Convertire l'energia elettrica
Convertire l'energia elettrica in meccanica è necessario per moltissimi processi anche in campo automotive: per fare questo è sempre necessario un motoriduttore.
Il motoriduttore, denominato anche riduttore di velocità, trasferisce la potenza di un albero motore a una serie di ingranaggi affinché generino energia meccanica all’interno di un meccanismo elettrico o idraulico. La sua versatilità, data da questo principio molto semplice, lo rende adatto a qualsiasi impiego. Il motore che alimenta il tutto può esistere in due tipologie: dotato di una sorta di spazzole che, strisciando l’una contro l’altra, generano un campo elettrico, oppure essere un motore senza spazzole e quindi con un albero motore che genera un campo magnetico elettronico.
Il vantaggio di quest’ultima tipologia, detta anche brushless in inglese (ovvero “senza spazzole”), è che le prestazioni sono ottimizzate, non si formano pericolose scintille e il motore a corrente continua è controllato da un commutatore di corrente che alimenta i campi magnetici. Le spazzole sono, spesso, fonte di rumore e necessitano di maggiore manutenzione perché possono deteriorarsi col tempo; di contro, un motoriduttore brushless può presentare costi maggiori ma sempre adeguati alle performance migliori che offre.
L’impiego di un motoriduttore senza spazzole avviene soprattutto in ambito industriale, laddove si renda necessaria l’applicazione su macchinari di precisione che debbano durare nel tempo. Alcune attrezzature sofisticate, poi, hanno bisogno di una potenza costante e sempre uguale per limitare al minimo i margini di errore, cosa che con l’attrito tra spazzole non sempre è possibile: un esempio classico sono frigoriferi e impianti di condizionamento o refrigerazione.
In questi casi, la catena del freddo deve essere rigorosamente rispettata senza sbalzi termici e questi meccanismi sono di vitale importanza. Anche l’impiego nell’industria automobilistica, con particolare attenzione alle vetture elettriche, è sempre più largamente diffuso. Questo non solo per le prestazioni, ma proprio perché in assenza delle scintille generate dalle spazzole il meccanismo risulta più sicuro anche in presenza di carburanti o altri elementi infiammabili.
I motoriduttori di ultima generazione, poi, hanno dimensioni estremamente ridotte che ne consentono l’applicazione anche su dispositivi molto piccoli. I materiali plastici e metallici utilizzati sono molto resistenti alle continue sollecitazioni e sono concepiti per durare nel tempo anche da un punto di vista fisico. Gli elementi principali di cui è composto un motoriduttore solitamente sono, a parte la componente motorizzata, l’albero veloce o l’albero lento.
Il primo è costituito da una vite senza fine, che assorbe la potenza generata girando a una determinata velocità; il secondo non è altro che una serie di ingranaggi atti a movimentare un circuito meccanico. Gli ingranaggi garantiscono prestazioni maggiori ma sono meno economici di una vite senza fine: ovviamente, a seconda delle necessità si potrà scegliere il motoriduttore più adatto al caso e alla velocità richiesti.
La costanza di rotazione e la potenza generate, poi, dipendono anche dalla forma della vite di uscita o degli ingranaggi: più questi ultimi saranno scanalati e tortuosi, maggiore sarà la decelerazione. Si dovrà quindi ovviare con motori più potenti che possano trasmettere una potenza superiore e quindi una rotazione adeguata. Di contro, la vite senza fine sarà più veloce ma avrà minor presa su meccanismi più complessi.
A livello di manutenzione, e quindi di longevità, come già accennato le spazzole presentano lo svantaggio di dover essere controllate e sostituite più spesso, mentre in un circuito elettromagnetico brushless sarà sufficiente una buona lubrificazione costante per garantire il funzionamento ottimale del meccanismo. Naturalmente, soprattutto in presenza di macchinari delicati che possono incepparsi, occorre effettuare controlli costanti anche di questa componente, in ogni sua parte, per verificarne il funzionamento.