Guida introduttiva ai torque motor
Scopri tutto ciò che devi sapere sui torque motor: cosa sono, vantaggi e applicazioni, e l’emergere di tecnologie per torque motor di precisione.
August 14, 2024
Che cos’è un Torque Motor?
Un torque motor è un tipo di motore brushless a magneti permanenti. Spesso viene utilizzato in direct drive, con il carico meccanico fissato direttamente al rotore del motore, senza ingranaggi, cinghie o giunti intermedi. In genere, i torque motors offrono coppia elevata a velocità zero o bassa.
I torque motors sono spesso forniti in formato “frameless”, ovvero rotore e statore senza alcun alloggiamento meccanico, cuscinetti o giunti. La maggior parte dei torque motors ha un’altezza assiale ridotta e un grande alesaggio rispetto al diametro esterno. Rotore e statore vengono semplicemente montati direttamente sulle parti meccaniche dell’apparecchiatura ospitante. Alcuni torque motors prevedono il rotore all’interno dello statore, altri il rotore all’esterno dello statore.
A differenza dei motori tradizionali, la selezione di un torque motor si basa sulla coppia anziché sulla potenza. Nella scelta del motore più adatto occorre considerare due fattori: la coppia di picco e la coppia continua. La natura dell’applicazione determinerà quale dei due sia più importante.
Quali sono i vantaggi dei Torque Motors?
I torque motors offrono molti vantaggi rispetto ai motori più tradizionali:
Progetto brushless: nessuna usura e costi di assistenza/manutenzione drasticamente ridotti.
Vantaggio di costo quando utilizzati in direct drive: se un torque motor viene utilizzato in direct drive, vengono eliminati i costi di materiale e assemblaggio di riduttori, trasmissioni a cinghia o giunti. Tali vantaggi sono più probabili in applicazioni che non richiedono accelerazioni estremamente rapide di masse o inerzie molto elevate.
Compatti e leggeri: un grande alesaggio rispetto al diametro esterno e una bassa altezza assiale semplificano il lavoro del progettista meccanico quando vi sono vincoli severi di dimensioni e peso. Il formato base del torque motor consente il passaggio, attraverso il centro del motore, di componenti meccanici, elettrici, idraulici o ottici, in particolare gli anelli collettori (slip rings). I vantaggi in termini di dimensioni e peso sono massimizzati quando il torque motor è impiegato in direct drive. I torque motors offrono un rapporto coppia/peso senza pari.
Bassa coppia di cogging: deriva dall’elevato numero di poli magnetici e i design elettrici ironless o di tipo Motori senza alloggiamenti possono ottenere un cogging praticamente nullo grazie all’interazione magnetica simmetrica tra statore e rotore.
Elevate prestazioni dinamiche: la coppia intrinseca e le caratteristiche meccaniche consentono un progetto servo rigido con isteresi bassa o nulla.
Coppia elevata a velocità zero/bassa: aumentando il numero di coppie polari di statore e rotore la capacità di coppia può essere aumentata in modo sostenibile.
Alta affidabilità: soprattutto quando utilizzati in direct drive, poiché il numero di parti meccaniche in movimento è ridotto al minimo e quindi il mean-time-between-failure (MTBF) è massimizzato.
Vibrazioni e rumore acustico ridotti: l’eliminazione di riduttori, trasmissioni a cinghia o giunti intermedi e il montaggio semplice sulla struttura ospitante elimineranno potenziali fonti di vibrazioni e rumore acustico.
Applicazioni tipiche dei Torque Motors
I torque motors sono tipicamente utilizzati in un’ampia gamma di applicazioni, tra cui:
- Apparecchiature elettro-ottiche
- Esoscheletri
- Robotica umanoide
- Macchine utensili
- Tavole rotanti per macchine
- Propulsori marittimi
- Gimbal di precisione
- Protesi/bionica
- Sistemi radar
- Pod da ricognizione
- Robot di servizio
- Sistemi d’arma telecomandati
- Dispositivi di metrologia
- Giunti rotativi
- Apparecchiature SAT-COM
- Apparecchiature per Semiconduttori
- Robot chirurgici
- Designatori di bersaglio
- Veicoli senza pilota
- Ricercatori per sistemi d’arma
- Droni
- Robot industriali
Che cos’è un Torque Motor di precisione?
Per torque motor di precisione si intende un torque motor con coppia di cogging estremamente bassa; formato ultra-compatto e coppia molto elevata rispetto a dimensioni o peso. In genere, i torque motors di precisione utilizzano tecniche di produzione avanzate, come la tecnologia FiberPrinting™ di Alva, per massimizzare la densità di riempimento degli avvolgimenti nello statore del motore. Ciò consente prestazioni dinamiche superiori rispetto alle dimensioni o al peso del motore.
Dr. Nicolas Giraudo
Chief Commercial Officer
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