Tutto quello che serve sapere sui motori elettrici per l’industria
Per i sistemi automatizzati industriali moderni è sempre di più fondamentale l’impiego di soluzioni ad alte prestazioni come il motore elettrico industriale.
Questo dispositivo trova applicazione in molteplici campi, dai robot mobili alle macchine per imballaggio, passando per i sistemi di trasporto automatizzato ed è da considerare a tutti gli effetti tra i protagonisti invisibili dell’efficienza produttiva.
Comprendere le tipologie di motore disponibili e sapere come sceglierlo in base alla propria applicazione può fare la differenza tra un processo fluido e un’operatività inefficiente.
In questo articolo illustreremo le principali tipologie di motore elettrico industriale, le loro applicazioni specifiche e i criteri fondamentali per scegliere la tecnologia più adatta.
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Tipologie di motore elettrico industriale
Attualmente nel settore industriale sono presenti diverse tecnologie di motori elettrici, ognuno dei quali progettato per rispondere a esigenze operative molto diverse. Indubbiamente la scelta del tipo di motore influisce anche sulle prestazioni, sui consumi, sull’affidabilità e infine sui costi di manutenzione.
Vediamo perciò di seguito le sei principali tipologie di motori elettrici e come trovano applicazione a seconda delle loro caratteristiche:
1. Motori in corrente continua (motori cc / DC)
I motori in corrente continua sono noti in particolare per la loro semplicità costruttiva e facilità di controllo. Vengono per lo più utilizzati in applicazioni dove è necessario regolare con precisione la velocità. Questi motori generano infatti il movimento grazie al passaggio di corrente elettrica attraverso spazzole e magneti permanenti. Tuttavia, la presenza delle spazzole può richiedere una manutenzione periodica.
Le applicazioni tipiche per i motori cc/DC sono ad esempio i nastri trasportatori, gli attuatori lineari, i piccoli robot e le automazioni leggere.
2. Motori brushless (senza spazzole)
I motori brushless sono sostanzialmente l’evoluzione diretta dei motori DC, ma eliminano le spazzole meccaniche grazie a un sistema elettronico di commutazione. Questa caratteristica li rende più duraturi, silenziosi, efficienti e adatti ad ambienti industriali gravosi. Possono essere utilizzati in macchine automatiche, sistemi AMR, robotica, veicoli AGV e carrelli elettrici.
Tra i vantaggi principali di questi dispositivi ci sono la lunga durata, l’alta efficienza energetica e il fatto di non necessitare di particolare manutenzione.
3. Motori asincroni (AC)
Motori asincroni trifase sono largamente diffusi nell’industria grazie alla loro robustezza, affidabilità e costo contenuto. La loro caratteristica principale riguarda il loro funzionamento senza magneti permanenti: questa soluzione genera un campo magnetico dalla corrente alternata nel rotore, che induce un campo nel rotore stesso.
Le applicazioni comuni sono pompe, compressori, ventilatori industriali e macchine utensili e si rivelano adatti per i cicli produttivi continui e impiegati principalmente in condizioni operative severe.
4. Motori passo-passo (stepper)
Il nome di questi motori si deve al fatto che suddividono la rotazione in passi discreti, permettendo un controllo molto preciso della posizione angolare. I motori passo-passo sono infatti ideali per applicazioni a bassa velocità e alta precisione, come le macchine per imballaggio e le stampanti industriali.
Essendo adatti a lavorazioni di alta precisione con minore velocità, incontrano dei limiti tra cui la minor coppia a velocità elevate e la tendenza a surriscaldarsi se sottoposti a carichi continui.
5. Servomotori
Un servomotore elettrico è un sistema chiuso con feedback che consente un controllo accuratissimo di posizione, velocità e coppia. Queste caratteristiche sono ottenibili grazie a un controllo avanzato, che consente ai servomotori di essere utilizzati in macchine CNC, robotica industriale e automazione di precisione.
Rispetto agli altri motori presentano una maggiore complessità, ma offrono anche un maggiore controllo e performance.
6. Motoriduttori
Quando si parla di motoriduttore va tenuto conto che non trattasi di veri e propri motori, ma sistemi che integrano motore e riduttore. Permettono di adattare la coppia e la velocità alle esigenze dell’applicazione, rendendoli ideali per applicazioni dove serve potenza a bassa velocità.
Tra i settori di maggior utilizzo troviamo quello del trasporto materiali, di intralogistica e della movimentazione automatizzata.
Applicazioni industriali dei motori elettrici
La capacità di adattarsi a percorsi fissi, garantire tempi di consegna rapidi e ottimizzare i flussi di lavoro rende i motori elettrici una risorsa indispensabile in ottica di automazione avanzata e gestione logistica evoluta.
Volendo riassumere i loro molteplici campi di applicazione, possiamo notare come i motori elettrici industriali trovano impiego in una vasta gamma di settori, tra cui:
- Macchine per imballaggio e confezionamento
- Automazione di magazzini e sistemi di picking e stoccaggio
- Macchine utensili per la lavorazione meccanica
- Sistemi di trasporto e movimentazione
- Robot mobili autonomi (AMR e AGV)
- Macchine per l’intralogistica
- Linee di assemblaggio e produzione
Come scegliere il tipo di motore giusto per la tua applicazione
Quando si tratta di scegliere il tipo di motore elettrico industriale giusto si affronta una fase cruciale della progettazione di qualsiasi sistema automatizzato. Occorre innanzitutto specificare che non esiste una soluzione universale: tutto dipende dal contesto applicativo e dalle prestazioni richieste.
Premesso ciò, possiamo comunque affermare che ci sono dei fattori che tuttavia in fase di scelta è bene considerare. Ecco gli aspetti principali da valutare:
1. Caratteristiche del carico
Il primo fattore è quello delle caratteristiche del carico. Occorre capire qual è la massa da movimentare, se si tratta di un carico statico o dinamico e se questo richiede accelerazioni frequenti. In linea di massima va tenuto in conto che i carichi pesanti o soggetti a variazioni rapide necessitano di motori con coppia elevata e buona gestione termica.
2. Ciclo operativo
Ovviamente un fattore importante da considerare è se il motore dovrà funzionare in continuo (S1), in cicli intermittenti o con avviamenti/arresti frequenti. Ad esempio, un motore asincrono è più adatto per funzionamento costante, mentre un brushless o un servomotore si prestano meglio a cicli dinamici. Anche qui, la scelta dipende dallo specifico contesto di applicazione.
3. Precisione e controllo
Abbiamo visto che in alcuni contesti dove l’applicazione richiede un controllo di posizione, velocità o coppia molto preciso (es. robotica, macchine CNC), sarà necessario adottare servomotori o motori passo-passo, spesso associati a sistemi di feedback e controlli avanzati.
4. Condizioni ambientali
Anche le temperature e le condizioni ambientali giocano un ruolo cruciale. Basti pensare a temperature estreme, umidità, polvere, vibrazioni: tutti questi fattori influenzano la scelta del tipo di motore e della sua protezione (grado IP). Da questo punto di vista, i motori senza spazzole sono preferibili in ambienti difficili perché richiedono meno manutenzione.
5. Spazio disponibile
Ci sono contesti dove lo spazio è assai limitato, come nei robot mobili o nei sistemi compatti di automazione. Qui la scelta di motoriduttori integrati o motori brushless può ridurre ingombri e semplificare il montaggio.
6. Integrazione con altri sistemi
L’integrazione e l’adattabilità del motore con l’elettronica di controllo e con gli altri componenti della macchina (es. encoder, PLC, inverter) deve essere facile. In questo senso, la compatibilità con protocolli industriali standard e la disponibilità di accessori può fare la differenza.
Come abbiamo visto da questa panoramica i fattori di cui tener conto nella scelta del motore giusto sono diversi e vanno valutati attentamente. Per questo motivo, affidarsi a un partner esperto come Kelvin significa poter contare su una consulenza tecnica approfondita e su una gamma di soluzioni progettate su misura per la tua applicazione.
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Leggi il confronto tra Motori brushless e motori a spazzole (art.5)
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