Motori DC: come funzionano gli azionamenti a spazzole?
Nell’ambiente industriale, i motori a corrente continua svolgono un ruolo fondamentale quando è necessario un azionamento semplice ma efficace. Dai semplici azionamenti dei nastri trasportatori ai sistemi meccanici complessi, i motori a spazzole in corrente continua sono ancora molto utilizzati, nonostante l’espansione della tecnologia brushless e degli azionamenti in corrente alternata. La loro durata, la semplicità di progettazione e il facile controllo della velocità e della coppia sono caratteristiche che in molti casi determinano la scelta di questa soluzione.
Le tensioni di funzionamento più comuni per i motori DC sono 12V, 24V e 48V. La scelta dipende dall’applicazione, dall’alimentazione disponibile e dalle prestazioni di uscita previste. Il motore DC a 12V è talvolta utilizzato negli azionamenti leggeri e nell’automazione a bassa tensione. Il motore DC da 24V e il motore DC da 48V con riduttore sono già soluzioni industriali – durevoli, efficienti, resistenti al funzionamento a lungo termine, spesso integrate con riduttori, come i riduttori planetari o a vite.
Motori DC brushless – costruzione
- Rotore (ro tore) – un avvolgimento rotante con un commutatore attraverso il quale scorre la corrente per alimentare il circuito del rotore.
- Statore (statore) – solitamente magneti permanenti o avvolgimenti che producono un campo magnetico.
- Commutatore meccanico – i segmenti del rotore che trasportano la corrente e che ruotano con esso.
- Spazzole di carbone – mantengono il contatto elettrico tra l’alimentazione e il commutatore.
- Alloggiamento e cuscinetti – stabilizzano la struttura e riducono il rumore e le vibrazioni.
Nei motori DC a ingranaggi – comuni nell’automazione industriale – l’azionamento diretto rotore-statore è integrato da un riduttore che modifica il rapporto e la coppia. Ad esempio, un motore DC da 24 V con riduttore a vite senza fine può azionare meccanismi che richiedono una forza elevata a bassa velocità.
Tipi di motori DC e confronto con gli azionamenti AC
- Motore DC 12V – basso consumo di corrente, ottima soluzione per piccole applicazioni (ad esempio manipolatori, sistemi HVAC, automazione di laboratorio).
- Motore DC 24V: un compromesso tra potenza e sicurezza della tensione. Utilizzato nell’automazione delle linee di produzione e nei sistemi di movimentazione dei materiali.
- Motore DC 48V – maggiore tensione = minori perdite. Installato in applicazioni che richiedono un funzionamento continuo, ad esempio ascensori, macchine per l’imballaggio.
Qual è la differenza tra un motore a corrente alternata e un motore a corrente continua?
| Parametro | Motore a corrente alternata | Motore DC |
|---|---|---|
| Tipo di alimentazione | Corrente alternata | Corrente continua |
| Controllo | Richiede un inverter | Direttamente con la tensione DC |
| Coppia di avviamento | Più basso | Alto fin dall’inizio |
| Costo operativo | Inferiore (per il funzionamento continuo) | Superiore (spazzole, manutenzione) |
Controllo e funzionamento dei motori DC nell’industria
Il controllo dei motori DC può essere implementato in diversi modi: dai sistemi più semplici con un potenziometro o un PWM, fino ai controllori avanzati con controllo di retroazione (ad esempio con un encoder). Con una semplice linea di alimentazione, è possibile reagire rapidamente ai cambiamenti delle condizioni di produzione, cosa molto apprezzata dai tecnici della manutenzione.
Con le trasmissioni a spazzole, è necessario prestare particolare attenzione alle condizioni delle spazzole e del commutatore. Il funzionamento in condizioni di polvere o umidità elevata può ridurre significativamente la loro durata. Quando si ricondizionano questi motori, è prassi ispezionare i cuscinetti, misurare la resistenza degli avvolgimenti e rettificare il commutatore. Noi di RGB Elektronika offriamo non solo l’assistenza e il ricondizionamento degli azionamenti a corrente continua, ma anche la selezione dei sostituti e il supporto per l’integrazione nel sistema di automazione esistente.
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