Servomotore Brushless a riduzione magnetica

emfmotor

Serie SQM
Serie SQM

Descrizione

Servomotori Brushless sincroni a riduzione magnetica basati sul principio LIPROKA, il motoriduttore senza riduttore di EMF Motor, società Turco/Tedesca con oltre 55 anni di attività.

Per applicazioni dove occorrono elevata coppia, bassa velocità o dove non è consigliabile l'utilizzo di un riduttore, la nostra proposta innovativa è il motore coppia SQM, realizzato secondo il principio Liproka.

Il motore SQM è un "direct drive" ad alte prestazioni con una elevata efficienza, di gran lunga superiore a quella di qualsiasi altro motore industriale presente sul mercato.

Grazie alla loro bassa inerzia e alla possibilità di erogare coppia costante, da fermo fino alla velocità nominale, i motori SQM sono adatti a diverse applicazioni, da quelle con carichi elevati e costanti, a quelle con elevata dinamica.

La struttura ad alto numero di poli semplifica il controllo del motore e riduce l'ondulazione di coppia dovuta al cogging, rendendo questo motore unico in molte applicazioni critiche a bassa velocità.

L'elevato numero di poli consente inoltre di ottenere valori di accelerazione e decelerazione molto spinti combinati con una stabilità eccezionale.

Principio Li.Pro.Ka

Il principio LIPROKA riguarda la geometria costruttiva e la configurazione magnetica con cui vengono realizzati i motori SQM, diversa rispetto ai motori classici: il pacco lamellare dello statore è a cave aperte, con un numero di denti che dipende, secondo un opportuno rapporto, dal numero di poli del rotore; il numero di poli dell'avvolgimento statorico è anche diverso rispetto al numero di poli di rotore, in particolare è più basso.

motoriduttore senza riduttore principio liproka emf

Per capire il principio di funzionamento si può osservare la figura sopra. Abbiamo una struttura magnetica con 46 poli sul rotore e uno statore a 24 denti ospitante un avvolgimento a due poli. In figura siamo nella condizione di equilibrio in cui il magnete rotorico N (quello rosso) si trova allineato al dente polarizzato S in cui è concentrata la massima densità di flusso. Se facciamo ruotare il campo statorico in senso orario, il punto di massima polarizzazione S si sposta sul dente successivo nel senso della rotazione; in questa nuova condizione il magnete rotorico N adiacente a questo nuovo dente viene attratto nella nuova posizione di equilibrio con conseguente rotazione antioraria del rotore pari allo sfasamento esistente tra dente e magnete. Continuando a far ruotare il campo statorico fino ai 90 gradi, osserveremo che il rotore avrà compiuto una rotazione di mezzo polo rotorico (nel disegno sopra 3,91 gradi).

La rotazione dell'asse rotorico avviene dunque in senso contrario rispetto alla rotazione del campo di statore e con una velocità ridotta in relazione al rapporto tra il numero di poli di rotore e il numero di poli dell'avvolgimento di statore (nel nostro esempio il "rapporto di riduzione magnetica" è 23:1). Essendo la velocità del campo rotante direttamente proporzionale alla frequenza generata dal convertitore, la velocità di rotazione dell'albero rotorico potrà essere variata in modo continuo e preciso anche con l'uso di un semplice inverter standard in V/F in controllo Sensorless.

Vantaggi costruttivi

Lo statore ha tipicamente da quattro a otto poli, un numero molto più basso rispetto a quello dei normali motori torque in cui il numero di poli statorici è uguale a quello dei poli rotorici. Un avvolgimento con così basso numero di poli ha una minore resistenza elettrica e quindi minori perdite nel rame; consente inoltre di impiegare le stesse semplici tecniche realizzative utilizzate per avvolgere i motori asincroni con i relativi vantaggi di semplicità costruttiva e costi ridotti.

Il rotore viceversa ha un numero di poli elevato (da quarantaquattro fino a centosedici) la struttura magnetica è quindi caratterizzata dall'avere magneti piccoli e ben distribuiti lungo il traferro. Questo consente una maggiore compensazione delle forze parassite tra denti e magneti con conseguente minimizzazione del cogging.

Vantaggi applicativi

Le basse perdite statoriche conferiscono al motore un'efficienza molto elevata, superiore al 95%, che rimane tale in un range di velocità molto più ampio rispetto ai motori tradizionali. Questa caratteristica li colloca nella categoria "Ultra Premium" in riferimento alla classe energetica. Altro grosso vantaggio, i motori SQM non richiedono alcun tipo di raffreddamento.

Grazie al basso cogging e all'elevata dinamica i motori EMF si prestano ad essere utilizzati, oltre che in pilotaggio sensorless, anche come servomotori di precisione retroazionati. Sono disponibili infatti con encoder incrementali o assoluti per essere pilotati dai più comuni azionamenti Brushless in anello chiuso.

Il motore EMF può quindi essere definito come un motoriduttore gearless che, rispetto ad un motoriduttore standard, è in grado di offrire maggiore efficienza e gioco zero.

Gamma prodotti

La gamma dei modelli è vasta, da altezze d'albero di 47 mm fino a 315 mm raggiungendo coppie sino a 9400Nm. La caratteristica coppia/velocità può essere customizzata in base alle esigenze applicative. Per impieghi ad anello chiuso sono disponibili diversi feedback: encoder incrementali, encoder assoluti (EnDat Heidenhain, SSI, BISS single e multiturn) e resolver. Abbinati agli azionamenti Servotecnica sono interfacciabili attraverso i seguenti bus di campo: CanOpen, EtherCAT, ProfiBus, ProfiNet.

Applicazioni

Questa tecnologia viene già impiegata con successo nei seguenti settori di mercato: macchine per il converting, macchine flexo, estrusori, macchine per l'injection moulding, conveyor, tavole rotanti, avvolgitori/svolgitori con controllo di tiro, torri di raffreddamento, mescolatori, macchine per la lavorazione dei metalli, mulini di nuova generazione ecc.

Efficienza al 95%
Silenzioso
Elevata coppia (fino a 12.500Nm)
Alta densità di coppia

Technical Spec

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In evidenza

  • Coppia: fino a 9.400Nm*
  • Efficienza fino al 98%
  • Avvolgimento: da 4 a 8 poli
  • Eccellente controllo ed elevata dinamica
  • Bassa perdita nel rame
  • Non necessita di raffreddamento a liquido (IC410)
  • Taglie: da 47** (44 poli) fino a 315** (110 poli) 
  • Silenzioso
  • Alta coppia in tutto il campo operativo
  • Elevata densità di potenza
  • Ottima capacità di sovraccarico
  • Bassa manutenzione
  • IP54
*Valori maggiori disponibili su richiesta
**Altezza d'albero

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Massimo Redaelli
Massimo Redaelli
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