Gli attuatori lineari elettrici sono azionati da un motore AC o DC. Questo articolo mette in evidenza le principali differenze tra questi due tipi di motore per aiutarti a scegliere il motore giusto per l'attuatore lineare.
Definizione elettrica
I motori AC e DC funzionano secondo lo stesso principio. Campi magnetici alternati, causati dall’inversione della direzione della corrente, fanno ruotare un albero. Le differenze tra questi due tipi di corrente determinano le caratteristiche del motore.
DC sta per Direct Current, ossia corrente continua, mentre AC sta per Alternating Current, ossia corrente alternata. La DC ha una corrente che scorre continuamente in un’unica direzione. La si osserva spesso in batterie e celle a combustibile. La AC ha una corrente che inverte direzione un certo numero di volte al secondo. Le abitazioni negli Stati Uniti sono alimentate in AC che inverte 60 volte al secondo, più comunemente indicato come “60 hertz”.
Sorgente di alimentazione
L’AC è tipicamente la scelta per applicazioni ad alta potenza, come nelle grandi fabbriche, perché è più semplice convertire da tensioni più alte a più basse. Presenta anche minori perdite elettriche sulle lunghe distanze, motivo per cui è usata sulle linee elettriche domestiche.
Per applicazioni a potenza inferiore si trova una combinazione di motori AC e DC. Ad esempio, nelle nostre case, dove la sorgente di alimentazione è principalmente AC, trovi ventilatori, lavatrici e utensili elettrici con cavo con motori AC. Per la maggior parte delle applicazioni mobili, come auto o dispositivi senza filo, la DC è molto più comune poiché queste applicazioni sono alimentate da una batteria, che è una sorgente DC.
Esistono modi per convertire tra alimentazione AC e DC. Nelle auto elettriche di Tesla Motors c’è una batteria DC che passa attraverso un inverter per alimentare motori AC. Nelle nostre case, l’AC della presa a muro viene trasformata in DC usando un convertitore (un esempio è la nostra centralina PA-20 che combina un convertitore con comandi bidirezionali in un pacchetto semplice). Questo è molto comune negli arredi automatizzati che utilizzano attuatori lineari elettrici come poltrone reclinabili, letti ospedalieri e scrivanie regolabili in altezza.
Durata
Come già accennato, sia i motori AC sia quelli DC hanno campi magnetici alternati causati dall’inversione della direzione della corrente.
I motori DC hanno sul rotore spazzole e un commutatore che modificano fisicamente il percorso dell’elettricità per invertire la direzione della corrente. Poiché nei motori AC la corrente è già alternata, non è necessario questo commutatore fisico. Spazzole e commutatore nei motori DC aumentano la manutenzione, spesso limitano la velocità e riducono la durata rispetto ai motori AC.
Nota che esiste un’eccezione: il motore DC senza spazzole (brushless). Come suggerisce il nome, non usa spazzole fisiche. Risolve molte delle criticità dei motori DC a spazzole, ma ha un costo superiore e richiede controllori esterni.
Opzioni di controllo
La velocità del motore DC è proporzionale alla quantità di corrente che attraversa gli avvolgimenti. Ciò significa che la velocità del motore DC può essere modificata con varie tecniche; la più semplice è la regolazione della tensione, ottenibile con una semplice resistenza o con un regolatore di tensione come il nostro AC-14 Speed Controller.
I motori AC, invece, richiedono la variazione della frequenza dell’alimentazione. Ai motori AC serve quello che viene chiamato azionamento a frequenza variabile (VFD), che modifica la frequenza AC in ingresso. Per applicazioni semplici, questa soluzione è spesso più costosa rispetto alle alternative più semplici disponibili per i motori DC.
Conclusioni
Sopra alle tre differenze elencate, entrano in gioco fattori come il controllo della coppia, la produzione di calore e molti altri. Tutti aspetti importanti per determinare il miglior attuatore lineare elettrico per una determinata applicazione.Progressive Automations produce e distribuisce attuatori lineari elettrici DC. Serviamo un’ampia gamma di settori, dal medicale alla robotica. Se hai domande sui nostri prodotti e su come possano adattarsi alla tua applicazione, non esitare a chiamarci: i nostri esperti ingegneri saranno lieti di aiutarti.