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Motori lineari - Principi di funzionamento ed Applicazioni

Informazioni tesi

  Autore: Riccardo Bondi
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2009-10
  Università: Università degli Studi di Bologna
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria elettrica
  Relatore: Angelo Tani
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 76

Negli ultimi anni il mercato dei motori elettrici ha visto lo sviluppo di una fascia di nuovi prodotti che hanno conquistato spazio accanto ai motori rotativi tradizionali. Tale impulso è stato determinato in parte dalle recenti innovazioni tecnologiche e in parte dalla necessità di soluzioni alternative specificamente pensate per particolari applicazioni in ambito degli azionamenti assi e dell’automazione in generale.
Questa classe di prodotti è costituita dagli attuatori lineari che, in funzione del tipo di macchina elettrica, riescono a coprire diversi settori applicativi.
I motori lineari che hanno trovato posto nel mercato sono i passo-passo, gli asincroni e i sincroni, mentre quelli a corrente continua non sono riusciti a ritagliarsi uno spazio consistente a causa del loro costo elevato e di problemi inerenti allo scintillio delle spazzole, agli attriti e alle limitate prestazioni sia in termini dinamici che di spinta.
Questi attuatori sono ancora oggi in fase di sviluppo e sono oggetto di ricerca e studio per ottimizzarne le prestazioni. Le prospettive di miglioramento sono sicuramente buone.

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4 Introduzione I motori lineari sono particolari attuatori elettrici in grado di produrre il moto direttamente in forma lineare. Ne consegue che si rivelano particolarmente adatti per azionamenti assi, andando a racchiudere in un solo elemento ciò che in tali applicazioni viene normalmente ottenuto dall’accoppiamento di un motore rotativo con particolari cinematismi che provvedono alla trasformazione del moto da rotativo a lineare. Si può pensare di ottenere un motore lineare partendo da una qualsiasi macchina rotativa, mantenendone lo stesso principio di funzionamento, ma disponendo in modo opportuno la superficie di accoppiamento magnetico in modo che la distribuzione dei campi sia disposta lungo un asse piuttosto che su una circonferenza. In virtù di ciò, il tipo di controllo dei motori lineari risulta analogo a quello del motore rotativo da cui derivano. Esistono diverse tipologie di motori lineari ma i più diffusi sono quelli piatti e quelli tubolari. I motivi del recente sviluppo degli azionamenti con attuatori lineari in ambito industriale sono da individuarsi nella realizzazione di:  materiali più performanti e tecnologie innovative;  magneti permanenti ad elevata densità di energia;  polveri ferromagnetiche sinterizzate;  isolanti e dielettrici nanoadditivati;  elettronica di potenza sempre più efficiente;  strategie di controllo innovative e più raffinate;  nuove aree di applicazione. L’insieme di questi fattori ha fatto in modo che i motori lineari potessero competere con gli azionamenti assi tradizionali, realizzati con la combinazione di una macchina rotativa con particolari cinematismi per la conversione del moto da rotativo a lineare. Questi organi di trasmissione non hanno solo la funzione di convertire il moto ma, costituendo l’anello centrale della catena cinematica fra motore e carico, contribuiscono in modo determinante alle qualità dinamiche e di precisione dell’azionamento, spesso costituendo un rigido compromesso. Utilizzando motori rotativi è infatti possibile ottenere elevate accelerazioni solamente dimensionando propriamente la trasmissione meccanica. Per ottenere elevati gradi di precisione infatti bisogna introdurre un opportuno riduttore che però va a limitare la velocità dell’azionamento in modo proporzionale al suo rapporto di trasmissione. La presenza di organi intermedi, suscettibili di usura, introduce giochi meccanici, attriti e

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