Magneti e temperature di Esercizio

Partiamo dal fatto oggettivo che tutti i nostri motori elettrici, alfine di trasformare l'energia elettrica in energia meccanica, contengono dei magneti.

Cit.Dizionario: Magnete = Corpo che, per magnetismo proprio o indotto, è capace di attrarre oggetti di materiale ferromagnetico; detto anche calamita.
 

https://it.wikipedia.org/wiki/Magnetismo

Che si tratti di motori a spazzola o senza, il rendimento del nostro motore è legato, in modo indissolubile , alla qualità e alle proprietà dei magneti interni ad esso: il miglior motore è sempre quello nuovo.

Perchè questa mia strana affermazione ?

Tralasciando l'elenco dei diversi tipi di magnete utilizzati per la costruzione dei motori (ricordatevi sempre che a maggiore qualità, corrisponde maggiore costo del prodotto finale), arrivo subito al nocciolo della questione con una semplice domanda:

Quanto posso scaldare i Magneti durante l'utilizzo del Motore?

Risposta: il meno possibile.

Una risposta secca e forse deludente in termini di aspettative, alla quale tenterò di condurvici con una sintesi logica e scientifica.

Durante l'esercizio del suo compito, il nostro motore traforma l'energia elettrica in energia meccanica; questo processo genera calore che, sommato ad altri fattori quali resistenze ed atriti, ci porta ad ottenere/produrre un valore  “X” Max temperatura d'esercizio.

Se si riscalda un Magnete ad una temperatura massima d'esercizio, questi perde una parte della sua magnetizzazione, ossia, la sua capacità di attrarre/respingere diminuisce , non solo al raggiungimento della soglia di temperatura, ma anche dopo il suo totale raffreddamento.
Se raggiungiamo una temperatura troppo elevata, potremmo incorrere fatalmente nella “temperatura di Curie” ,ovvero, la soglia di temperatura oltre la quale il Magnete perde totalmente le sue capacità e diviene un semplice composto privo di magnetismo.

Bene, le vostre antenne si sono alzate e cercano di captare un dato fondamentale “.... ma manca qualcosa …. il valore di temperatura d'esercizio, ….. non hai dato numeri!!!”

Certo che no, quelli non li devo dare io , bensì il costruttore del motore e, guarda caso, nei fogli di istruzione che accompagnano i motori, tutti riportano la seguente indicazione:

“non eccedere oltre gli 80° di temperatura d'esercizio motore, pena danni irreversibili allo stesso“

Sì certo che qualche produttore osa di più in presenza di magneti al Neodimio arrivando ad alzare la soglia fino a 120° , ma vi posso assicurare che le perdite ci sono anche per loro, niente affatto trascurabili; giocano solo sul fatto che questi Magneti hanno una riserva di magnetismo elevata e che sono motori da Competizione (finita la gara si cambia il motore e via).

Una cosa che tengo a sottolineare, l'indicazione di 80° di Max Temperatura d'esercizio non significa che puoi stare su quel valore e pensare di farla franca; mi viene in mente una similitudine con i Km. del tagliando Auto ….... più volte ho assistito a scene di consegna Auto al meccanico tipo ( non abbiatemi male se vi ci riconoscete ;-)
Propietario dell'auto :”Salve, ho portato l'auto per il tagliando dei 15.000 Km. , ne ho fatti esattamente 15200.”

Ecco il punto, l'indicazione del Produttore di sostituire olio e filtri noi la concepiamo culturalmente “a raggiungimento dei 15000 Km “ mentre andrebbe compresa nella suo reale significato : “entro la soglia massima di 15000 Km“ ( fuori dall'Italia funziona per tutti così).

Questo significa che io, responsabile dell'efficienza del mezzo, devo e posso decidere il cambio olio e filtri in base all'utilizzo che ne faccio e in base al tempo trascorso dall'ultimo tagliando, posso quindi decidere se farlo dopo 10000Km o a 11K ,12K , 13K , 13,5K o altro Kilometraggio , ma senza avvicinami troppo e pericolosamente alla soglia limite dei 15000 Km indicatami dal Produttore, situazione dove avrò certamente nel motore un lubrificante che ormai non lubrifica più e dei filtri che non filtrano più, conseguentemente avrò maggiori usure delle parti meccaniche interne al motore.

Tornando ai nostri motori elettrici, se il produttore ti segnala un'avviso di soglia ad 80°, tu devi fare in modo e maniera di tenerti lontano da esso di un buon 10% , e ti porti come soglia massima i 70/72°. Il tuo Motore ti ringrazierà dandoti sempre brillantemente il massimo!.

Torniamo allo studio e vediamo la Tipologia di Perdite di magnetizzazione da esposizione ad alte Temperature 

Dipendentemente dal valore di “alta temperatura raggiunta“ possiamo distinguere:

Perdita di temperatura Reversibile = leggero superamento della soglia massima d'esercizio; il Magnete perde forza finchè è caldo ( a raffreddamento recupererà tutta la sua forza iniziale).

Perdita irreversibile = importante superamento della soglia massima d'esercizio; il Magnete si indebolisce in modo marcato e duraturo (a raffreddamento non recupererà più la sua forza iniziale). A questo punto il magnetismo residuo si stabilizzerà con una nuova soglia di max temperatura d'esercizio pari alla temperatura raggiunta sotto stress. Rimane possibile rigenerare il magnetismo originario solo con apparecchiature industriali specifiche.

Perdita Permanente = superamento smodato della soglia massima d'esercizio; l'avvicinarsi, o peggio ancora, il raggiungere la “temperatura di Curie”, comporta una modifica strutturale dei Magneti ed una perdita di magnetismo elevata o totale. Diviene impossibile recuperare il magnetismo d'origine anche per i più sofisticati strumenti ad oggi disponibili.

Ricorda: i nostri Magneti sono (per dimensioni e forme ) molto sensibili alla temperatura e ne subiscono gli effetti con esposizioni di una manciata di secondi.

 

Giemme 2021