore di flusso assiale yokeless offre un percorso di flusso più corto, mantenendo i magneti più lontani dall’asse. Il design consente uno sbalzo dell’avvolgimento zero; Il 100 percento degli avvolgimenti è attivo. Questo è migliorato con l’uso di fili di rame a sezione rettangolare. I motori possono essere impilati per lavorare in parallelo. Le instabilità sono ridotte al minimo assicurandosi che i due dischi del rotore esercitino forze uguali e opposte sul disco dello statore. I rotori sono collegati direttamente l’uno all’altro tramite un anello dell’albero, annullando le forze magnetiche.

I motori Magnax hanno un diametro di 15,5-5,4 metri (5,9 in-17 ft 8,6 in).

Servomotore
Un servomotore è un motore, molto spesso venduto come un modulo completo, che viene utilizzato all’interno di un sistema di controllo di feedback di controllo di posizione o di controllo della velocità. I servomotori sono utilizzati in applicazioni quali macchine utensili, plotter a penna e altri sistemi di processo. I motori destinati all’uso in un servomeccanismo devono avere caratteristiche ben documentate per velocità, coppia e potenza. La curva della velocità rispetto alla coppia è abbastanza importante e rappresenta un rapporto elevato per un servomotore. Anche le caratteristiche di risposta dinamica come l’induttanza di avvolgimento e l’inerzia del rotore sono importanti; questi fattori limitano le prestazioni generali del loop del servomeccanismo. I servi loop ampi, potenti ma a risposta lenta possono utilizzare motori AC o DC convenzionali e sistemi di azionamento con feedback di posizione o velocità sul motore. All’aumentare dei requisiti di risposta dinamica, vengono utilizzati modelli di motore più specializzati come i motori senza nucleo. La superiore densità di potenza dei motori AC e le caratteristiche di accelerazione rispetto a quelle dei motori DC tendono a favorire le applicazioni sincrone a magneti permanenti, BLDC, induzione e SRM.

Un servosistema differisce da alcune applicazioni del motore passo-passo in quanto il feedback di posizione è continuo mentre il motore è in funzione. Un sistema stepper funziona in modo intrinseco a circuito aperto – basandosi sul motore per non “perdere passaggi” per la precisione a breve termine – con qualsiasi feedback come un interruttore “home” o un encoder di posizione esterno al sistema motore. Ad esempio, quando si avvia una tipica stampante per computer a matrice di punti, il suo controller fa avanzare il motore del motore passo-passo della testina fino al limite sinistro, dove un sensore di posizione definisce la posizione di partenza e arresta il passo. Finché l’alimentazione è attiva, un contatore bidirezionale nel microprocessore della stampante tiene traccia della posizione della testina di stampa.

Motore passo-passo
I motori passo-passo sono un tipo di motore frequentemente utilizzato quando sono richieste rotazioni precise. In un motore passo-passo un rotore interno contenente magneti permanenti o un rotore magneticamente morbido con poli salienti è controllato da una serie di magneti esterni che vengono commutati elettronicamente. Un motore passo-passo può anche essere pensato come un incrocio tra un motore elettrico CC e un solenoide rotante. Quando ciascuna bobina viene eccitata a turno, il rotore si allinea con il campo magnetico prodotto dall’avvolgimento del campo eccitato. A differenza di un motore sincrono, nella sua applicazione, il motore passo-passo potrebbe non ruotare continuamente; invece, “passi” – inizia e poi rapidamente si ferma di nuovo – da una posizione a quella successiva quando gli avvolgimenti di campo sono eccitati e diseccitati in sequenza. A seconda della sequenza, il rotore può girare in avanti o indietro e può cambiare direzione, fermarsi, accelerare o rallentare arbitrariamente in qualsiasi momento.

I semplici driver del motore stepper eccitano completamente o diseccitano completamente gli avvolgimenti di campo, portando il rotore a “ingranare” a un numero limitato di posizioni; driver più sofisticati possono controllare in modo proporzionale la potenza degli avvolgimenti di campo, consentendo ai rotori di posizionarsi tra i punti di convergenza e quindi di ruotare in modo estremamente fluido. Questa modalità operativa è spesso chiamata microstepping. I motori passo-passo controllati da computer sono una delle forme più versatili di sistemi di posizionamento, in particolare quando fanno parte di un sistema digitale controllato da servocomando.

I motori passo-passo possono essere ruotati con un angolo specifico in passaggi discreti con facilità, e quindi i motori passo-passo sono utilizzati per il posizionamento della testina di lettura / scrittura in unità floppy disk del computer. Sono stati utilizzati per lo stesso scopo in unità disco del computer pre-gigabyte, in cui la precisione e la velocità offerta erano adeguate per il corretto posizionamento della testina di lettura / scrittura di un’unità disco fisso. Con l’aumentare della densità dell’unità, i limiti di precisione e velocità dei motori passo-passo li rendevano obsoleti per i dischi rigidi: la limitazione della precisione li rendeva inutilizzabili e la limitazione della velocità li rendeva non competitivi, pertanto i nuovi dischi rigidi utilizzano sistemi di attuatori a testina a bobina. (Il termine “bobina mobile” in questo contesto è storico, si riferisce alla struttura in un tipico (tipo cono) altoparlante.Questa struttura è stata utilizzata per un po ‘di tempo per posizionare le testine.Le unità moderne hanno un attacco a bobina imperniato; avanti e indietro, qualcosa come una lama di un ventilatore rotante.Tuttavia, come una bobina mobile, i moderni conduttori della bobina dell’attuatore (il filo magnetico) si muovono perpendicolarmente alle linee magnetiche della forza).

I motori passo-passo erano e sono ancora spesso utilizzati nelle stampanti per computer, scanner ottici e fotocopiatrici digitali per spostare l’elemento di scansione ottica, il carrello della testina di stampa (di stampanti a matrice di punti e a getto d’inchiostro) e il rullo di stampa o di alimentazione.Allo stesso modo, molti plotter computerizzati (che fin dai primi anni ’90 sono stati sostituiti con stampanti inkjet e laser di grande formato) utilizzavano motori passo-passo rotanti per il movimento della penna e della piastra; le alternative tipiche qui erano sia motori passo-passo lineari o servomotori con sistemi di controllo analogici a circuito chiuso.

I cosiddetti orologi da polso analogici al quarzo contengono i più piccoli motori passo passo comuni;hanno una bobina, hanno poca energia e hanno un rotore a magnete permanente. Lo stesso tipo di motore aziona orologi al quarzo alimentati a batteria. Alcuni di questi orologi, come i cronografi, contengono più di un motore passo-passo.

Strettamente correlati nella progettazione di motori sincroni in CA trifase, i motori passo-passo e gli SRM sono classificati come motori a riluttanza variabile. I motori passo-passo erano e sono ancora spesso utilizzati in stampanti per computer, scanner ottici e macchine a controllo numerico (CNC) come router, plotter da taglio e torni CNC.

Motori non magnetici
Un motore elettrostatico si basa sull’attrazione e sulla repulsione della carica elettrica. Solitamente, i motori elettrostatici sono il doppio dei tradizionali motori a bobina. Normalmente richiedono un’alimentazione ad alta tensione, sebbene i motori molto piccoli impieghino tensioni più basse. I motori elettrici convenzionali impiegano invece l’attrazione e la repulsione magnetica e richiedono una corrente elevata a basse tensioni. Nel 1750, i primi motori elettrostatici furono sviluppati da Benjamin Franklin e Andrew Gordon. Oggi il motore elettrostatico trova un uso frequente nei sistemi micro-elettro-meccanici (MEMS) dove le loro tensioni di guida sono inferiori a 100 volt e dove le piastre in movimento e caricate sono molto più facili da fabbricare rispetto alle bobine e ai nuclei di ferro. Inoltre, il macchinario molecolare che gestisce le cellule viventi è spesso basato su motori elettrostatici lineari e rotanti.

Un motore piezoelettrico o un motore piezoelettrico è un tipo di motore elettrico basato sul cambiamento di forma di un materiale piezoelettrico quando viene applicato un campo elettrico. I motori piezoelettrici utilizzano l’effetto piezoelettrico inverso per cui il materiale produce vibrazioni acustiche o ultrasoniche per produrre movimento lineare o rotatorio. In un meccanismo, l’allungamento su un singolo piano viene utilizzato per creare una serie di allungamenti e posizioni di mantenimento, in modo simile al modo in cui si muove un bruco.

Un sistema di propulsione per veicoli spaziali alimentato elettricamente utilizza la tecnologia del motore elettrico per spingere il veicolo spaziale nello spazio esterno, poiché la maggior parte dei sistemi si basa sul propellente che alimenta elettricamente ad alta velocità, con alcuni sistemi basati su principi di propulsione elettrodinamica della propulsione alla magnetosfera.