Rotore e Statore nei motori per pompe

Il sistema statore-rotore è il cuore del motore elettrico che aziona le pompe sommerse e di superficie, trasformando energia elettrica in energia meccanica.

Lo statore, parte fissa, è costituito da un pacco di lamierini ferromagnetici in acciaio al silicio a bassa perdita magnetica, isolati tra loro per ridurre le correnti parassite. Gli avvolgimenti, generalmente in rame smaltato (classe termica F o H), assicurano elevata conducibilità e resistenza termica; in alcune versioni economiche possono essere realizzati in alluminio smaltato. Dopo l’inserimento, gli avvolgimenti vengono impregnati sottovuoto con resine epossidiche o vernici isolanti, che aumentano resistenza elettrica, meccanica e termica. Nei motori sommersi lo statore può essere ulteriormente riempito di resina o immerso in olio dielettrico, per garantire isolamento totale, protezione dall’umidità e raffreddamento ottimale.

Il rotore, parte mobile solidale con l’albero, può presentarsi in diverse configurazioni:

• Rotore a gabbia di scoiattolo: costituito da lamierini ferromagnetici con scanalature riempite da barre di alluminio pressofuso (in alternativa rame pressofuso per motori ad alta efficienza). Le barre sono unite agli anelli di cortocircuito, anch’essi in alluminio o rame. Questo processo di pressofusione garantisce robustezza meccanica e precisione dimensionale.
• Rotore avvolto (meno diffuso per pompe): i conduttori sono fili di rame isolati, collegati tramite anelli collettori, utilizzati in applicazioni che richiedono un controllo accurato della coppia in avviamento.
• Rotore a magneti permanenti (Permanent Magnet Rotor): integra magneti permanenti ad alta energia(NdFeB, ferrite o SmCo) che mantengono un campo magnetico costante. Abbinato a uno statore avvolto tradizionale, forma un motore sincrono a magneti permanenti (PMSM). Questa soluzione riduce le perdite, aumenta l’efficienza e la densità di coppia, migliorando la risposta dinamica soprattutto se controllata tramite inverter (VFD).

L’albero, integrato con il rotore, è solitamente in acciaio legato o inox, con eventuali bussole di protezione in materiali resistenti alla corrosione (acciaio inox temprato, duplex, carburo di tungsteno o carburo di silicio). In applicazioni particolari (es. circolatori per acqua calda) vengono utilizzati alberi in ceramica (ossido di alluminio – Al₂O₃) per garantire resistenza alla corrosione, silenziosità e stabilità dimensionale alle alte temperature.

Materiali principali

• Statore (nucleo):
  • Lamierini in acciaio al silicio (Fe-Si) a bassa perdita magnetica.
• Rotore (nucleo e gabbia):
  • Lamierini in acciaio al silicio.
  • Barre e anelli di cortocircuito in alluminio pressofuso (standard) o rame pressofuso (alta efficienza).
  • Nei PMSM: magneti permanenti in NdFeB, SmCo o ferrite.
• Avvolgimenti:
  • Rame smaltato (classe termica F o H).
  • In versioni economiche: alluminio smaltato.
• Isolamenti:
  • Resine epossidiche o vernici isolanti per impregnazione sottovuoto.
  • Carta/nastri isolanti in mica, Nomex o poliestere nelle scanalature.
  • Nei motori sommersi: resine speciali o olio dielettrico per isolamento e raffreddamento.