Micromotore elettrico 4 poli: prestazioni e vantaggi della soluzione Namiki

L’impiego del micromotore elettrico a 4 poli sta conoscendo una sempre più vasta diffusione. Questo perché la generazione di una coppia elevata in un micromotore coreless, ottenuta aumentando le dimensioni del magnete o applicando grandi quantità di corrente, deve far fronte a precisi limiti in termini di generazione di calore e materiali per la costruzione del magnete. Un’efficace soluzione per ovviare a tali limitazioni è incrementare il numero di poli magnetici da 2 a 4. Questo perché impiegando un magnete a 4 poli si aumenta l’area di densità effettiva del magnete stesso e ciò porta ad avere una costante di coppia superiore e un consumo di corrente contenuto. Inoltre, si ottimizza la costante di tempo meccanica (il tempo in cui il motore raggiunge la massima velocità partendo da fermo), per cui le risposte risultano più rapide.

L’approccio di Adamant Namiki

Quello citato è l’approccio seguito da Adamant Namiki che ha aumentato la coppia dei suoi micromotori utilizzando la diamond processing technology proprio attraverso un processo di lavorazione con magnete a 4 poli, in cui l’area di densità effettiva del magnete risulta aumentata. Questo contribuisce a ottenere una costante di coppia superiore e un basso consumo di corrente, con tempi di risposta particolarmente veloci.

Più in dettaglio, secondo alcuni test condotti da Namiki, il flusso magnetico totale è aumentato del 30% rispetto al magnete a 2 poli e la costante di coppia del 60%. In un micromotore elettrico a 4 poli la costante di tempo meccanica è diminuita del 60% e con una costante di coppia potenziata, anche la velocità di risposta è migliorata del 40%. Dal canto suo, il consumo di corrente è stato ridotto del 35% rispetto a quello che fa registrare un motore a magnete a 2 poli.

In virtù del design senza contatto (a cui contribuisce anche un commutatore come nel caso del motore con nucleo / senza nucleo), è possibile immettere in un micromotore elettrico a 4 poli una grande corrente e il calore nella bobina si dissipa rapidamente.

Stop ai contatti meccanici

Nei propri motori brushless, Adamant Namiki ha rimosso i contatti meccanici, come le spazzole e i commutatori utilizzati nei tradizionali motori brushed, e li ha sostituiti con l’applicazione di un segnale elettrico. Questi motori sono di due tipi: uno con un sensore magnetico e l’altro senza sensore. Quello con il sensore magnetico rileva la sua posizione tramite il sensore stesso mentre l’altro rileva la posizione del magnete del rotore tramite back-EMF.

A fronte delle scelte e delle innovazioni tecnologiche apportate, i motori brushless di Adamant Namiki si contraddistinguono per le seguenti caratteristiche:

  • la bobina dello statore si trova all’esterno nel motore con rotore interno, pertanto si ha una buona dissipazione del calore;
  • poiché non ci sono contatti (spazzole/commutatore), è possibile usare una corrente molto elevata per soddisfare esigenze di alta potenza;
  • nessun rumore meccanico e nemmeno nessun rumore elettrico sono dovuti alla corrente di commutazione (non ci sono spazzole né commutatori);
  • lunga durata e alta affidabilità (grazie al design senza contatto).

Nel motore brushless di Namiki, lo statore è un nucleo senza slot con bobina a forma di tazza e il rotore è il magnete all’interno. Pertanto, la forza magnetica è uniforme indipendentemente dalla posizione della bobina / magnete e la rotazione del motore è priva di cogging.

Un esempio pratico: l’avionica

Un esempio di impiego del micromotore elettrico a 4 poli è il settore avionico, che richiede componentistica in grado di resistere a forti sollecitazioni meccaniche e a range di temperatura estesi. Inoltre, necessita di performance elevate che garantiscano tali requisiti. Specificatamente per il settore avionico, Adamant Namiki ha sviluppato un micromotore brushless da 22 mm a 4 poli testato in funzionamento a temperature di -55° C. Un risultato ottenuto grazie al fatto che il rotore è privo di spazzole, è progettato per una potenza elevata ed è privo di rumore. È inoltre adatto per un uso di lunga durata.

Le sfide per i motori senza spazzole

Poiché i motori brushless non hanno contatti meccanici per la commutazione di polarità, hanno un’elevata potenza e una lunga durata. Tuttavia, a causa del nucleo del magnete rotante, l’inerzia è molto maggiore di quella del motore con spazzole senza nucleo e il tempo di risposta è più lento.
Namiki ha realizzato dei micromotori in grado di risolvere questi problemi.

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