Attuatori elettrici: cosa sono, applicazioni e vantaggi

Nell’industria moderna è necessario utilizzare dei componenti ad alta precisione, tecnologie avanzate che permettono di mantenere elevati standard operativi. Una soluzione ideale per le attività di spinta e trazione sono gli attuatori elettrici, strumenti elettromeccanici in grado di convertire e gestire movimenti rotatori in moti rettilinei e lineari. Vediamo come funzionano questi dispositivi, perché sono preferibili rispetto ai modelli pneumatici e come scegliere quelli giusti.

Cosa sono gli attuatori elettrici e come funzionano

Gli attuatori elettrici sono dei dispositivi estremamente importanti, molto comuni nei settori dell’automazione industriale e civile. Il loro compito è garantire il movimento lineare o circolare, trasformando l’energia primaria generata da un motore in energia meccanica. Si tratta in particolare di strumenti elettromeccanici, impiegati soprattutto per convertire il movimento rotatorio di un motore elettrico in una spinta lineare.

I modelli più diffusi sono gli attuatori lineari elettrici, impiegati con i motori a corrente continua da 12 o 24V, oppure in quelli a corrente alternata asincroni, tra cui i modelli trifase, con gli inverter o i monofase. Questi dispositivi sono composti da alcune componenti principali, tra cui il riduttore, il corpo motore, il pistone e la madrevite. All’interno dei cilindri elettrici il riduttore viene messo in moto dal motore elettrico, facendo ruotare la madrevite.

In questo modo viene realizzato un movimento lineare, poiché la madrevite ruotando provoca l’azionamento di componenti ad essa accoppiate, come la chiocciola o lo stelo filettato, che invece di girare vanno su e giù svitandosi ed avvitandosi. L’attivazione dell’attuatore elettrico viene effettuata attraverso appositi comandi digitali, soluzione ideale e pratica per eseguire qualsiasi movimento in maniera efficiente, spostando anche grossi carichi e apparecchiature piuttosto pesanti.

Differenze tra attuatori elettrici e pneumatici

Fino a qualche tempo fa, al posto degli attuatori elettrici venivano utilizzati i modelli pneumatici. Questi dispositivi sono dei cilindri caratterizzati dalla presenza di due testate, un pistone, uno stelo e alcune guarnizioni. Il funzionamento prevede l’utilizzo dell’aria compressa, per garantire lo spostamento del pistone all’interno del corpo motore tra le due testate. Questi sistemi erano molto usati nell’industria, tuttavia offrono una serie di svantaggi, per questo motivo vengono sempre più spesso preferiti gli attuatori elettrici.

I cilindri pneumatici infatti vantano un basso costo di acquisto e un’alta densità di potenza, allo stesso tempo non sono così accurati, quindi per mantenere una precisione adeguata è necessario impiegare appositi strumenti di taratura. Inoltre questi modelli richiedono l’uso di pompe idrauliche di supporto, con il rischio di causare perdite di oli lubrificanti che possono compromettere le apparecchiature, soprattutto in presenza di macchinari particolarmente delicati e sensibili.

Da non sottovalutare sono anche l’installazione abbastanza complessa, senza contare la necessità di interventi di manutenzione frequenti, difficili e costosi. Al contrario, gli attuatori elettrici sono dispositivi decisamente precisi e affidabili, in grado di assicurare una potenza elevata e una velocità molto alta, con un settaggio personalizzato da programmare in base alle esigenze di carico. Il loro montaggio e l’installazione sono relativamente semplici, non hanno bisogno di molta manutenzione, non inquinano, sono silenziosi e vantano un ottima efficienza energetica.

I campi di applicazione degli attuatori elettrici

Attuatori come i pistoni elettrici sono largamente impiegati oggigiorno nel settore industriale, soprattutto nel campo dell’industria 4.0. Questi componenti elettromeccanici, infatti, rappresentano una soluzione ecologica, economica e affidabile per gestire una serie di attività che richiedono la conversione di movimenti e tipi di energia differenti. Tra le applicazioni più diffuse c’è il comparto automobilistico, in cui le attrezzature robotizzate per l’assemblaggio dei veicoli di ultima generazione richiedono l’uso di opzioni ad alte prestazioni.

Tuttavia sono numerosi gli ambiti in cui gli attuatori industriali trovano impiego, come il settore petrolchimico, alimentare, farmaceutico, aeronautico e militare. In tutti questi comparti è indispensabile controllare il movimento di una serie di attrezzature e macchinari in maniera accurata, evitando contaminazioni, situazioni potenzialmente pericolose e mantenendo bassi i costi di manutenzione.

Come scegliere l’attuatore elettrico giusto

Per garantire performance ottimali è essenziale scegliere l’attuatore elettrico giusto considerando alcuni aspetti fondamentali per assicurare prestazioni adeguate alle esigenze di utilizzo. Innanzitutto è importante un corretto dimensionamento del dispositivo, calcolando la lunghezza dell’asta, ovvero l’escursione del cilindro elettrico. Dopodiché bisogna conoscere il tipo di alimentazione in base al carico da supportare, la velocità per il completamento della corsa e la forza richiesta per fornire il movimento e spostare il carico.

Non meno rilevante è la tecnologia da utilizzare per il controllo dell’attuatore, compito che può essere svolto attraverso una connettività Wi-Fi, un protocollo BUS o appositi potenziometri. Altrettanto utili per la scelta del dispositivo sono le condizioni operative, ovvero informazioni come la temperatura ambientale nel locale d’installazione, lo stress al quale il componente dovrà essere sottoposto in base alle richieste dell’attività industriale, oltre ad eventuali fattori di rischio.

Ovviamente è fondamentale acquistare attuatori elettrici presso società specializzate, in grado di offrire un servizio di assistenza adeguato per capire qual è la soluzione più indicata a seconda delle necessità d’impiego. In commercio infatti si possono trovare tantissimi modelli differenti di cilindri elettrici e attuatori elettromeccanici, perciò individuare quelli più indicati non sempre è così semplice senza il supporto di professionisti qualificati con esperienza nel settore.

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