LLa tecnología de la máquina gearless ITG

 

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RAÍCES COMUNE

 

Todas las máquinas sin engranajes ITG se han diseñado con la misma rigurosa filosofia de producto. Este siguiente no pretende ser una descripción exhaustiva del diseño técnico de las máquinas gearless  ITG, pero su propósito es proporcionar sólo algunos detalles sobre las opciones técnicas que se han hecho por su diseño.

 

Todas las máquinas de ITG están equipadas con motores gearless de imanes permanentes sincronos de flujo radial. Los motores de imán permanente de flujo radial síncrona (RFPM) son los más tradicionales y ampliamente utilizado en muchas industrias. La siguiente figura muestra un máquina RFPM con la dirección de flujo electromagnético y el flujo de corriente. La corriente fluye radialmente en la máquina, mientras que la corriente fluye en la dirección axial.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LA PROGETTAZIONE DEI MOTORI A MAGNETI PERMANENTI "INSET", MANTENENDO I VANTAGGI DELLA PROGETTAZIONE "SMPM"

 

Tutte le macchine gearless ITG hanno motori a magneti permanenti del tipo "Inset".

 

Come le tradizionali macchine a magneti permanenti a montaggio superficiale (Souface Mounted PM machines - SMPM) le macchine a magneti permanenti "Inset" hanno magneti montati sulla superifice del rotore, ma gli spazi fra i magneti permanenti sono parzialmente colmati dall'acciaio del rotore, come illustrato nella figura che segue. L'acciaio presente fra i magneti determina una salienza e produce una coppia di riluttanza aggiuntiva a quella prodotta dai magneti. La coppia di riluttanza dei motori a magneti permanenti "Inset" contribuisce per circa il 5% della coppia nominale richiesta.  Questa soluzione consente di adottare un rotore più leggero e determina la ragione per la quale un motore a magenti permanenti di tipo "Inset" è più leggero ed ha inerzia inferiore rispetto ad una nalogo motore SMPM. Ciònonostante, se la dimensione dello spazio dell'acciaio lasciato fra un magnete e l'altro non è progettato tenendo conto del numero di poli e per questo motivo, alla ITG abbiamo adottato sofisticati sistemi di calcolo FEM per determinare la corretta quantità di acciaio, con l'obiettivo di conseguire tutti i vantaggi tipici dei motori di tipo "Inset" e di quelli SMPM.

Infine, i magneti delle macchine gearless ITG non sono semplicemente incollati ai rotori, ma sono trattenuti nella loro sede anche grazie ad un accoppiamento meccanico, che assicura che non possano mai staccarsi.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L'ELEVATO NUMERO DI POLI

 

Nonostante il fatto che il numero di magneti permanenti ed un elevato numero di poli  contribuiscano sensibilmente all'aumento dei costi di produzione, alla ITG abbiamo cercato il migliore compromesso fra il peso ed il numero di magneti e la configurazione tecnica delle macchine gearless ITG è sempre basata su 24 o 32 poli. Questo perché, quanto maggiore è il numero di poli, minore è il ripple di coppia, perché il ripple di coppia varia in funzione di differenti configurazioni del numero di poli.

 

Al fine di ridurre ulteriormente il ripple di coppia (che può anche mettere a repentaglio la vita lavorativa del motore) le macchine gearless ITG sono tutti progettati con inclinazione del passo cavo (skew) che determina un'ulteriore diminuzione del ripple.

 

Oltre a tutto questo, un buon metodo per diminuire il ripple di coppia, oltre allo skewing , è l'uso di avvolgimenti concentrati e le macchine gearless ITG sono tutte realizzate con avvolgimenti di questo tipo.

 

 

GLI AVVOLGIMENTI CONCENTRATI

 

L'avvolgimento concentrato è un avvolgimento che si concentra attorno ai denti dello statore e non ha finali d'avvolgimento sovrapposti e determina numerosi vantaggi che rendono questa soluzione tecnica particolarmente interessante, perché può migliorare sensibilmente l'efficienza del motore. Ad esempio i finali degli avvolgimenti sono molto più corti di quelli degli avvolgimenti distribuiti. Di conseguenza, le perdite nel rame sono inferiori.

 

Tuttavia, gli avvolgimenti concentrati sono appropriati e producono i più ampi vantaggi sulle macchine a magneti permanenti con alto numero di poli.

 

 

I MAGNETI SmCo

 

Le macchine gearless ITG impiegano magneti di SmCo, piuttosto che quelli tradizionali in NeFeB che sono utilizzati da quasi tutti gli altri Costruttori.

 

I magneti SmCo offrono al progettista una tremenda combinazione di proprietà magnetiche estremamente elevate, oltre all'eccellente stabilità termica ed all'ottima resistenza alla corrosione. Queste caratteristiche rendono il SmCo il materiale ideale per applicazioni ad elevato carico di lavoro come servomotori, giunti, pompe e sensori, particolarmente dove al magnete è richiesto di operare a temperature elevate, in una vasta gamma di temperature, o in un ambiente corrosivo.

 

Anche se la temperatura Curie per i materiali in SmCo è compresa  tra 750 e 850 ° C, le attuali composizioni in questa lega  possono essere utilizzate fino ad una temperatura massima di 350 ° e fino a 550° C, a seconda del grado. Se si confronta questa caratteristica con le analoghe proprietà dei magneti in NdFeB, si può notare che le temperature massime di utilizzo del neodimio-ferro-boro variano dai 150 ai 200 ° C. Altri vantaggi del SmCo rispetto al  NdFeB comprendono la migliore resistenza alla corrosione e la maggiore potenza magnetica a temperature superiori a 150 ° C.

 

Le applicazioni  che richiedono un campo magnetico stabile traggono vantaggio dal basso coefficiente di induzione con temperatura reversibile dei magneti di  SmCo: -0,030% / ° C per il Sm2Co17. Le migliori leghe di NdFeB hanno variazioni almeno doppie, mentre l'unico materiale comune con un coefficiente inferiore a questo è l'Alnico, ma con potenziale magnetico e resistenza a smagnetizzazione significativamente inferiore.

 

 

GLI AVVOLGIMENTI SPECIFICI PER OGNI SINGOLA VERSIONE

 

A differenza di quanto accade in quasi tutte le altre macchine gearless, nella gamma di macchine gearless non dovrete scegliere una macchina per doverne poi modificare la frequenza di alimentazione per adeguarla alle vostre esigenze per la velocità dell'impianto ascensore.

 

I motori PM sono sofisticati e per conservare le loro migliori caratteristiche e la loro efficienza, non possono essere utilizzati per condizioni d'utitlizzo diverse da quelle per cui sono stati progettati. Ad esempio, se un motore è stato progettato per offrire la migliore prestazione con la frequenza di 38 Hz, non potrà mai fornire le stesse prestazioni se pilotato a 50 Hz e viceversa.

 

Per questo motivo, una macchina gearless ITG progettata per la velocità di 1,6 metri al secondo con tiro 2: 1, anche se essere dello stesso modello di un'altra, non avrà mai lo stesso avvolgimento della versione progettata per la velocità di 1 metro al secondo. Ciò vale non solo per grandi variazioni di velocità, ma per tutte le versioni disponibili.