Tecnologia rivoluzionaria per produrre i più efficienti motorini elettrici
Tra tutti i tipi di motore esistenti, il motore senza spazzole a corrente continua senza slot (SBLDC) raggiunge le migliori prestazioni per tali applicazioni. I motori SBLDC hanno una struttura semplice. Il rotore è un albero montato con un cilindro di magneti permanenti e il suo movimento è causato da un campo magnetico rotante generato da un avvolgimento cilindrico costituito da fili di rame intrecciati. Un giogo di ferro confina il campo magnetico all’interno del motore e rafforza l’interazione magnetica tra i magneti e l’avvolgimento del filo. Il componente più critico di questi motori è l’avvolgimento del filo attualmente realizzato con fili di rame intrecciati. È la fonte dell’interazione con i magneti e definisce la potenza che il motore può generare per una determinata corrente. Il progetto FlexCoil, finanziato dall’UE, oggi noto come MirmexCoil, ha lo scopo di «commercializzare una nuova generazione di avvolgimenti per motori e micromotori che sono più facili da costruire, più efficienti e forniscono prestazioni superiori rispetto allo stato dell’arte e a quanto costruito in Europa», afferma il coordinatore François Baudart. «Stiamo trasformando il modo in cui vengono prodotti gli avvolgimenti del micromotore». Sostituire i tradizionali fili di rame per portare più in alto le prestazioni Invece di costruire avvolgimenti filo per filo da varie lunghezze di rame, i partner del progetto hanno creato nuovi modelli di rame innovativi su un materiale flessibile. Quando il materiale viene accuratamente arrotolato in più strati in un tubo, si ottiene un tipo completamente nuovo di avvolgimento per motore ad alte prestazioni. Hanno sviluppato un processo brevettato per padroneggiare la complessa e fondamentale fase di progettazione dei modelli su un circuito stampato, arrotolandolo in più strati con una precisione estremamente elevata. Il team del progetto ha ottenuto risultati eccellenti dopo la verifica in laboratorio dei prototipi. «Confidiamo che la nostra tecnologia consentirà ai nostri prodotti di essere più piccoli del 50 %, e spesso si arriva ad osservare anche un aumento del 70% delle dinamiche del motore», osserva il dott. Baudart. «Genera tre volte meno calore e mostra una riduzione di dieci volte del tempo di assemblaggio». Uno studio approfondito ha confermato la fattibilità tecnica della soluzione. Ci sono molti vantaggi per l’utente in una vasta gamma di applicazioni. Per i clienti di micromotori di fascia alta, la tecnologia riduce l’aumento della temperatura del motore. Più bassa è la temperatura, più durevoli sono i cuscinetti e l’avvolgimento. I produttori di dispositivi dentali e chirurgici devono risolvere problematiche legate al peso. L’innovazione riduce il peso del motore, che rappresenta una parte significativa della massa complessiva. I produttori di bio-robotica hanno bisogno di soluzioni per aumentare la durata della batteria rispettando rigorosi vincoli di peso. La soluzione riduce il peso del motore e aumenta l’efficienza. Un elemento chiave per la robotica industriale è la dinamica. La produttività è direttamente proporzionale alla dinamica del movimento. Motori più potenti consentiranno un movimento più rapido degli strumenti prensili dei robot, aumentando così il tasso di produzione. In ultimo il progetto intende incrementare il volume di produzione per soddisfare le rigorose esigenze degli utenti dei clienti medici. Il dott. Baudart afferma che il progetto punta a richiedere maggiori finanziamenti per «dimostrare di poter offrire la propria tecnologia al livello di scala e di qualità che ci si aspetta da un fornitore esclusivo di prodotti industriali fondamentali». Quindi sarà in grado di eseguire prove sui clienti, finalizzare la propria strategia di mercato e prepararsi alla piena commercializzazione.
Parole chiave
FlexCoil, micromotore, avvolgimenti, motori elettrici, SBLDC, avvolgimento fili, robotica