Motori brushless per ascensori: funzionamento e vantaggi

In questo articolo, spieghiamo in modo sintetico che cos’è un motore brushless, come funziona e quali sono le differenze nel funzionamento rispetto ai motori brushed.

Il motore brushless conosciuto anche con l’acronimo “BLDCM”, “Brushless Direct Current Motor” è un motore elettrico con rotore a magneti permanenti, che funziona senza l’utilizzo di spazzole.

I motori elettrici brushed sono chiamati anche “motori a spazzole” perché tra le componenti fondamentali che lo costituiscono ci sono le spazzole che, ancorate allo statore, trasferiscono la corrente elettrica al rotore per contatto diretto.

Questo contatto le sottopone costantemente ad attrito e a progressiva usura. La presenza delle spazzole rappresenta uno dei motivi per i quali un motore brushed è più soggetto a guasti e necessita di continua manutenzione.

Motore brushed e motore brushless: differenze nel funzionamento

Nei motori brushed e brushless il principio di funzionamento è il medesimo, cambiano le modalità con cui si ottiene la rotazione dell’albero.

In entrambe le tipologie, la corrente elettrica passa negli avvolgimenti e genera un campo elettromagnetico che attrae oppure respinge i magneti permanenti. Da qui si avvia la rotazione dell’albero, durante la quale la corrente elettrica viene inviata a diversi avvolgimenti permettendo così un movimento rotatorio continuo.

In che cosa differisce quindi il funzionamento di motori brushed e brushless?

La differenza strutturale tra le due tipologie di motori riguarda la posizione degli avvolgimenti che, nelle macchine brushed si trova sul rotore, mentre nelle macchine brushless si trova sullo statore.

La collocazione degli avvolgimenti sullo statore, quindi sulle porzioni esterne del motore, permette di eliminare la necessità delle spazzole, permettendo così la trasmissione della corrente elettrica all’albero rotore senza contatti diretti attraverso l’utilizzo di spazzole.

Quali vantaggi assicura un motore brushless

Rispetto ai motori a spazzole brushed, a parità di prestazioni, i motori brushless consumano meno energia risultando quindi più efficienti.

L’assenza di spazzole nei motori brushless fa sì che l’usura dei componenti sia inferiore rispetto a quanto avviene nei motori brushed, non avendo attrito tra rotore e spazzole.

Infine, proprio per le loro caratteristiche, riducendo ogni tipo di vibrazione, risultano essere notevolmente più silenziosi

I vantaggi di un motore elettrico brushless sono quindi:

  • Maggior efficienza e riduzione dei consumi energetici;
  • maggior durabilità ed affidabilità;
  • minori vibrazioni e rumorosità.

La linea gearless di Sicor utilizza motori brushless

Tra i prodotti offerti da Sicor ci sono le macchine di trazione della linea gearless che utilizza motori brushless.
Si tratta di motori elettrici a magneti permanenti che trasferiscono il moto direttamente alla puleggia di trazione.

Per maggiori informazioni

CONTATTACI DA QUI

Motori sincroni e asincroni

I motori elettrici si suddividono in macchine statiche e macchine elettriche rotative, o rotanti; queste ultime possono essere utilizzate per trasformare energia meccanica in energia elettrica oppure viceversa.

I motori elettrici possono funzionare in corrente alternata (motori AC) oppure in corrente continua (motori CC).

Motore a corrente alternata: che cos’è e come funziona

Come indicato dal nome che li identifica, i motori AC sono caratterizzati dal fatto di utilizzare la corrente alternata. Presentano al loro interno una serie di bobine in cui passa la corrente che genera un campo magnetico rotante.

Le parti principali del dispositivo sono:

  • statore (il componente che rimane fisso nella macchina);
  • tamburo;
  • rotore (il componente che ruota).

Il rotore è collegato a un albero che trasmette l’energia meccanica ottenuta dalla trasformazione dell’energia elettrica.

Tali motori a corrente alternata si suddividono in: monofase, bifase, trifase, sincrono e asincrono.

Motori sincroni e asincroni: quali sono le differenze

I motori sincroni sono così chiamati perché al loro interno il rotore si muove in perfetta sincronia con il campo magnetico rotante dello statore: si parla, quindi, di velocità sincrona.

Nei motori asincroni, invece, la velocità angolare del rotore è inferiore rispetto a quella del campo magnetico rotante.

Nell’articolo ci soffermiamo sulla spiegazione del funzionamento delle due tipologie per metterne in evidenza differenze e rispettivi vantaggi.

Il motore asincrono è chiamato anche “motore a induzione” perché il campo magnetico dello statore induce corrente elettrica nel rotore per induzione elettromagnetica, secondo quanto descritto dalla legge di Faraday.

Motori di questo tipo sono utilizzati in contesti in cui non è necessaria una grande potenza.

Il motore sincrono si differenzia dall’asincrono anche perché richiede l’uso di un inverter (convertitore statico).

Dove si usano motori sincroni

I motori sincroni sono adatti ad applicazioni che richiedono una velocità di rotazione estremamente stabile e precisa.

Un esempio di applicazione riguarda i veicoli elettrici così come quella che li vede collocati nelle macchine di sollevamento degli ascensori.

Vantaggi dei motori elettrici sincroni

I principali vantaggi dei motori elettrici sincroni sono:

  • efficienza;
  • silenziosità;
  • compattezza.

Vantaggi dei motori asincroni

I più importanti benefici dell’utilizzo di motori asincroni sono:

  • semplicità di esercizio;
  • ingombro ridotto a parità di potenza;
  • manutenzione necessaria ridotta;
  • sovraccaricabilità;
  • rendimento elevato.

SCRIVICI O CHIAMACI DA QUI

VAI ALLA PAGINA CONTATTI

Le buone caratteristiche di un argano per ascensori

Ricordiamo la definizione di “argano”

L’argano è la macchina di trazione dell’ascensore e il suo compito è quello di garantire un buon comfort in cabina durante gli spostamenti.

Oltre a svolgere questa funzione, un argano deve essere:

  • Conforme alle Direttive e allo stato dell’arte per garantirne un funzionamento sicuro ed affidabile
  • Silenzioso e gli ingranaggi interni che lo compongono non devono creare vibrazioni  
  • Garantire un funzionamento fluido, con accelerazioni e decelerazioni graduali

Gli argani SICOR

Gli argani di Sicor sono prodotti internamente utilizzando tecnologie di ultima generazione.
I modelli storici della serie MR di Sicor, opportunamente aggiornati per rispondere alle richieste del mercato, sono stati affiancati dalla serie SH, che grazie alla loro rapidità di installazione e all’elevata compattezza costituiscono un’ottima soluzione sia per le nuove installazioni che per gli ammodernamenti.

In aggiunta a queste serie, al fine di rispondere alle esigenze del mercato, è da poco stato creato il modello SV110, che sulla base delle componenti chiave del modello SH110, garantisce qualità, prestazioni eccezionali ed estrema competitività. Grazie all’elevata compattezza e al montaggio in verticale è possibile sfruttare al meglio lo spazio disponibile senza la necessità di scegliere il lato puleggia.

Le serie sono costruite in conformità alle Direttive 2014/33/UE, 2014/30/UE, 2006/42/CE e alle Norme EN 81-20, EN 81-50, EN 12015, EN12016, IEC 60034-1.

SICOR offre un’ampia scelta di opzioni tra argani tradizionali e macchine gearless progettate per offrire soluzioni avanzate e sicure per qualsiasi tipo d’impianto di sollevamento a trazione elettrica.

Con una capacità produttiva di oltre 45.000 macchine all’anno, SICOR è in grado di soddisfare le numerose e differenziate esigenze del mercato.

Scopri di più sulla linea Geared.

Argano per ascensori MR12C
Argano per ascensori MR21
Argano per ascensori MR26

Ammodernamento degli argani: stato dell’arte e tendenze

Sicor ammodernamento degli argani

Tanti i benefici grazie alla sostituzione della macchina a riduttore con macchina gearless

Ad oggi, in Italia, la maggior parte degli ammodernamenti delle macchine di trazione degli ascensori è conservativa e consiste nel sostituire l’argano/macchina a riduttore esistente, tipicamente con motore a 2 velocità (AC2), con un argano / macchina a riduttore di nuova generazione, qualche volta con motore a 2 velocità (AC2) ma più spesso con motore VVVF ed inverter.

La sostituzione di macchina a riduttore con motore AC2 con macchina a riduttore con motore VVVF con inverter è una soluzione che, a parità di sistema di sospensione (1:1), permette l’utilizzo di una macchina di taglia inferiore con motore di potenza inferiore, limitando quindi non solo gli ingombri ma anche la taglia dell’inverter associato e soprattutto la potenza contrattuale dell’impianto.

Nella maggior parte degli ammodernamenti, date le corse e le velocità dell’impianto in essere, si riesce ad ottenere un buon comfort in cabina anche in configurazioni ad anello aperto, quindi senza utilizzo di retroazione (encoder), limitando dunque il costo della nuova soluzione che resta comunque una soluzione “datata” e non “green” a causa della presenza di olio.

La tendenza degli ammodernamenti è la sostituzione della macchina a riduttore con macchina gearless, principalmente perché quest’ultima è caratterizzata da:

  • elevata efficienza del motore a magneti permanenti che si traduce in ridotto consumo;
  • ridotti ingombri che ne permettono il trasporto, l’installazione e l’utilizzo in qualsiasi impianto;
  • massimo comfort in cabina derivante a una regolazione più precisa della macchina gearless in anello chiuso che soddisfa le esigenze      specifiche di impianto;
  • re-livellamento al piano in qualsiasi condizione di carico;
  • minimo livello di rumore e vibrazioni costante nel tempo (assenza di rotismi/ingranaggi soggetti ad usura);
  • assenza di olio e lubrificanti;
  • ridotta manutenzione;
  • dotazione di freno certificato sia contro l’eccesso di velocità della cabina in salita che contro i movimenti non comandati della cabina con porte (UCM), che significa aumentare la sicurezza dell’impianto originario;
  • nessun limite di velocità cabina;
  • nessun limite di corsa.

La macchina gearless è costituita da un motore a magneti permanenti, detto motore coppia perché in grado di fornire elevata coppia in uscita all’albero a basse velocità, esattamente come fa il riduttore a vite senza fine delle macchine a riduttore, ma senza avere alcun rotismo/ingranaggio interno che non solo è soggetto ad usura ma anche non idoneo ad elevate velocità poiché caratterizzato da vibrazioni e rumore.

La macchina gearless è, in buona sostanza, una macchina “essenziale”,  costituita da un minor numero di componenti rispetto alla macchina a riduttore (solo motore a magneti permanenti, puleggia di trazione, freno ed encoder) quindi con minor possibilit di guasto ed usura.

In particolare, il freno che viene assemblato sulle macchine gearless è certificato sia contro l’eccesso di velocità  della cabina in salita che contro i movimenti non comandati della cabina con porte (UCM), quindi costituisce un componente di sicurezza secondo la EN 81-20:2020 dato che agisce direttamente sullo stesso albero della puleggia di frizione (che è sostenuto staticamente in 2 punti).

Ciò significa che l’impianto su cui viene installata la macchina gearless è già dotato di questo componente di sicurezza “free of charge” che quindi permette l’incremento della sicurezza dell’impianto stesso, a differenza di quanto accade con le macchine a riduttore per le quali il freno di sicurezza sull’albero lento è un’opzione di costo importante.

Con le macchine gearless, già dotate di elevato rendimento tipico dei motori a magneti permanenti, si utilizza sempre più spesso un inverter con modulo rigenerativo che durante il funzionamento della macchina, che funziona da generatore, invia l’energia resa nella rete che può essere quindi utilizzata per alimentare carichi elettrici dell’edifico, portando ad un aumento considerevole del rendimento energetico dell’intero ascensore.

Per ottenere il massimo beneficio economico dall’utilizzo della macchina gearless è consigliabile modificare il sistema di sospensione da 1:1 in 2:1 poiché ciò permette la selezione di una macchina di taglia inferiore limitando in modo significativo i costi della sostituzione dell’argano originario.

La macchina gearless, essendo caratterizzata da un design estremamente compatto, consente un facile trasporto e posizionamento in sala macchine senza necessità di smontaggio parziale, come accade con le macchine a riduttore. E’, inoltre, possibile il posizionamento della macchina gearless su telai esistenti con semplici interfacce/adattatori.

Impianto da ammodernare:
Carico nominale: 480kg
Sospensione 1:1
Velocità cabina: 1m/s
Corsa: 22m
Ammodernato con macchina gearless ed inverter rigenerativo.

Nel caso di ammodernamento con sostituzione della macchina a riduttore con supporto esterno della puleggia di trazione (configurazione molto frequente in impianti “datati”) con una macchina a riduttore di nuova generazione è opportuno verificare, attraverso i dati di impianto, la migliore configurazione possibile per evitare soluzioni costose non necessarie.

Numerose vecchie serie di macchine a riduttore erano sempre caratterizzate da un supporto esterno dell’albero lento, detto anche terzo supporto, la cui corretta installazione non era affatto banale. Allineare 3 supporti implica messe in opera estremamente accurate che, in caso presentino anche minimi disallineamenti, potrebbero ridurre drasticamente la vita della macchina stessa, se non addirittura pericolosi danneggiamenti di albero e cuscinetti.

Le macchine a riduttore attuali presentano carichi statici elevati rispetto alle serie precedenti e, per questo motivo, risulta quasi sempre ingiustificato l’uso del terzo supporto. Inoltre, nelle macchine con terzo supporto, strutture iperstatiche, l’eventuale freno certificato sull’albero lento non è riconosciuto dalla EN 81-20:2020 come componente di sicurezza poiché, nonostante agisca sullo stesso albero della puleggia di frizione, quest’ultimo è sostenuto da più di 2 punti.

Esempi di ammodernamento da geared a gearless

Articolo di Elisabetta Gasperini su ANACAM Magazine