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Azionamento Elettrico

en-lang Electric drive

Un azionamento è un sistema preposto a produrre il moto di un carico mantenendo sotto controllo le grandezze meccaniche di interesse. Ogni azionamento elettrico è in genere costituito da un motore elettrico, un convertitore statico e un dispositivo di controllo.

Componente fondamentale nell’automazione di fabbrica, l’azionamento elettrico è un sistema flessibile utilizzato per attività di assemblaggio, movimentazione e spostamento di carichi meccanici. Il moto viene solitamente controllato, per far sì che il movimento risultante soddisfi a specifiche di variazione, regolazione e inseguimento.

Un azionamento elettrico comprende gli attuatori elettrici utilizzati per generare il movimento, i relativi moduli di controllo e gli organi di trasmissione e trasformazione del moto.

Gli azionamenti si usano in numerosi contesti, a partire dal settore degli elettrodomestici, nei sistemi di trazione ferroviaria, nell’impiantistica industriale e civile, nei robot, nei sistemi a controllo numerico, nelle periferiche di computer, nelle macchine automatiche e nell’automotive, per citare gli esempi più significativi.

Esistono notevoli differenze tra le diverse applicazioni, in termini di potenza richiesta e di caratteristiche del moto, per cui si distinguono, ad esempio, azionamenti a velocità costante, a velocità variabile, ad asservimento di posizione o a controllo di coppia o di forza, monoasse e multiasse.

Nei casi più semplici, si usano motori connessi direttamente alla rete elettrica, ottenendo una velocità di movimento più o meno costante e regolando il flusso di energia dalla sorgente verso il motore (modulazione PWM). Con l’uso di controlli avanzati, si possono variare l’alimentazione al motore e il regime di velocità in modo arbitrario. In impianti complessi più sistemi di azionamento devono essere fra loro coordinati. Nelle soluzioni digitali oggi disponibili sono assicurati il controllo della corrente, della velocità e della posizione del motore.

Tradizionalmente, i metodi convenzionali per il controllo e la diagnostica di azionamenti elettrici fanno ricorso al loro modello matematico. Tuttavia, è possibile sviluppare analoghi metodi usando l’intelligenza artificiale, in particolare quella basata sul softcomputing (reti neurali, tecniche fuzzy, algoritmi genetici) che prescinde da un modello matematico accurato dell’azionamento. In questo modo si registrano numerosi vantaggi nella gestione delle informazioni, soprattutto per raggiungere prestazioni superiori in termini di velocità, posizione e coppia.

 

Applicazione Caratteristiche dell’azionamento
Linee di produzione di grande dimensione (es.: laminatoi, cartiere, tessile)
  • Numerosi motori e azionamenti di taglie diverse concorrono a determinare un flusso regolare e continuo del prodotto.
  • I singoli azionamenti sono comandati generalmente in velocità e/o coppia.
  • La precisione nella regolazione è legata alla qualità del prodotto richiesto.
  • La velocità della linea, e di conseguenza il livello di sincronismo e coordinamento, non sono generalmente critici
Linee di produzione discreta (es.: impacchettatrici, confezionatrici, industria alimentare)

 

  • Impianti di potenza medio-piccola con un numero non elevato di attuatori.
  • Elevata flessibilità e coordinamento degli attuatori.
  • Sincronismo di velocità e di fase realizzabile mediante sistemi a ingranaggio o alberi e camme elettriche.
  • Elevato livello di coordinamento richiesto al controllo di supervisione dell’impianto
Macchine utensili e robot industriali
  • Movimentazione assi caratterizzata da elevate velocità di spostamento e precisione di posizionamento
  • Maggior numero di gradi di libertà e necessità di sopperire alla variazione del carico e delle inerzie (robot industriali)
Celle di lavoro
  • I componenti sono impiegati per realizzare una lavorazione completa, comprendendo oltre alle singole macchine di lavorazione, anche ulteriori elementi di trasporto, posizionamento e scarico dei pezzi lavorati.
  • Aumenta il numero degli attuatori ed è previsto un livello di supervisione oltre agli elementi di coordinamento previsti per le singole macchine.

 


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