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Che cos'è considerato un motore a bassa tensione?

21 Feb 2022
Esperti di Kollmorgen

Blog: che cos'è considerato un motore a bassa tensione?

Questa è una risposta difficile: la Direttiva Bassa Tensione che definisce la bassa tensione da 50 a 1.000 V CA o da 120 a 1.500 V CC, si basa sulla tensione di rete utilizzata per alimentare l'impianto elettrico e si collega a specifiche normative IEC in materia di sicurezza e rischio di scosse e archi elettrici. Quando i motori a bassa tensione vengono discussi nel contesto dei servomotori, tuttavia, la bassa tensione si concentra sulle applicazioni a batteria. Mentre i motori brushless standard del settore funzionano in genere a 120 – 480 V CA, i servomotori a bassa tensione sono ottimizzati a tensioni comprese tra 24 e 96 V CC. Per definizione, le tensioni in questo intervallo sono considerate da IEC come incluse nella categoria di bassissima tensione (Extra Low Voltage - ELV).

Cosa rende un motore a bassa tensione? 

Un servomotore è alimentato da un azionamento che riceve alimentazione da una sorgente CA o CC. Due parametri specifici del motore determinano le caratteristiche di velocità/coppia del motore: la forza elettromotrice (Kb) misurata in Volt/krpm e la sensibilità di coppia (Kt) misurata in Nm/A. La velocità del motore è direttamente correlata alla tensione applicata e la coppia del motore è direttamente nominale alla corrente applicata. Queste due caratteristiche sono direttamente influenzate dal numero di giri di filo utilizzati nelle bobine del motore, con l'avvolgimento del motore tipicamente ottimizzato per la tensione prevista per l'applicazione. Un motore può funzionare a tensioni fino alla sua tensione nominale massima che si basa sul sistema di isolamento utilizzato nella costruzione del motore.

Esempio: un motore a 2000 giri/min nominali con una coppia nominale di 5 Nm utilizzerà avvolgimenti con 10 giri per bobina con una tensione nominale di 170 V CC e una corrente nominale di 10 A. Se questo motore fosse alimentato a 85 V CC e non venissero apportate regolazioni all'avvolgimento, sarebbe in grado di raggiungere solo 1.000 giri/min a 5 Nm (supponendo che sia disponibile la stessa corrente alla tensione più bassa). Per funzionare allo stesso livello di potenza con una tensione inferiore, l'avvolgimento del motore verrebbe regolato riducendo il numero di giri (5 giri per bobina) per raggiungere 2.000 giri/min a 85 V CC. Tuttavia, in questo modo si modificano le caratteristiche di sensibilità della coppia del motore e, per ottenere 5 Nm di coppia a 2.000 giri/min con 85 V CC, saranno ora necessari 20 ampere.

Grafico AKM2G-32ML

Si considerino le tipiche applicazioni a batteria, come i veicoli telecomandati (ROV) o la robotica, in cui vengono utilizzate tensioni comprese tra 24 e 96 V CC. Il servomotore dovrebbe contenere avvolgimenti ottimizzati per soddisfare il punto di carico alla tensione applicata specifica e alla corrente disponibile. Queste applicazioni sono ideali per soluzioni di motori a bassa tensione poiché i requisiti dell'applicazione sono in genere velocità inferiori e coppia più elevata. Tuttavia, un motore a bassa tensione può essere applicabile anche per il funzionamento a velocità più elevate se gli avvolgimenti del motore sono ottimizzati per un funzionamento efficiente a velocità, coppia, tensione disponibile e corrente nominali.

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