\u00c8 evidente come l\u2019assenza di torsione<\/strong> dei cavi semplifichi notevolmente lo schema delle macchine e dei sistemi; evitando sistemi con cablaggi complessi e svincolando il sistema dal ritorno in posizione iniziale ad ogni \u201cciclo\u201d, \u00e8 possibile migliorare sia le performance dell\u2019applicazione, sia il suo ingombro.
La trasmissione di potenza varia da pochi milliwatt a flussi pi\u00f9 importanti di megawatt in base alle esigenze della macchina e alla configurazione; i dati possono inoltre essere scambiati su I\/O digitali o analogici ma anche su bus di campo (fieldbus<\/em>) fino alla velocit\u00e0 di 1Gb\/s.<\/p>\n\n\n\n
Tecnologie di contatto<\/h2>\n\n\n\n
Data la grande eterogeneit\u00e0 di impiego degli Slip Ring, negli anni sono state sviluppate diverse tecnologie di contatto che possono variare per forma e materiali. In particolare, oggi sono disponibili due tipologie principali: con contatto e prive di contatto (wireless<\/em>).\r\nGli Slip Ring con contatto utilizzano spazzole <\/strong>di materiale conduttivo di diverse possibili forme: monofilamento<\/strong>, multifilamento<\/strong>, in carbone<\/strong> o a metallo liquido<\/strong>. Diversamente, gli Slip Ring contactless possono basarsi su tecnologia ottica<\/strong>, induttiva<\/strong> o capacitiva<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n In dettaglio, le spazzole a carboncino<\/strong> offrono vantaggi quali la trasmissione di corrente da 50A a 400A, la semplicit\u00e0 tecnologica e i bassi costi di produzione, anche per unit\u00e0 con correnti elevate. Fra gli svantaggi abbiamo invece le dimensioni maggiori per circuiti di segnale, l\u2019inidoneit\u00e0 alla trasmissione su fieldbus<\/em> con elevato data-rate<\/em>, la produzione di polveri durante la rotazione e la manutenzione.\r\nGli Slip Ring con trasmissione a spazzole in metallo<\/strong>, invece, sono tipicamente pi\u00f9 compatti, vantano trasmissioni performanti, non necessitano di manutenzione e hanno un ottimo rapporto qualit\u00e0 prezzo per le piccole unit\u00e0. Tra gli svantaggi vi sono i limiti di corrente (150-200A) e il prezzo elevato per correnti superiori a 100A.\r\nA loro volta, le spazzole in fibra si dividono in monofilamento e multifilamento. Le prime offrono vantaggi per dimensioni e costi ridotti. Gli svantaggi sono la minore durata (10 milioni di giri), la bassa velocit\u00e0 di rotazione (max 500 giri\/min) e la presenza di due soli punti di contatto. Le spazzole multifilamento vantano invece una maggiore velocit\u00e0 di rotazione (fino a 3000 giri\/min), pi\u00f9 punti di contatto (trasmissione pi\u00f9 stabile), maggiore durata (100 milioni di giri), maggior robustezza a scapito di costi pi\u00f9 elevati.<\/p>\n\n\n\n Per assicurare il funzionamento ottimale nella specifica applicazione \u00e8 necessario tenere presenti alcuni parametri:<\/p>\n\n\n\n Anche gli Slip Ring pi\u00f9 semplici con spazzole ed anelli trasmettono potenza, ma la scelta del tipo di spazzola \u00e8 fondamentale.\r\nI parametri che guidano la scelta pi\u00f9 idonea comprendono: corrente, tensione, velocit\u00e0 di rotazione e condizioni ambientali.\r\nNella trasmissione di potenza occorre inoltre tenere in considerazione il calo di tensione<\/strong> lungo il collettore rotante e l\u2019effettivo flusso di corrente<\/strong>, perch\u00e9 qualsiasi calo influisce sulla tensione disponibile<\/strong> in corrispondenza del carico e sulla dissipazione di potenza<\/strong> all\u2019interno del collettore rotante.<\/p>\n\n\n\n Un\u2019altra variabile importante riguarda la velocit\u00e0 di segnali e trasmissione dati, soprattutto in risposta al costante progresso tecnologico in questo ambito (EtherCAT ha recentemente lanciato la versione real-time da 1Ghz).<\/p>\n\n\n\n L\u2019oscillazione di resistenza elettrica durante la rotazione crea dei disturbi nella trasmissione di segnali ad alta frequenza.\r\nQuesta oscillazione \u00e8 l\u2019insieme di tre fattori:<\/p>\n\n\n\n Per applicazioni particolarmente esigenti, per ridurre la variazione di resistenza durante la rotazione si possono utilizzare contatti multipli per ogni canale \u2013 come nelle spazzole a multi-filamento.\r\nIndipendentemente dalla tecnologia di contatto, il data-rate<\/em> \u00e8 un parametro chiave nella trasmissione dei segnali, considerato che il fieldbus Ethernet pu\u00f2 trasmettere dati fino a 10 Gb\/s (o pi\u00f9).<\/p>\n\n\n\n In aggiunta alla trasmissione di segnali, attraverso un collettore rotante si possono trasmettere anche dati, ovvero informazioni ad alta frequenza per controlli e funzioni operative di livello superiore, tramite Ethernet o di un protocollo derivato come Profinet o EtherCAT.<\/p>\n\n\n\n Per attenuare le interferenze elettromagnetiche (EMI) e del rumore, la trasmissione dati ad alta frequenza attraverso gli Slip Ring richiede la schermatura e la twistatura delle coppiole.<\/p>\n\n\n Durante la configurazione dello Slip Ring \u00e8 essenziale tenere conto di alcuni aspetti fondamentali per ottenere le massime prestazioni.\r\nIn primo luogo, \u00e8 importante definire il numero di circuiti<\/strong> di potenza e segnale che si vogliono trasmettere dalla parte statica a quella in rotazione. Vanno quindi definiti la tensione<\/strong>, la corrente<\/strong> e il tipo di segnale (cavo motore, alimentazione di rete a 220V, feedback, bus di campo, I\/O, ecc). A seguito di queste indicazioni si potr\u00e0 adottare la scelta migliore in termini di materiali di contatto.<\/p>\n\n\n\n Successivamente, sar\u00e0 importante individuare l\u2019ambito d\u2019impiego<\/strong> del Giunto Rotante e il tipo di applicazione, ambiente, ecc. e di conseguenza il duty-cycle (ciclo di lavoro), la velocit\u00e0 di rotazione e le condizioni ambientali (temperatura, polveri, ambiente marino, ecc.). Grazie a queste informazioni, si potr\u00e0 decidere se il giunto necessita di un grado di protezione specifico per mezzo di un coating particolare o di una meccanica su specifica.<\/p>\n\n\n\n Il terzo aspetto \u00e8 il verso di montaggio<\/strong>: il giunto \u00e8 verticale o orizzontale? In base alla posizione in cui viene montato lo slip ring, esistono particolari accortezze meccaniche di cui tenere conto, come cuscinetti, housing, ecc. soprattutto per i giunti di dimensioni importanti.<\/p>\n\n\n\n Successivamente vanno definite le dimensioni<\/strong>.\r\nSpesso l\u2019ingombro ridotto \u00e8 uno dei vantaggi competitivi del cliente, di conseguenza \u00e8 importante che i componenti siano i pi\u00f9 compatti possibile. Nel caso sia necessaria una forma o una dimensione particolare, \u00e8 fondamentale definirla fin dall\u2019inizio per poterne tenere conto dalle prime fasi della progettazione.\r\nGli elementi chiave sono: lunghezza<\/strong>, diametro<\/strong>, flangia<\/strong> ed eventuale foro passante<\/strong>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" In fase di progettazione e configurazione del Giunto Rotante Elettrico \u00e8 necessario comprenderne il funzionamento delle diverse tipologie e tenere presenti alcuni aspetti fondamentali. 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Media trasmesso<\/strong><\/td> Materiale di contatto<\/strong><\/td><\/tr> Potenza<\/td> Lega di argento<\/td><\/tr> Segnali < 100Mb\/s<\/td> Lega di argento<\/td><\/tr> Segnali > 100Mb\/s<\/td> Lega d\u2019oro<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n