I motori DC maxon hanno delle specifiche temperature massime ambientali e di avvolgimento. La maggior parte di essi ha una temperatura ambiente massima compresa tra 85° C e 100° C e una temperatura di avvolgimento massima compresa tra 100° C e 125° C. L’alimentazione in entrata si divide in tensione (V) e corrente (A). La tensione determina la velocità e la corrente determina la coppia. Quando è in uso, la corrente genera calore nell'avvolgimento, quindi quando un motore viene richiesto per il funzionamento ad alte temperature ambientali, non può essere fatto lavorare così tanto come se fosse a temperature ambientale normali; in caso contrario, il motore si brucia.
Problemi associati al calore
All’interno del motore è presente un circuito magnetico generato dal magnete permanente e dall’elettromagnete, l’avvolgimento del motore. Sia il magnete permanente che l'avvolgimento sono influenzati dal calore. I magneti al neodimio iniziano a smagnetizzarsi intorno ai 160° C, e diventano più deboli. Sfortunatamente, il raffreddamento del motore non inverte l’effetto, è un degrado permanente. L’avvolgimento è racchiuso in una vernice isolante che fornisce stabilità e isolamento. Man mano che le temperature aumentano oltre 160° C, la vernice si ammorbidisce e l'avvolgimento può deformarsi, provocando uno sfregamento che consuma l'isolamento e causa un cortocircuito e il guasto del motore. Aumenti di temperatura molto alti possono causare la fusione della vernice e dell'isolamento, con conseguente cortocircuito. Il risultato è sempre lo stesso: il motore è rovinato.
Temperature ambientali di 200°C
Non sorprende che ci siano ambienti in cui si vogliono utilizzare motori con temperature più elevate, per esempio le perforatrici per l’estrazione petrolifera, per il gas o l’energia geotermica, o attuatori di valvole sui motori degli aerei. maxon ha una gamma di motori DC progettati per questi ambienti. La gamma brushless HD (Heavy Duty) può funzionare a temperature ambientali fino a 200° C con una temperatura di avvolgimento massima di 240° C.
Funzionamento dei motori a temperature elevate
I magneti dei motori maxon HD sono realizzati in Samario Cobalto (SmCo). I magneti di terre rare Samario Cobalto possono raggiungere temperature molto più elevate prima di iniziare a smagnetizzarsi. Inoltre, anche il filo di rame utilizzato nell'avvolgimento ha un isolamento per temperature più elevate. Infine, la vernice impregnante è classificata ad una temperatura molto più elevata, il che garantisce che l'avvolgimento rimanga stabile per tutto l'intervallo di temperatura di funzionamento. Non è un processo facile produrre un motore ad alta temperatura; l'isolamento migliorato sul filo di rame è molto rigido, il che lo rende molto più difficile da avvolgere. Inoltre, non funziona con tutti i tipi di avvolgimento. Un'altra ragione è il costo, i materiali più sofisticati costano di più. Nelle applicazioni con elevati volumi, maxon può modificare motori standard per progetti in cui siano necessarie temperature più elevate e in cui, a causa della ristrettezza della gamma HD, non esiste un altro motore che possa essere adatto.
