Il design a 4 poli è più robusto dell'equivalente a 2 poli, ma può anche occupare lo stesso spazio e peso.Greg Dutfield di maxon UK spiega.
I motori a 4 poli presentano vantaggi nella scelta dei micromotori CC per applicazioni che vanno dal settore aerospaziale al controllo della perforazione di pozzi.Il design a 4 poli è più robusto dell'equivalente a 2 poli, ma può anche occupare lo stesso spazio e peso.Greg Dutfield di maxon UK spiega.
Per i motori CC che richiedono una coppia elevata con peso ridotto e compattezza, un motore a 4 poli può essere la scelta migliore.I motori a 4 poli possono occupare lo stesso ingombro dei motori a 2 poli, ma sono in grado di generare una coppia maggiore.È importante notare che un motore a 4 poli è anche più potente di un motore a 2 poli di dimensioni comparabili, il che significa che mantiene la sua velocità in modo più accurato quando viene applicato un carico.
Il numero di poli si riferisce al numero di coppie di magneti permanenti nel motore.Un motore bipolare ha una coppia di magneti opposti nord e sud.Quando viene applicata una corrente tra le coppie di poli, viene creato un campo magnetico che fa ruotare il rotore.Anche le configurazioni del motore vanno da 4 poli, comprese due coppie di poli, a design multipolari, fino a 12 poli.
Il numero di poli è un aspetto importante della progettazione del motore poiché influisce sulle caratteristiche di velocità e coppia del motore.Minore è il numero di poli, maggiore è la velocità del motore.Questo perché ogni rotazione meccanica del rotore dipende dal completamento del ciclo del campo magnetico per ciascuna coppia di poli.Più coppie di magneti permanenti ha un motore, più cicli di eccitazione sono necessari, il che significa che più tempo impiega il rotore per completare una rotazione di 360°.La velocità è divisa per il numero di coppie polari a una frequenza fissa, quindi presupponendo un motore a 2 poli a 10.000 giri al minuto, un motore a 4 poli produrrà 5.000 giri al minuto, un motore a sei poli funzionerà a 3.300 giri al minuto, ecc. d ..
I motori più grandi possono generare una coppia maggiore indipendentemente dal numero di poli.Tuttavia, aumentando il numero di poli è possibile generare una coppia maggiore rispetto a un motore della stessa dimensione.Nel caso di un motore a 4 poli, la coppia è notevolmente aumentata grazie al design compatto con un percorso di ritorno magnetico più sottile che lascia più spazio per due coppie di poli magnetici permanenti e, nel caso dei motori maxon, all'avvolgimento brevettato a treccia più spessa.
Sebbene un motore a 4 poli possa occupare lo stesso ingombro di uno a 2 poli, è da notare che l’ulteriore aumento del numero di poli da 6 a 12 comporta che le dimensioni ed il peso del telaio debbano essere proporzionalmente aumentati ospitare il cavo in rame aggiuntivo., ferro e magneti non sono necessari.
La forza di un motore è solitamente determinata dal suo gradiente velocità-coppia, il che significa che un motore più potente può mantenere la velocità più saldamente quando viene applicato un carico.Il gradiente velocità-coppia viene misurato dalla diminuzione della velocità per 1 mNm di carico.Numeri più bassi e pendenze più dolci significano che il motore sarà in grado di mantenere meglio la sua velocità sotto carico.
Un motore più potente è possibile grazie alle stesse caratteristiche di progettazione che lo aiutano anche a raggiungere coppie più elevate, come più avvolgimenti e l'uso di materiali ottimali nel processo di produzione.Pertanto un motore a 4 poli è più affidabile di un motore a 2 poli della stessa dimensione.
Ad esempio, un motore maxon a 4 poli con un diametro di 22 mm ha un gradiente di velocità e coppia di 19,4 giri/min/mNm, ciò significa che perde solo 19,4 giri/min per ogni 1 mNm applicato, mentre un motore maxon a 2 poli della serie stessa taglia ha un gradiente di velocità e coppia di 110 giri/min./mNm.Non tutti i produttori di motori soddisfano i requisiti di progettazione e materiali di maxon, quindi marche alternative di motori a 2 poli potrebbero avere gradienti di velocità e coppia più elevati, indicando un motore più debole.
Le applicazioni aerospaziali traggono vantaggio dalla maggiore resistenza e leggerezza dei motori a 4 poli.Queste caratteristiche sono necessarie anche per gli utensili elettrici portatili, che spesso richiedono una coppia maggiore di quella che un motore a 2 poli può fornire, ma sono leggeri e di piccole dimensioni.
Anche per i produttori di robot mobili è importante la prestazione del motore a 4 poli.I robot su ruote o cingolati devono superare terreni accidentati, ostacoli e pendii ripidi durante l'ispezione di oleodotti e gasdotti o la ricerca delle vittime di un terremoto.I motori a 4 poli forniscono la coppia e la potenza necessarie per superare questi carichi, aiutando i produttori di robot mobili a realizzare design compatti e leggeri.
Anche le dimensioni ridotte, combinate con bassi gradienti di velocità e coppia, sono fondamentali per il controllo dei pozzi nell'industria petrolifera e del gas.Per questa applicazione, i motori compatti a 2 poli non sono abbastanza potenti e i motori multipolari sono troppo grandi per lo spazio di ispezione delle punte, quindi Maxon ha sviluppato un motore a 4 poli da 32 mm.
Molte applicazioni adatte ai motori a 4 poli si verificano in ambienti estremi o in condizioni che richiedono la capacità di funzionare ad alta temperatura, alta pressione e vibrazioni.Ad esempio, i motori di controllo dei pozzi possono funzionare a temperature superiori a 200°C, mentre i motori installati nei veicoli subacquei autonomi (AUV) sono alloggiati in serbatoi pressurizzati riempiti di olio.Grazie a caratteristiche progettuali aggiuntive quali manicotti e tecnologie per migliorare la dissipazione del calore, i motori compatti a 4 poli possono resistere a condizioni operative estreme per lunghi periodi di tempo.
Sebbene le specifiche del motore siano fondamentali, per ottimizzare l'applicazione è opportuno considerare la progettazione dell'intero sistema di azionamento, compresi riduttore, encoder, azionamento e controlli.Oltre a fornire consulenza sulle specifiche del motore, gli ingegneri maxon possono anche collaborare con i team di sviluppo OEM per sviluppare sistemi di azionamento completi specifici per l'applicazione.
maxon è un fornitore leader di servomotori e azionamenti DC con e senza spazzole di alta precisione.Questi motori hanno dimensioni comprese tra 4 mm e 90 mm e sono disponibili fino a 500 W.Integriamo i controlli di motori, riduttori e motori CC in sistemi di azionamento intelligenti altamente accurati che possono essere personalizzati per soddisfare le esigenze specifiche delle applicazioni dei nostri clienti.
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