Il Servomotore Brushless
Il servomotore brushless (senza spazzole) è uno dei principali componenti nell’automazione di macchine con dinamiche molto elevate. La motivazione, come vedremo, si trova nei suoi principi costruttivi e di funzionamento. Costruttivamente è composto da 2 elementi principali: il rotore e lo statore.
Il rotore è un "cilindro" fissato sul proprio asse di rotazione e mantenuto in posizione tramite cuscinetti a sfere; su di esso sono montati dei magneti estremamente potenti che generano un campo magnetico statico. Lo statore è un "cilindro" cavo che contiene il rotore; al suo interno sono presenti gli avvolgimenti nei quali passano le correnti che mettono in rotazione il rotore.
L’unico vincolo affinché la rotazione venga controllata in maniera efficace, è la presenza di un’elettronica: un azionamento che converta l’informazione sulla posizione del rotore e i comandi dall’esterno in correnti elettriche applicate agli avvolgimenti dello statore.
Il funzionamento è legato all’interazione tra due campi magnetici: quello generato dai magneti e quello che si genera negli avvolgimenti: le forze ottenute dall’interazione mettono in movimento il rotore e l’azionamento provvede a fare ruotare le correnti per mantenerle sempre nella posizione ottimale rispetto ai magneti del rotore.
Vantaggi del motore brushless:
- Il rotore può essere alleggerito con fori, con una conseguente riduzione dell’inerzia; questo consente accelerazioni elevate ed un trasferimento di energia ottimale verso il carico applicato
- Non vi sono parti soggette ad usura come spazzole o contatti striscianti per cui il motore ha un’elevata affidabilità ed un valore di MTBF (tempo medio fra i guasti) estremamente elevato
- La zona dove viene generato calore è all’esterno del motore per cui si presta agevolmente al raffreddamento tramite liquido o ventilazione
- L’accoppiamento tra i campi magnetici è molto efficace per cui l’efficienza del sistema risulta estremamente elevata, anche oltre il 95%
Vantaggi rispetto ad altre tipologie di motore:
- Rispetto al motore DC, non sono presenti le spazzole (soggette a usura), l’inerzia del rotore è inferiore, il calore viene generato esternamente
- Rispetto al motore passo-passo, il funzionamento è continuo e la coppia è molto più elevata
- Rispetto al motore asincrono, la presenza dei magneti sul rotore consente una generazione della coppia molto più rapida ed efficiente, ed un controllo migliore del motore a bassi giri.
I servomotori brushless di Moog sono motori sincroni a magneti permanenti caratterizzati da massima compattezza, altissima sovraccaricabilità e da elevate accelerazioni. Sono disponibili in una vasta gamma di taglie, con raffreddamento naturale o a liquido, e vengono utilizzati in diverse applicazioni come la formatura dei metalli, la robotica, il soffiaggio e lo stampaggio della plastica, le macchine utensili, il packaging, le macchine speciali, la trazione elettrica.
Vantaggi
- Elevata capacità di carico
- Elevata accelerazione angolare
- Tempi di ciclo ridotti grazie all'eccellente dinamica
- Compatto, leggero
- Design proprietario a basso cogging
- Robusto, manutenzione ridotta al minimo
- Design flessibile
- Straordinario rapporto potenza/massa con la versione raffreddata a liquido
Applicazioni
- Automazione industriale in generale
- Macchine per la formatura del metallo
- Macchine per la lavorazione della plastica
- Macchine tessili
- Robot cartesiani e antropomorfi
- Pallettizzatori
- Macchine per l'imballaggio e la trasformazione alimentare
- Macchine utensili