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Gearless o no? La giusta macchina per il giusto ascensore

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articolo 1bSpesso ci si trova davanti ad un quesito ovvero quale sia la macchina più idonea e la configurazione più adatta per massimizzare l’efficienza di un impianto di sollevamento. Spesso si pensa che il gearless sia la scelta più efficiente rispetto al gearbox (argano), mentre andando a guardare nel dettaglio, il rendimento è fortemente influenzato dal sistema in cui la macchina funziona. Uno tra i parametri più importanti che condiziona la scelta della macchina è la coppia. In molti casi la macchina gearless è costituita da un motore sincrono a magneti permanenti che a oggi è quello che esprime la massima densità di coppia. Ciò significa che, a parità di coppia, il motore a magneti permanenti richiede un volume inferiore rispetto ad altre tipologie di motori. La macchina gearbox è composta da due parti:

  • un motore elettrico (solitamente asincrono a induzione 4 o 6 poli);
  • un riduttore (solitamente vite senza fine con corona).

Il rendimento globale di questa macchina è dato dal prodotto dei rendimenti di queste due parti. Si sono simulate varie configurazioni di funzionamento di un impianto tipo. Segue un confronto di un impianto con portata 450 kg movimentato a tre diverse velocità e realizzato in cinque modi diversi.

  1. a) Quando il gearless ha velocità di rotazione bassa, come nel caso dell’impianto, il suo rendimento è inferiore a quello dell’argano.
  2. b) Scorrendo la tabella orizzontalmente si può notare che a parità di velocità della cabina utilizzando pulegge più piccole e tiri 2:1:
  3. la coppia diminuisce;
  4. il gearless diventa più leggero (e quindi dimensione più piccola e costo inferiore);
  5. il rendimento totale aumenta nonostante il rendimento bvano sia inferiore (a causa delle pulegge di rinvio).
  6. c) A parità di impianto:
  7. all’aumentare della velocità aumenta il rendimento macchina, sia con trazione gearbox sia con trazione gearless, ma quello con impianto a trazione gearless aumenta di più;
  8. al crescere della velocità, la potenza erogata dalla macchina (Pmecc) aumenta, la coppia e le perdite nel rame (Pcu) rimangono invariate, le perdite nel ferro e attrito (Pfe+Patt) aumentano, ma i valori sono del tutto trascurabili rispetto alle potenze in gioco.
  9. d) Negli impianti gearless è stata evidenziata anche la potenza dei freni (Pfreno). Nel gearless infatti il freno agisce direttamente sull’albero della puleggia di trazione e quindi deve avere una coppia frenante rilevante che richiede una potenza non trascurabile che va a diminuire il rendimento dell’impianto. Sull’argano il freno è sull’albero veloce del riduttore quindi la coppia frenante richiesta è notevolmente inferiore e il freno richiede una potenza trascurabile.

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