Motori a trasmissione diretta: affidabilità, precisione e prestazioni

I motori ad azionamento diretto hanno una lunga storia come tecnologia che si è evoluta e migliorata continuamente nel corso di diversi decenni. Nonostante la percezione che abbia raggiunto i suoi limiti, innovatori come ETEL continuano ad evolvere e migliorare le prestazioni e l'efficienza dei loro prodotti ad azionamento diretto.

In questo articolo presenteremo la tecnologia alla base dei motori ad azionamento diretto, ne esploreremo i vantaggi e discuteremo applicazioni di esempio.

I motori ad azionamento diretto, siano essi motori a coppia lineare o rotativa, accoppiano direttamente il carico utile alla fonte di movimento. Ciò elimina la necessità di elementi di trasmissione meccanica come cambi, cinghie dentate, riduttori di velocità e trasmissioni a vite senza fine. Di conseguenza, è possibile semplificare la progettazione delle macchine e ottenere soluzioni più compatte.

I motori torque e i motori lineari appartengono alla categoria distintiva dei motori sincroni brushless a magneti permanenti. I motori lineari sono un gruppo a spirale che viaggia lungo un percorso rettilineo di magneti permanenti. Sfruttando l'induzione elettromagnetica tra un gruppo bobina (parte primaria) e un gruppo magnete permanente (parte secondaria), i motori lineari convertono in modo efficiente l'energia elettrica in energia meccanica lineare. Questi motori sono progettati per generare una forza notevole a basse velocità o anche in condizioni stazionarie.

Un motore torque può essere visto come un servoazionamento tradizionale dotato di numerosi poli che assomiglia a un motore lineare in una configurazione rotativa o. Il numero considerevole di poli nei motori torque convenzionali consente loro di raggiungere livelli di coppia elevati a velocità moderate, anche senza alcun movimento. Inoltre, il loro design compatto è un attributo interessante, che comprende un sottile pacco di laminazione e un albero cavo o foro di considerevoli dimensioni.

Sia i motori lineari che i motori torque rientrano nella categoria dei motori “senza telaio”. Ciò significa che questi motori non incorporano un alloggiamento, cuscinetti o un dispositivo di feedback. I costruttori di macchine hanno la flessibilità di selezionare e ottimizzare questi componenti in base alle prestazioni richieste o di acquistarli come parte di un'unità preassemblata.

A differenza dei motori rotativi con spazzole, i motori ad azionamento diretto non hanno contatto tra il rotore e lo statore. Questa assenza di usura meccanica migliora significativamente l'affidabilità. Il numero ridotto di parti meccaniche riduce al minimo le esigenze di manutenzione e riduce il costo complessivo del sistema.

I motori ad azionamento diretto offrono numerosi importanti vantaggi rispetto alle soluzioni concorrenti. Innanzitutto, sono più affidabili, presentano meno problemi e tempi di inattività rispetto alle alternative che si basano su riduttori o trasmissioni a cinghia, che spesso necessitano di lubrificazione e manutenzione sostanziali.

Un altro vantaggio è l'assenza di gioco o disadattamento di inerzia. Nei sistemi con più ingranaggi, spesso si verifica una leggera disconnessione o ritardo tra le parti interconnesse a causa dei piccoli spazi tra gli ingranaggi. Ciò può portare ad una perdita di precisione nel momento in cui il movimento viene trasmesso da un'estremità all'altra. I motori ad azionamento diretto evitano questo problema, migliorando la precisione e la ripetibilità del movimento del motore.

L'affidabilità superiore, i tempi di fermo ridotti, la manutenzione semplificata e la precisione migliorata rendono i motori ad azionamento diretto una scelta interessante per gli ingegneri che cercano prestazioni ed efficienza ottimali nella progettazione delle loro macchine.

L'integrazione di un motore ad azionamento diretto può richiedere uno sforzo aggiuntivo durante la fase iniziale per chi è nuovo al suo utilizzo, poiché sono necessari il posizionamento preciso del motore e l'allineamento dei vari componenti. Inoltre, è necessario prendere precauzioni a causa della presenza di forti magneti permanenti nel motore.

Tuttavia, i tempi di configurazione e integrazione vengono notevolmente ridotti poiché il processo diventa più riproducibile con l'esperienza acquisita dal personale del cliente. I fornitori di motori ad azionamento diretto offrono in genere formazione e alti livelli di supporto per guidare i propri clienti attraverso il processo di installazione.

I motori ad azionamento diretto sono spesso raffreddati ad acqua, con il liquido che scorre lungo la superficie esterna per dissipare il calore. ETEL ha sviluppato quello che ha soprannominato un manicotto "Close Cooling" che semplifica l'installazione fungendo da alloggiamento per l'acqua, essendo preinstallato sul motore con solo un ingresso e un'uscita per il flusso del liquido. Ciò elimina la necessità per i clienti di costruire il proprio alloggiamento di raffreddamento.