In un’epoca in cui si richiedono prodotti sempre più compatti e performanti, i motori di piccole dimensioni vengono utilizzati in un’ampia gamma di settori, come le apparecchiature mediche, i macchinari industriali e le apparecchiature ottiche. Tuttavia, esistono molti tipi diversi di motori di piccole dimensioni, ciascuno con caratteristiche diverse, quindi scegliere quello più adatto non è affatto facile.
In questo articolo faremo il punto sulla definizione e la classificazione dei motori di piccole dimensioni e presenteremo alcuni esempi di utilizzo in base alle diverse applicazioni. Inoltre, spiegheremo le specifiche da verificare al momento della scelta e i vantaggi della loro adozione, fornendo così conoscenze pratiche che aiutino i tecnici a trovare il motore di piccole dimensioni più adatto alle esigenze della propria azienda.
| A cura di: Gruppo Commerciale Componenti Elettronici, C.I. TAKIRON Corporation Questo articolo è stato curato sulla base delle competenze tecniche avanzate e delle conoscenze acquisite nel corso degli anni, sin dalla fondazione dell’azienda nel 1919, come leader nel settore della lavorazione delle materie plastiche.Il nostro reparto analizza costantemente le tendenze di mercato e le ultime tecnologie relative ai micromotori ultracompatti e ad alta precisione, concentrandosi sulla fornitura di informazioni di alto valore aggiunto a progettisti e sviluppatori. In qualità di team di esperti che conosce a fondo le caratteristiche dei prodotti, ti aiutiamo a risolvere le tue sfide e a promuovere l’innovazione tecnologica attraverso contenuti accurati e pratici. |
Definizione e principali tipologie di motori di piccole dimensioni
I motori di piccole dimensioni indicano in genere quelli con potenza pari o inferiore a 100 W; tra questi, quelli con potenza pari o inferiore a 3 W vengono chiamati micromotori (motori ultracompatti). Per quanto riguarda l’alimentazione, si distinguono tra corrente continua (DC) e corrente alternata (AC), mentre per quanto riguarda la struttura, ne esistono di vari tipi: con spazzole, senza spazzole, senza nucleo, a passo e così via.
In questo capitolo parleremo delle definizioni di base dei motori di piccole dimensioni e delle principali classificazioni e tipologie che un tecnico dovrebbe conoscere.
Cosa tratteremo in questa sezione
- Definizione dei motori di piccole dimensioni e classificazione in base alla potenza
- Classificazione in base alla fonte di alimentazione: motori a corrente continua e motori a corrente alternata
- Principali tipologie in base alla struttura: senza nucleo, senza spazzole, a passo
Capendo i criteri di classificazione di ciascuno, puoi restringere in modo efficiente la rosa dei motori più adatti ai tuoi prodotti.
Definizione dei motori di piccole dimensioni e classificazione in base alla potenza
Per “motori di piccole dimensioni” si intendono quelli con potenza pari o inferiore a 100 W. Esistono anche definizioni che fissano il limite a 75 W; i criteri variano leggermente a seconda del settore e della letteratura. In particolare, i motori con potenza pari o inferiore a 3 W sono chiamati “micromotori” e possono funzionare anche con l’energia di una semplice batteria a secco.
Negli ultimi anni, grazie ai progressi tecnologici, sono stati introdotti sul mercato prodotti che raggiungono potenze superiori a 100 W pur avendo dimensioni ridotte, nonché motori dal diametro estremamente ridotto, inferiore a 4 mm. Per questo motivo, è necessario definire il concetto di “piccolo” tenendo conto non solo dei valori di potenza, ma anche delle dimensioni fisiche, come il diametro esterno e la lunghezza.
Classificazione in base alla fonte di alimentazione: motori a corrente continua e motori a corrente alternata
I motori si dividono in motori a corrente continua (DC) e motori a corrente alternata (AC) a seconda del tipo di alimentazione. Nei motori di piccole dimensioni si tende a utilizzare maggiormente quelli a corrente continua (DC). Questo perché consentono un funzionamento a bassa tensione, si adattano bene agli apparecchi alimentati a batteria e presentano caratteristiche che li rendono adatti anche a un controllo preciso della velocità.
I motori a corrente continua si dividono in due tipi: con spazzole e senza spazzole. Quelli con spazzole hanno una struttura semplice e sono facili da controllare, ma la loro durata è limitata dall’usura delle spazzole. Quelli senza spazzole, invece, non hanno spazzole, quindi durano di più e richiedono meno manutenzione.
Principali tipologie in base alla struttura: senza nucleo, senza spazzole, a passo
Anche tra i motori a corrente continua, le caratteristiche variano notevolmente a seconda della struttura. Nella tabella seguente ho riassunto le caratteristiche dei tre tipi più comuni.
| Tipi | Caratteristiche strutturali | Vantaggi principali | Esempi di campi di applicazione |
| Motore senza nucleo | Struttura di avvolgimento senza nucleo in ferro | Rotazione fluida senza cogging Elevata reattività | Apparecchiature mediche Apparecchiature ottiche Controllo di precisione |
| Motore CC senza spazzole | Struttura senza spazzole né commutatore | Lunga durata Bassa rumorosità Alta efficienza | Apparecchiature industriali Sistemi di sicurezza |
| Motore passo-passo | Struttura che controlla l’angolo tramite segnali a impulsi | Elevata precisione di posizionamento Possibilità di controllo a ciclo aperto | Dispositivi di posizionamento Stampanti |
I motori senza nucleo, non avendo un nucleo di ferro, non generano quasi nessuna coppia di cogging (irregolarità di rotazione), garantendo così una rotazione fluida e una risposta veloce. I motori CC senza spazzole non subiscono l’usura delle spazzole e hanno una lunga durata. I motori passo-passo hanno un’eccellente precisione di posizionamento e permettono un controllo angolare accurato anche senza controllo a retroazione.
Esempi di utilizzo dei motori di piccole dimensioni in base all’applicazione
I motori di piccole dimensioni vengono utilizzati in molti settori, come quello medico, industriale, ottico, della sicurezza e dei prodotti per il tempo libero. Le prestazioni richieste variano a seconda del settore.
Nel settore medico, i requisiti principali sono un’elevata affidabilità e un funzionamento fluido e senza a scatti; nel settore ottico, una risposta rapida e basse vibrazioni; nel settore della sicurezza, invece, l’avvio a bassa tensione e una lunga durata. In questo capitolo illustreremo i casi d’uso specifici per ciascuna applicazione e i relativi requisiti tecnici, con esempi concreti.
Cosa tratteremo in questa sezione
- Applicazioni nel settore dei dispositivi medici: contesti in cui sono richieste alta precisione e affidabilità
- Applicazioni nel settore delle apparecchiature ottiche: la rapidità di risposta e le basse vibrazioni sono fondamentali
- Applicazioni nel settore delle macchine industriali e degli utensili: dimensioni ridotte, peso leggero ed elevata efficienza
- Applicazioni nel settore dei dispositivi di sicurezza: avvio a bassa tensione e lunga durata
- Applicazioni nei prodotti per l’hobbistica e di consumo: maggiori prestazioni e maggiore durata
Attraverso esempi concreti in vari settori, capirai quali sono le caratteristiche tecniche richieste ai motori di piccole dimensioni.
Applicazioni nel settore delle apparecchiature mediche: ambienti in cui sono richieste alta precisione e affidabilità
Nel settore dei dispositivi medici, la sicurezza dei pazienti è la priorità assoluta e ai motori vengono richieste un’elevata affidabilità e un controllo preciso. I motori senza nucleo vengono utilizzati nei seguenti dispositivi medici.
【Principali apparecchiature utilizzate】
- Endoscopio (controllo della flessione della punta)
- Robot chirurgico (controllo preciso dei movimenti)
- Apparecchio per dialisi (azionato da pompa sanguigna)
- Pompa per infusione (erogazione dosata di soluzioni farmacologiche)
- Pompa per insulina (controllo del dosaggio minime)
- Apparecchiature per la terapia canalare (azionamento rotante degli strumenti per la terapia canalare)
I motori senza nucleo garantiscono una rotazione fluida e senza cogging, rispondendo così alle esigenze del settore medico, dove anche le più piccole vibrazioni o irregolarità di rotazione sono da evitare. Inoltre, grazie alla loro elevata reattività, consentono avviamenti e arresti rapidi, rendendoli ideali anche per le situazioni di emergenza.Nello sviluppo di dispositivi medici, è necessario considerare come criteri di selezione anche il sistema di controllo qualità dei motori e la stabilità dell’approvvigionamento a lungo termine.
Applicazioni nel settore delle apparecchiature ottiche: risposta rapida e basse vibrazioni sono fondamentali
L’azionamento degli obiettivi delle varie fotocamere richiede un posizionamento veloce e preciso. I motori senza nucleo non generano quasi nessuna coppia di cogging e riescono a ridurre le microvibrazioni durante l’azionamento dell’obiettivo. Eliminano le irregolarità di rotazione che causano sfocature e sforamenti, garantendo riprese di alta qualità.
I principali campi di applicazione sono i meccanismi di messa a fuoco automatica, di stabilizzazione dell’immagine e di regolazione del diaframma. I motori senza nucleo hanno un momento d’inerzia ridotto e consentono avviamenti, arresti e inversioni rapidi, il che li rende ideali anche per seguire il soggetto
Applicazioni nel settore delle macchine industriali e degli utensili: dimensioni ridotte, peso leggero e alta efficienza
Per gli utensili elettrici industriali e gli apparecchi portatili, servono motori che, pur essendo compatti, garantiscano una coppia elevata. I motori senza nucleo, non avendo un nucleo di ferro, possono essere realizzati in dimensioni ridotte e contribuiscono ad alleggerire il carico di lavoro dell’operatore.
| Caratteristiche richieste | Compatibilità con i motori senza nucleo | Vantaggi per il prodotto |
| Riduzione delle dimensioni | Design compatto grazie alla struttura senza nucleo in ferro | Contributo alla miniaturizzazione del prodotto |
| Risparmio energetico | Riduzione del consumo di corrente grazie a un funzionamento ad alta efficienza | Maggiore autonomia della batteria |
| Basse vibrazioni | Rotazione stabile e senza cogging | Maggiore precisione di lavoro |
| Resistenza | Struttura resistente agli urti | Adatto a condizioni operative estreme |
Negli utensili elettrici a batteria, la riduzione del consumo energetico influisce direttamente sulla durata della batteria. I motori senza nucleo funzionano in modo efficiente, consentendo un utilizzo più prolungato con una singola ricarica. Inoltre, le vibrazioni ridotte migliorano la stabilità durante il lavoro, contribuendo anche a una migliore qualità del prodotto.
Applicazioni nel settore dei dispositivi di sicurezza: avvio a bassa tensione e lunga durata
Nei dispositivi di sicurezza alimentati a batteria, come le serrature elettroniche e le smart lock, il risparmio energetico e la lunga durata sono le caratteristiche più importanti. Per garantire un funzionamento prolungato con una capacità della batteria limitata, è necessario un motore in grado di avviarsi in modo affidabile anche a bassa tensione.
Tra i micromotori ci sono modelli in grado di avviarsi con una tensione estremamente bassa, pari ad almeno 1,0 V, e che mantengono un funzionamento stabile anche quando la batteria è quasi scarica. Grazie alla combinazione di funzionamento a bassa tensione e lunga durata, si ottengono i seguenti vantaggi.
[ Vantaggi dell’adozione nei dispositivi di sicurezza ]
- Riduzione della frequenza di sostituzione delle batterie (maggiore comodità per l’utente)
- Garantire la resistenza alle frequenti operazioni di apertura e chiusura
- Funzionamento stabile a lungo termine grazie al basso consumo di corrente
- Facilità di integrazione all’interno della serratura grazie al design compatto
Dato che i dispositivi di sicurezza sono destinati a applicazioni in cui non sono ammessi guasti, l’affidabilità dei motori e il sistema di controllo della qualità sono fattori determinanti nella scelta del prodotto da adottare.
Applicazioni nei prodotti per il tempo libero e di consumo: aumento delle prestazioni e miglioramento della durata
Nei modelli radiocomandati, nelle unità per biciclette elettriche e negli elettrodomestici per la bellezza, per differenziare i prodotti servono motori ad alte prestazioni e di lunga durata. Dato che la qualità del motore, che è un componente fondamentale, influenza la valutazione complessiva del prodotto, la scelta va fatta con molta attenzione.
L’adozione di motori senza nucleo, compatti, a basse vibrazioni e di lunga durata, permette di sviluppare prodotti che garantiscono un’elevata soddisfazione degli utenti. Nei servomotori per modellini radiocomandati, la minima presenza di vibrazioni si traduce direttamente in una maggiore precisione di controllo, mentre negli elettrodomestici per la bellezza le caratteristiche di basse vibrazioni aumentano la silenziosità.
Criteri di scelta dei motori di piccole dimensioni e vantaggi del loro impiego
Per scegliere il motore compatto più adatto, oltre a verificare le specifiche tecniche come dimensioni, coppia, velocità di rotazione e tensione, è necessario valutare attentamente le caratteristiche in base all’ambiente di utilizzo e all’applicazione.
In questo capitolo ti illustriamo le caratteristiche tecniche principali da considerare quando scegli un motore e i vantaggi dell’utilizzo di motori di piccole dimensioni, come quelli senza nucleo (riduzione delle dimensioni e del peso del prodotto, risparmio energetico, riduzione delle vibrazioni e del rumore, maggiore durata, ecc.).
Cosa tratteremo in questa sezione
- Specifiche principali da verificare nella scelta del motore
- I 5 vantaggi dell’utilizzo di motori senza nucleo
- Il valore derivante dalla collaborazione con i produttori fin dalla fase di sviluppo
Seguendo un processo di selezione adeguato, puoi migliorare la competitività dei prodotti e ridurre i rischi di sviluppo allo stesso tempo.
Specifiche principali da verificare nella scelta del motore
Quando si sceglie un motore, è necessario verificare attentamente tutte le specifiche che soddisfano i requisiti del prodotto. I punti principali da controllare sono i seguenti.
| Punti da verificare | Contenuto | Cose da tenere a mente durante la selezione |
| Dimensioni (diametro e lunghezza) | Dimensioni che si adattano allo spazio di installazione | Tenendo conto anche del metodo di montaggio e delle interferenze con i componenti circostanti |
| Tensione (tensione nominale) | Tensione compatibile con l’alimentazione di azionamento | Se serve un avvio a bassa tensione, controlla anche la tensione minima di avvio |
| Coppia (di avviamento / nominale) | La forza di rotazione necessaria per azionare il carico | È necessario scegliere un valore con un margine di sicurezza adeguato |
| Numero di giri (a vuoto / nominale) | Velocità di rotazione adatta all’applicazione | Valuta anche l’abbinamento con un riduttore |
| Condizioni d’uso | Requisiti relativi a temperatura, umidità, protezione antideflagrante, ecc. | In ambienti particolari potrebbero essere necessarie specifiche dedicate |
| Opzioni | Con riduttore, con encoder | Da prendere in considerazione per applicazioni che richiedono controllo di posizione o riduzione della velocità |
Mettendo in chiaro questi requisiti in anticipo, puoi restringere in modo efficiente la rosa dei motori più adatti. Soprattutto per quanto riguarda l’ambiente di utilizzo, è fondamentale conoscere nei dettagli le condizioni d’uso del prodotto, come l’intervallo di temperatura, la resistenza agli urti e le prestazioni di protezione dalla polvere e dall’acqua.
I 5 vantaggi dell’utilizzo di motori senza nucleo
L’adozione di motori senza nucleo offre i seguenti 5 vantaggi nello sviluppo dei prodotti.
[I 5 vantaggi dei motori senza nucleo]
- Rotazione fluida e basse vibrazioni grazie alla tecnologia Coggingless
- Avvio, arresto e inversione rapidi grazie all’elevata reattività
- Maggiore libertà di progettazione grazie alle dimensioni ridotte
- Risparmio energetico e maggiore durata della batteria grazie al basso consumo energetico
- Maggiore affidabilità grazie alla lunga durata e minore frequenza di manutenzione
Queste caratteristiche si traducono direttamente in una maggiore competitività del prodotto. L’assenza di cogging è particolarmente utile per le apparecchiature mediche e ottiche. La rapidità di risposta è ideale per le fotocamere e le apparecchiature industriali, mentre le dimensioni ridotte offrono maggiore libertà di progettazione.
Il valore derivante dalla collaborazione con i produttori fin dalla fase di sviluppo
Per scegliere il motore più adatto, è utile avviare un dialogo tecnico con il produttore fin dalle prime fasi di sviluppo. Anche se i requisiti non sono ancora definiti, condividendo l’applicazione e le condizioni d’uso potrai ricevere proposte di soluzioni ottimali.
I vantaggi che si ottengono dalla collaborazione con i produttori sono molteplici. Innanzitutto, c’è la possibilità di personalizzare i prodotti in base alle esigenze specifiche, senza limitarsi solo a quelli presenti nel catalogo. Un altro vantaggio è che, grazie alla valutazione dei prodotti reali tramite la fornitura di campioni, si riesce a ridurre il rischio legato alla loro adozione.
Riepilogo
I motori di piccole dimensioni sono quelli con potenza pari o inferiore a 100 W e vengono utilizzati in un’ampia gamma di settori, tra cui quello medico, industriale, ottico, della sicurezza e del fai-da-te. Le caratteristiche richieste variano a seconda dell’applicazione: nel settore medico i requisiti principali sono l’assenza di cogging e l’alta precisione; in quello ottico, la risposta rapida e le basse vibrazioni; nel settore della sicurezza, invece, l’avvio a bassa tensione e la lunga durata.
Nella scelta dei motori, oltre a verificare le specifiche tecniche, è utile collaborare con il produttore fin dalla fase di sviluppo e sottoporre i campioni a valutazione. L’adozione di motori senza nucleo permette di ottenere prodotti più compatti, più performanti, a basso consumo energetico e con una maggiore durata. Se hai dubbi sullo sviluppo del tuo prodotto, contatta un produttore specializzato.
Informazioni sui prodotti e richieste di informazioni
Per maggiori dettagli sui micromotori di C.I. Takiron, dai un’occhiata al sito web qui sotto.
- Sito del prodotto: https://cik-ele.com/
- Motori senza nucleo: https://cik-ele.com/products/list/coreless_motor/
- Motori brushless: https://cik-ele.com/products/list/brushless_motor/
- Motoriduttore: https://cik-ele.com/products/list/gearhead/
- Encoder: https://cik-ele.com/products/list/encoder/
Se hai difficoltà a scegliere il motore compatto giusto per lo sviluppo del tuo prodotto, non esitare a contattarci tramite il modulo di richiesta. Un nostro tecnico valuterà l’applicazione e le tue esigenze per proporti la soluzione più adatta.
- Contatti: https://cik-ele.com/contact/
