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Vantaggi dei motori sincroni Brushless a corrente continua

17 Febbraio 2019

In questo articolo vogliamo illustrare i principali vantaggi dei motori sincroni Brushless a corrente continua, detti anche BLDC (BrushLess Direct Current), alimentati da Inverter ed aventi il rotore a magneti permanenti (PM rotor).
I motori BLDC sono principalmente costituiti da 3 elementi:

  • lo statore, costituito da un pacco di lamierini tranciati o da settori a ‘T’ (che assemblati formeranno lo statore), sui cui denti saranno avvolte le bobine per formare l’avvolgimento; queste saranno opportunamente collegate fra di loro ed alla scheda elettronica
  • il rotore, costituito da un supporto cilindrico su cui vengono incollati i magneti permanenti o costituito da un pacco di lamierini tranciati provvisto di ‘tasche’ in cui saranno inseriti i magneti permanenti
  • la scheda elettronica come ‘Controller’ per il corretto funzionamento del motore

 
Lo sviluppo dei semiconduttori ha permesso, a partire dagli anni ’80, la nascita di questi motori, accentuandone la crescita negli ultimi anni grazie alla riduzione sensibile delle dimensioni dei componenti elettronici ed arrivando così a sostituire in alcune applicazioni i motori a spazzole (Brushed DC motors) grazie ad alcuni vantaggi significativi:

  • sostituzione delle spazzole e del commutatore con un rotore PM e scheda di controllo che permettono una maggiore e migliore ‘dinamica’ (intesa come campo di velocità e coppia erogate e regolazione fine)
  • eliminazione dei problemi di manutenzione dovuti all’usura delle spazzole
  • eliminazione delle scintille nei contatti striscianti, pericolose in ambienti potenzialmente esplosivi
  • riduzione del rumore, sia sonoro che elettromagnetico
  • aumento dell’efficienza (grazie all’assenza di attrito e di potenza dissipata nei contatti fra le spazzole ed il commutatore)
  • aumento del rapporto potenza/peso
  • riduzione dell’ingombro complessivo del motore, a parità di prestazioni

 
Questi motori inoltre trovano una applicazione significativa nei motori AC ad altissima efficienza, laddove il classico motore asincrono non può raggiungere le prestazioni richieste in termini di basso consumo.

A fronte di tutti questi vantaggi è opportuno citare almeno 2 svantaggi significativi che limitano in parte il successo di questi motori:

  • costo dei magneti permanenti, soprattutto per magneti di 1° scelta come il Neodimio
  • costo dell’elettronica, soprattutto se le quantità non giustificano una economia di larga scala

 
Detto questo la crescita di questi motori negli ultimi anni è diventata esplosiva, al punto che diversi settori sono coinvolti e sempre di più sono le aziende che rivolgono un particolare interesse a questo mondo; citiamo qui sotto un elenco non esaustivo delle applicazioni principali dei motori BLDC:

  • pompe e ventilazione
  • elettrodomestici
  • apricancelli ed automazioni in genere
  • domotica
  • biciclette elettriche (E-Bike)
  • moto-ruote per scooter
  • automotive
  • generatori ed alternatori

 
In questo scenario Came non si è fatta trovare impreparata, avendo oramai maturato una solida esperienza, sia per la fase di prototipazione ed industrializzazione dello statore avvolto che per la fase di produzione, grazie ad un parco macchine di 2 centri di produzione che verrà ampliato nei prossimi anni con altri 3 centri in modo da poter rispondere efficacemente alle esigenze dei nostri clienti.

Articolo di:
Fabrizio Bardelli
Esperto Ricerca e Sviluppo Came
Fabrizio.Bardelli@came-italy.com
+39 0444 488282