Motore Brushless

[Marianobonfatti]

KV e numero di spire T in un motore Brushless
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Data dell'articolo
Luglio 24, 2023
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Osservando le caratteristiche dei motori brushless si intuisce che esiste una relazione tra KV e numero di spire T (turns), ma è anche vero che due motori con lo stesso numero di spire T possono avere un diverso KV.

Scopriamo insieme come stanno le cose.

Cosa è KV?
KV di un motore brushless è chiamato costante di velocità ed è un valore fisso per ciascun motore.

Il valore KV rappresenta l’aumento di giri motore (RPM) per ogni volt di tensione V applicata, e non varia durante il funzionamento.

Per calcolare il numero di giri RPM che il motore raggiunge durante il funzionamento, basta moltiplicare il valore KV per la tensione Vbat della batteria:

RPM = KV x Vbat

Da cosa dipende la costante KV?
La costante di velocità KV di un motore elettrico dipende dalle caratteristiche fisiche del motore e viene stabilita in fase di progettazione.

I fattori che principalmente influenzano il valore di KV sono:

Dimensioni fisiche del rotore e dello statore del motore, in particolare la lunghezza e il diametro.
Cassa fissa o cassa rotante (approfondimento in questo articolo).
Materiale dell’armatura e dei poli, tipicamente ferrite per l’armatura e neodimio o ferrite per i magneti.
Numero di poli.
Numero degli avvolgimenti dell’armatura.
Numero di spire per ciascun avvolgimento.
Influenza del numero di spire T sul KV
Veniamo all’ultimo punto, che è il focus dell’argomento. La relazione tra KV e numero di spire T è davvero molto semplice e trova spiegazione nella fisica dei conduttori.

Senza addentrarci in lezioni di elettromagnetismo, si comprende facilmente che aumentare il numero di spire comporta maggiore lunghezza del filo conduttore; inoltre, per poter avvolgere più spire senza esaurire lo spazio sull’armatura, è quasi sempre necessario utilizzare un filo più sottile.

La resistenza elettrica R dei conduttori è direttamente proporzionale alla lunghezza e aumenta riducendo la sezione del filo; va da sè, quindi, che il maggior numero di spire aumenta la resistenza elettrica del motore e la corrente I che circola nel motore si riduce. La legge di Ohm ce lo conferma:

I=Vbat/R

Minore corrente significa minore coppia, minore potenza e quindi meno giri motore.

Ecco spiegato perchè aumentare il numero di spire riduce il KV.

Un esempio reale
In rete abbiamo trovato una tabella con le caratteristiche tecniche dei motori Ares PRO V2 Competition del produttore SkyRc, per supportare la spiegazione offerta in questo articolo.

I motori in tabella appartengono tutti alla stessa linea di produzione e l’unica differenza che presentano è il numero di spire avvolte nello statore.

Le colonne di maggior interesse sono quelle evidenziate che si riferiscono rispettivamente al numero di spire T, potenza, KV, corrente I, resistenza R.


Conclusioni
Il numero di spire T influenza il KV del motore attraverso la resistenza elettrica, ma come abbiamo visto non è l’unico fattore che ne determina il valore.

Possiamo quindi concludere e assumere, come regola assoluta, che l’aumento del numero di spire T riduce il KV solo quando non vengono modificate tutte le altre caratteristiche costruttive.