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Come personalizzare un servomotore - Soluzione standard o personalizzata

02 Ago 2021
Esperti di Kollmorgen

Le soluzioni con motori personalizzati coprono un'ampia gamma di varianti, da semplici modifiche meccaniche e progetti di sviluppo ex novo. Grazie alle personalizzazioni il progettista può ottimizzare le prestazioni del servomotore per migliorare la produttività e il valore della macchina. Quando e come personalizzare un servomotore standard dipende dai vantaggi previsti dalla personalizzazione, con una soluzione legata a formato, compatibilità e funzione. Prima di apportare qualsiasi modifica occorre stabilire quali elementi possono essere cambiati e quali invece sono fissi, oltre ai fattori di costo correlati.

 

Kollmorgen AKM™ Family

I principali componenti della struttura elettromeccanica di un motore sono naturalmente di tipo meccanico ed elettrico (o una combinazione di questi due). La complessità della personalizzazione dipenderà dall'entità delle modifiche rispetto alla progettazione originale. Una modifica meccanica, ad esempio la riduzione del diametro dell'albero di uscita, può essere semplice, mentre un aumento del diametro dell'albero può richiedere variazioni in altri aspetti della progettazione. La regolazione delle caratteristiche elettriche del motore può essere semplice come nel caso della variazione del numero di giri nella bobina dello statore, mentre l'incremento della tensione di esercizio può richiedere la modifica dei materiali dell'isolamento e anche della struttura delle cave.

Le modifiche meccaniche sono di norma correlate all'albero motore della macchina nonché vincolate ad esigenze di montaggio. Comuni variazioni a livello di montaggio includono il diametro pilota e la profondità, il diametro e la lunghezza dell'albero, il tipo di montaggio (frontale e su flangia) e la posizione e l'orientamento dei collegamenti di alimentazione/retroazione. Le specifiche di montaggio NEMA standard identificano la circonferenza dei bulloni nonché il diametro pilota e quello dell'albero. Sebbene un montaggio basato sugli standard NEMA riduca al minimo la necessità di personalizzazione, potrebbero sussistere esigenze di ingombro tali da richiedere variazioni di montaggio a livello dell'albero per ottimizzare lo sfruttamento dello spazio.

 

Kollmorgen PSM Servomotor

L'ambiente di applicazione del motore può anche richiedere semplici modifiche meccaniche, ad esempio una migliore tenuta per adattarsi ad ambienti umidi, o modifiche più complesse con materiali alternativi per adattarsi ad ambienti con agenti chimici o radiazioni. Inoltre, la scelta di materiali per ambienti pericolosi può spingere verso modifiche agli elementi di progettazione con un notevole aumento dei costi.

La maggior parte dei fattori di costo legati alle modifiche meccaniche è correlata alle specifiche di progettazione standard iniziali. La riduzione del diametro dell'albero è di regola una modifica più economica rispetto all'aumento di tale valore, che potrebbe comportare ulteriori variazioni nella struttura dei cuscinetti e nella lavorazione delle flange. Le modifiche a livello di montaggio (diametro pilota, circonferenza dei bulloni) possono comportare anche modifiche relative alla colata delle flange con conseguenti costi extra dovuti alle attrezzature.

Le modifiche elettriche riguardano tipicamente la regolazione del numero di giri degli avvolgimenti delle bobine del motore per adattarsi alla tensione e alla corrente disponibili. Altri aspetti di tipo elettrico includono il miglioramento della schermatura EMI, dispositivi di retroazione alternativi o regolazioni della connettorizzazione.

I fattori di costo legati alle modifiche elettriche variano a seconda dell'entità di tali modifiche in relazione agli elementi di retroazione o agli avvolgimenti elettrici. Il numero di avvolgimenti in una bobina è direttamente proporzionale ai punti di velocità/coppia nominale in base ad una tensione/corrente specifica. Le modifiche agli avvolgimenti che migliorano coppia e velocità in base alla tensione e alla corrente disponibili sono relativamente semplici da realizzare. Tuttavia, quando vengono apportate modifiche per adattarsi a tensioni notevolmente più basse o più alte, altre modifiche conseguenti a livello di progettazione (ad esempio regolazioni dell'isolamento o variazioni delle cave) determinano un aumento dei costi di personalizzazione.

La personalizzazione di un motore standard risulta ottimale quando si collabora con un costruttore di motori in grado di identificare i vantaggi che modifiche specifiche possono comportare per il valore complessivo della macchina. Un'analisi dei costi-benefici legati a ciascuna modifica elettrica o meccanica sarà utile per garantire che la personalizzazione aggiunga valore per migliorare l'efficienza operativa della macchina.

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Esperti di Kollmorgen

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Questo blog è il risultato della collaborazione di un team di esperti di motion & automation in Kollmorgen, tra cui ingegneri, addetti al servizio clienti ed esperti di progettazione. In qualsiasi fase del vostro progetto vi troviate, noi siamo qui per aiutarvi.

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