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Motore con scanalature e motore senza scanalature:

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Qual è la differenza? (Parte 1)

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Se state leggendo questo post, è probabile che abbiate già familiarità con i vari tipi di motori elettrici e che abbiate già incontrato il termine "motore senza slot". Se non l'avete fatto, non preoccupatevi: questo post inizierà con una rapida spiegazione.

Come molti altri componenti tecnologici, i motori elettrici hanno un proprio albero genealogico che li distingue.

Così come è possibile distinguere un motore brushless da uno brushed, anche i motori elettrici possono essere classificati come slotless o slotless.

Come suggerisce il nome e come i motori brushless, che sono privi di spazzole, i motori slotless sono realizzati senza le scanalature (le scanalature nel nucleo dello statore) presenti nei progetti tradizionali. Nell'immagine qui sopra, è possibile osservare questo concetto in modo semplificato attraverso lo schema di un motore elettrico brushless.

In genere, un motore con scanalature include scanalature nel nucleo dello statore. Queste scanalature contengono fisicamente gli avvolgimenti che trasportano la corrente, che agiscono come elettromagneti: quando la corrente li attraversa, generano campi elettromagnetici.

Oltre al ruolo strutturale di fissaggio degli avvolgimenti, queste scanalature aiutano anche a guidare il flusso magnetico verso il traferro.

L'airgap, che è lo spazio tra il rotore e lo statore, è la regione critica in cui interagiscono i flussi magnetici provenienti dagli avvolgimenti dello statore (attraverso le scanalature) e dai magneti del rotore. Questa interazione è ciò che in ultima analisi aziona il motore. Questo concetto è chiaramente illustrato nell'immagine seguente.

I motori slotless o, come viene comunemente chiamato, ''coreless motor'' utilizzano invece un approccio diverso. I motori slotless o coreless sono quelli venduti da Mirmex.

Questi motori slotless non contengono un nucleo in acciaio con scanalature e si affidano esclusivamente alla geometria degli avvolgimenti del motore per amplificare il flusso magnetico. In genere, la disposizione degli avvolgimenti è più semplice, come mostrato di seguito. In generale, il design a scanalature favorisce la creazione di campi elettromagnetici intorno agli avvolgimenti in rame, con conseguente aumento del flusso magnetico nel traferro.

Questa geometria specifica comporta sia vantaggi che svantaggi, che analizzeremo ulteriormente nel corso di questo articolo. Questi vantaggi e svantaggi possono essere particolarmente rilevanti a seconda dell'applicazione.

Confronto tra motori con e senza scanalature, che mostra gli avvolgimenti della bobina intorno ai denti di ferro nella costruzione con scanalature e i componenti etichettati come i lamierini d'acciaio, gli avvolgimenti di rame e i magneti permanentiTorsione di bloccaggio

Una differenza fondamentale tra i motori con e senza scanalature risiede nella loro fluidità di rotazione.

Nei motori con scanalature, come spiegato in precedenza, le scanalature reindirizzano il flusso magnetico attraverso la loro forma, amplificandolo localmente. Questo crea regioni di flusso magnetico più elevato che interagiscono con i poli magnetici del rotore. Durante la rotazione del rotore, queste interazioni causano un disturbo periodico noto come coppia di cogging, un effetto "singhiozzo" che interrompe la rotazione regolare.

I motori slotless, invece, eliminano questo problema. Non essendoci fessure che concentrano il flusso magnetico in regioni specifiche, il campo magnetico rimane più uniforme. Di conseguenza, un motore elettrico slotless presenta una coppia di cogging pari a zero, con una rotazione perfettamente fluida.

Questa fluidità si traduce in buone prestazioni NVH, come bassa rumorosità, vibrazioni minime e una maggiore controllabilità, che consente un controllo del movimento più preciso. Queste caratteristiche rendono i motori slotless particolarmente interessanti per le applicazioni che richiedono un'elevata precisione e un funzionamento silenzioso, come i motori per protesi, i motori per strumenti chirurgici e i motori per strumenti medici in generale.

Dopo aver introdotto i concetti fondamentali alla base dei motori elettrici con e senza scanalature e averne evidenziato le principali differenze, restate sintonizzati per la seconda parte di questa serie di blog, in cui approfondiremo i fattori specifici di prestazione che li differenziano.

Sebbene i nostri motori siano privi di cogging, assicuratevi di essere collegati per il prossimo post!