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meccatronica
approfondimenti
Automazione e Strumentazione
n
Settembre 2015
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bilmente in un polo di logistica.
É necessario valutare correttamente le condizioni
di funzionamento
massime e minime
ed uti-
lizzare apparecchiature
ottimizzate dal punto
di vista energetico
, quindi in grado di fornire i
necessari sovraccarichi. Occorre porre particolare
attenzione, sia nella progettazione che nella docu-
mentazione dei prodotti, al funzionamento in
sovraccarico, proprio
per evitare dannosi sovra-
dimensionamenti
. A titolo di esempio, utilizzare
inverter in grado di erogare il 150% della corrente
per 60 s e il 200% per 3 s: oltre al risparmio nel
costo iniziale di acquisto, questo garantisce la
massima efficienza energetica anche in applica-
zioni dal carico fortemente variabile.
Selezione dei corretti profili di moto:
nelle
applicazioni dinamiche la scelta delle accele-
razioni e dei profili di moto ha un fortissimo
impatto sui consumi. La scelta dei profili giusti
permette di ridurre grandemente l’assorbimento.
Corretta progettazione della catena del moto:
la scelta dei componenti della catena (aziona-
mento, motore, riduttore, giunto ecc.) impatta
naturalmente sull’efficienza, a parità di presta-
zioni. Il corretto accoppiamento tra l’inerzia del
carico e del motore, la scelta ottimale del rapporto
di riduzione dei riduttori, la scelta della tipologia
e della velocità ottimale del motore hanno un
forte impatto, anche a parità di rendimento nomi-
nale dei componenti sull’efficienza energetica.
Un approccio corretto e coerente permette spesso
di evitare l’adozione di sistemi così detti “di anti-
pendolo”: ingombranti ed onerosi.
Dalle prestazioni necessarie e dai dati del carico
e della cinematica occorre quindi
selezionare i
giusti componenti della catena del moto, simu-
larne le prestazioni
, anche energetiche, e conse-
guentemente
ottimizzarne la scelta.
La macchina viene quindi scomposta nei com-
ponenti essenziali che costituiscono la catena di
trasmissione del moto con l’obiettivo, partendo
dalle prestazioni richieste dall’asse da motoriz-
zare, di identificare in modo adeguato il riduttore,
il motore e l’azionamento.
Il primo componente che viene naturale esami-
nare quando si cerca l’ottimizzazione energetica
della catena del moto è il
motore
. È significativo
il fatto che la normativa recepisca con chiarezza
l’effetto positivo che l’impiego dell’inverter ha
sull’efficienza della soluzione complessiva.
I costruttori di motori, da tempo, perseguono
una politica di produzione di motori ad
alta
efficienza
, consci del fatto che la differenza sul
prezzo iniziale di acquisito è ben presto ripagata
dai minori consumi di energia elettrica.
Un elemento di ulteriore efficienza energetica è
l’impiego di motori brushless. In questi motori,
infatti, la corrente di magnetizzazione non è
necessaria, in quanto il campo magnetico è rea-
lizzato mediante magneti permanenti. Questo
riduce sia la dissipazione nel motore che quella
nell’inverter
, consentendo spesso di
ridurre la
taglia
delle apparecchiature rispetto alla solu-
zione asincrona.
Diventa importante poter valutare i benefici ener-
getici conseguenti alla scelta di una soluzione
piuttosto che un’altra.
La scelta del progettista deve poter avvenire in
assoluta trasparenza con una espressione chiara
dei costi e dei benefici, che molto spesso si tradu-
cono positivamente per l’End User.
In aggiunta a quanto esposto, è opportuno
considerare che
il componente responsa-
bile delle maggiori dissipazioni
non è, come
potrebbe sembrare ovvio, il motore, bensì il
riduttore
: è dimostrato che l’impiego di riduttori
Con il software di progettazione e configurazione di Lenze
è possibile pianificare la scelta degli elementi essenziali che
compongono la catena del moto dell’azionamento
Un’analisi preventiva del rapporto costi/
benefici da parte del progettista è vantaggiosa
anche per l’utilizzatore finale del sistema