Informazioni tecniche motori brushless CC

L’avvolgimento FAULHABER

Inventata dal Dr. Fritz Faulhaber Sr. e brevettata nel 1958, la bobina di avvolgimento obliquo autoportante per rotore FAULHABER è un sistema coreless (o senza ferro), cuore di ogni motore C.C. FAULHABER. Questa tecnologia rivoluzionaria ha ridefinito il settore, creando nuove possibilità di applicazione dei motori C.C. dove sono richieste la massima potenza e le migliori prestazioni dinamiche nel minor peso e dimensioni possibili. Applicato a un motore brushless trifase, l’avvolgimento non ruota, ma diventa la base di uno statore senza cave.

Tipi di motori C.C. brushless

Che si tratti di servomotori C.C. a 4 poli a coppia elevata, di micromotori DC a spazzole piatti ad alta efficienza o di motori compatti senza cave, FAULHABER è specializzata nell’ottenere il massimo delle prestazioni dal pacchetto più piccolo.

Grazie al loro design speciale, i motori brushless CC FAULHABER sono ideali per applicazioni ad alte prestazioni in sovraccarico frequente o in servizio continuo con requisiti di durata operativa molto elevati.

I motori brushless CC a 2 poli ad alta precisione FAULHABER sono motori trifase senza cave con un’ampia gamma di velocità e coppie e sono ideali per applicazioni a velocità medio-alte che richiedono un controllo fluido della velocità, alta efficienza e lunga durata operativa.

I servomotori C.C. a 4 poli FAULHABER della serie BX4 sono ideali per le applicazioni servo altamente dinamiche che richiedono coppie molto elevate nelle dimensioni più compatte. La loro struttura robusta, costituita da un numero ridotto di parti e senza componenti incollati, li rende estremamente durevoli e adatti a condizioni ambientali difficili, come temperature estreme e carichi elevati di urti e vibrazioni.

I micromotori C.C. piatti brushless FAULHABER sono motori a 3 fasi, senza cave e a flusso assiale con una parte posteriore rotante in ferro. Offrono un’efficienza molto più elevata rispetto ad altri motori brushless piatti; la parte posteriore rotante in ferro fornisce un’elevata inerzia del rotore, ideale per applicazioni che richiedono una bassa ondulazione di coppia e un controllo molto preciso della velocità continua. FAULHABER offre anche una gamma di motori brushless a 2 poli con una parte posteriore rotante in ferro cilindrica, a volte chiamati anche motori outrunner senza ferro. Il fattore distintivo del motore FAULHABER è il design senza cave che elimina l’effetto di cogging. Il rotore a elevata inerzia rende questi motori ideali per applicazioni in servizio continuo che richiedono un controllo di velocità molto preciso. Questi motori sono inoltre dotati di un’elettronica integrata di controllo velocità che può essere configurata per diversi profili di velocità.

Segnale di uscita del sensore Hall digitale - motore a
2 poli

Sensori

I servomotori C.C. e i micromotori brushless CC piatti a 2 o 4 poli FAULHABER sono dotati di serie di 3 sensori Hall digitali discreti con sfasamento di 120°.

Segnale di uscita del sensore Hall analogico - motore a
2 poli

Come opzione, la maggior parte dei servomotori brushless CC FAULHABER sono disponibili con sensori Hall analogici (lineari).

Questi sensori possono sostituire l’esigenza di un encoder ad alta risoluzione in molte applicazioni e forniscono il segnale di commutazione di base per i servomotori brushless CC in combinazione con i controlli di posizione FAULHABER. In alcuni casi, ad esempio nella famiglia FAUHABER BHx, i sensori discreti vengono sostituiti da una scheda di commutazione che fornisce i segnali Hall ma può, in alcuni casi, fornire anche segnali di commutazione sinusoidali.

Magneti

I servomotori brushless CC FAULHABER sono progettati con diversi tipi di magneti, così da adattarsi alle particolari prestazioni della tipologia di motore in questione o alle condizioni di applicazione. Questi materiali includono tipi di magneti in terre rare ad alte prestazioni come SmCo e NdFeB.

Vita utile

Dato che la commutazione del motore avviene elettronicamente e non meccanicamente, la durata operativa di un servomotore C.C. brushless FAULHABER dipende principalmente dalla durata dei cuscinetti del motore. FAULHABER utilizza cuscinetti a sfere precaricati ad alta precisione in tutti i suoi servomotori brushless CC con diametro di 6 mm o superiore. I fattori che influenzano la durata di vita dei cuscinetti del motore includono i carichi statici e dinamici assiali e radiali dei cuscinetti, le condizioni termiche ambientali, la velocità del motore, i carichi di urti e vibrazioni e la precisione dell’accoppiamento dell’albero rispetto all’applicazione in questione. Se azionati secondo le specifiche tecniche, i servomotori brushless CC hanno una durata operativa di molte volte superiore a quella dei motori C.C. a commutazione meccanica (a spazzola).

I principali vantaggi

Nessuna coppia residua, con conseguente controllo fluido del posizionamento e della velocità e maggiore efficienza complessiva rispetto ad altri tipi di motori brushless
Coppia estremamente elevata e prestazioni elevate in relazione alle dimensioni e al peso del motore
Relazione lineare assoluta tra carico e velocità, corrente e coppia e tensione e velocità, con un comportamento corrente/coppia altamente sensibile
Ondulazione di coppia estremamente bassa

Modifiche

FAULHABER è specializzata nell’adattamento dei suoi prodotti standard alle applicazioni specifiche del cliente. Le modifiche disponibili per i servomotori brushless CC FAULHABER includono:

Tipi di tensione supplementari
Cavi (PTFE e PVC) e spine di collegamento
Lunghezze d’albero configurabili e seconde estremità dell’albero
Modifiche alle dimensioni dell’albero e alle configurazioni dei pignoni, quali piani, ingranaggi, pulegge ed eccentrici
Gamma di temperatura estesa
Compatibilità con il vuoto (ad es. 10–5 Pa)
Modifiche per applicazioni ad alta velocità e/o carico elevato
Modifiche per carichi elevati di urti e vibrazioni
Motori autoclavabili
Modifiche per motori con tolleranze elettriche o meccaniche più restrittive di quelle standard

Combinazioni di prodotti

FAULHABER offre la più ampia selezione del settore di prodotti complementari appositamente realizzati per tutti i propri servomotori brushless CC, compresi:

Riduttori di precisione (riduttori planetari, riduttori a stadi
e riduttori a stadi senza gioco)
Encoder ad alta risoluzione (incrementali e assoluti)
Elettroniche di controllo ad alte prestazioni (controlli di velocità,
controlli di posizione)
Elettronica di controllo integrata (controllo di movimento e di velocità)