La struttura di un azionamento elettrico si può riassumere in modo molto sintetico come segue: Potenza in ingresso SORGENTE DI ALIMENTAZIONE PRIMARIA

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Raffaello Monaco
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1 Struttura di un azionamento elettrico. La struttura di un azionamento elettrico si può riassumere in modo molto sintetico come segue: SERVOCONTROLLO SERVO POTENZA Sezione di alimentazione Convertitore di potenza Potenza in ingresso POTENZA Segnali di controllo Potenza in uscita SENSORI CONTROLLO Riferimento CONTROLLO Misure SENSORI Interfaccia operatore Oppure in una rappresentazione più pratica: SORGENTE DI ALIMENTAZIONE PRIMARIA DISPOSITIVO DI CONTROLLO CONVERTITORE STATICO DI POTENZA ELETTRICO MACCHINA AZIONATA AZIONAMENTO ELETTRICO Il motore è l elemento centrale dell azionamento, quello che effettua la conversione dell energia, (tutti i motori elettrici sono macchine reversibili). 227

2 Motore elettrico Di seguito una panoramica di motori elettrici comunemente usati negli azionamenti: MOTORI ELETTRICI ASINCRONO SINCRONO A COLLETTORE A RILUTTANZA TRIFASE MONOFASE MAGNETI PERMANENTI AVVOLGIMENTO ECCITAZIONE CORRENTE CONTINUA UNIVERSALE Rotore a gabbia Rotore avvolto A condensatore Spira in corto Sinusoidale Trapezoidale AVVOLGIMENTO ECCITAZIONE MAGNETI PERMANENTI A passo A isteresi Commutato Sincrono I motori elettrici utilizzati nella movimentazione automatica si possono suddividere in quattro grandi famiglie: Motori a collettore Motori sincroni Motori a riluttanza Motori asincroni I motori a collettore: sono caratterizzati dalla presenza del collettore,-spazzole che svolge le funzioni di un convertitore di potenza. Motori in corrente continua (C.C.) Motori con avvolgimento di eccitazione Motori a magneti permanenti Motori universali 228

3 Semplicità di controllo. Hardware semplice. Collettore e contatti striscianti, (problemi di manutenzione). Genera calore sul rotore. Ingombro e peso elevato. Non idoneo in ambienti esplosivi. Costo elevato. Velocità di rotazione limitate, (usura del collettore). I motori sincroni: sono alimentati con una tensione alternata e la velocità di rotazione è rigidamente legata alla frequenza della tensione di alimentazione. Motori sincroni con avvolgimento di eccitazione Motori sincroni a magneti permanenti, (Brushless). Sinusoidali Trapezoidali Elevato rapporto potenza/peso. Bassa inerzia. Elevata affidabilità, (assenza spazzole). Elevata capacità di sovraccarico. Elevata velocità massima. Calore generato solo sullo statore. Idoneo per funzionare in ambiente ostile. Hardware e controllo complessi. Problemi alle alte temperature. Costo elevato. 229

4 I motori asincroni: sono alimentati con una tensione alternata e la velocità di rotazione non è rigidamente legata alla frequenza della tensione di alimentazione, ma vi è uno scorrimento. Motori asincroni monofase A condensatore. Spira in corto. Motori asincroni trifase Rotore a gabbia di scoiattolo. Rotore avvolto. Elevata affidabilità, (assenza di spazzole). Basso costo. Nessun problema alle alte temperature. Funzionamento in ambiente ostile, (degradando la coppia). Elevata capacità di sovraccarico. Controllo di elevata complessità. Genera calore sul rotore. Inerzia elevata, (non sempre un difetto). I motori a riluttanza variabile: si basano sul principio che il flusso tende a fluire lungo la via a minor riluttanza. Motori a riluttanza variabile con circuito magnetico fortemente anisotropo Sincroni. Isteresi. Motori a riluttanza variabile con numero di denti statorico diverso da quello rotorico. A passo. Commutato. 230

5 Esempi applicativi: Di seguito una serie di utilizzi per gli azionamenti elettrici; Macchine utensili a controllo numerico. Robotica Industriale. Macchine per la lavorazione del legno. Macchine speciali in campo tessile. Macchine confezionatrici. Gru. Ascensori ad alte prestazioni. Macchine da stampa, laminatoi. Svolgitori. La figura seguente offre una panoramica generale sull impiego degli azionamenti elettrici: CONTROLLI DIGITALI INFORMATICA ANALOGICA MACCHINE ELETTRICHE AZIONAMENTO ELETTROMAGNETISMO DIGITALE DI POTENZA MECCANICA COMUNICAZIONI 231

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