Claw Pole Machine
È stata effettuata la realizzazione di una nuova unità di motorizzazione, basata su un differente principio operativo, ovvero la cosiddetta macchina “claw-pole”.
Tale dispositivo è un motore elettrico sincrono ad alta densità di coppia, avente rotore esterno a magneti permanenti, realizzato mediante l’impiego di materiali SMC (Soft Magnetic Composities). Lo statore è di tipologia cosiddetta “claw pole”, ovvero i poli sono costituiti da veri e propri “artigli” o “griff” attraverso i quali viene fatto passare il flusso di induzione magnetica.
L’idea originale è stata mutuata dalla tecnologia impiegata negli attuatori e negli alternatori a tutt’oggi utilizzati nel campo dell’automotive e della robotica; il nostro motore, rispetto alla tecnologia già esistente sul mercato, fornisce però una densità di coppia superiore rispetto ai progetti tradizionali e, pertanto, è davvero assai competitivo per una vastissima gamma di applicazioni in ambito industriale.
La vera innovazione è costituita dall’elevata densità di coppia rispetto alle tecnologie finora esistenti: infatti, il nostro motore è in grado di erogare fino a 37,65 Nm/L per bassi valori di duty-cycle e di 10,75 Nm/L per operazioni in modalità continua (a pieno duty-cycle).
Particolare attenzione è stata rivolta all’uso sperimentale dei materiali impiegati: l’acciaio laminato non è infatti indicato per questa tipologia di macchina, in quanto la distribuzione del flusso di induzione magnetica si sviluppa in tutte e tre le dimensioni spaziali; si è pertanto reso necessario l’impiego di materiali SMC (Soft Magnetic Composities), composti da polveri di metallo, caratterizzati da una permeabilità magnetica isotropica (ovvero uguale in tutte le direzioni) e bassissima conduttività; con tale soluzione, si è ottenuto il duplice vantaggio di diminuire la riluttanza offerta al flusso di induzione magnetica di macchina e la notevole limitazione delle correnti parassite, che costituiscono una delle principali cause di perdita di efficienza delle macchine elettriche.
Di seguito si riporta il disegno 3D di progetto della macchina “claw-pole” realizzata, così da evidenziarne l’aspetto sia interno che esterno:
Il disegno del progetto è stato ulteriormente raffinato, prestando altresì la massima attenzione alla lavorazione meccanica del motore, mettendo in opera le tecnologie comunemente adottate nell’industria per la sua fattiva realizzazione:
