Els motors d'accionament directe funcionen de la mateixa manera que la majoria dels motors de corrent continu sense escombretes. Els imants estan connectats al rotor del motor i els bobinatges estan disposats a l'estator del motor. A mesura que els bobinatges s'alimenten, produeixen camps electromagnètics que atrauen o repel·leixen els imants del rotor. La commutació o la commutació adequada de potència als bobinatges produeixen un moviment controlat. Hi ha motors d'accionament directe lineals i rotatius, però les versions rotatives són, amb diferència, les més utilitzades.
Direct drive motors with diameters of >1m are possible, able to produce a torque of >10,000Nm. Molts motors d'accionament directe són "sense marc", el que significa que es subministren sense carcassa, coixinets o sensor de retroalimentació. Això permet als constructors de màquines i als integradors de sistemes racionalitzar el seu disseny de carcassa, eix i coixinets per optimitzar la mida general, la forma, el pes i el rendiment dinàmic.
Els dos motius principals perquè un enginyer de disseny triï una unitat directa són el factor de rendiment i de forma dinàmics. En lloc de fer front a un acoblament, caixa de canvis, cinturons o cadenes, un motor d'impulsió directa s'uneix directament a la càrrega, de manera que no hi ha cap histèresi, retrocés o "moviment perdut" en cap direcció de moviment. L’avantatge del disseny que prové de motors força plans amb un forat gran al centre, permetent que els anells de lliscament, les canonades i els cables passin per passar.
Els avantatges de l'enfocament d'accionament directe inclouen:
Excel·lent rendiment dinàmici control precís de posició i/o velocitat
Sense reacció ni desgast
Alta fiabilitata causa del baix recompte de peces i eliminació d'engranatges, politges, segells, coixinets, etc.
Compacte– Amb baixa alçada axial i gran forat factible
Onda de parell baixo "cogging"
Eficiència energèticade l'eradicació de pèrdues en elements mecànics intermedis
Baix soroll acústico vibració autoinduïda
No/manteniment baix
Requisits de refrigeració baixosa causa de la geometria tèrmica avantatjosa
Espais d'aire relativament grans– Fàcil instal·lació i resistència als cops.
El principal desavantatge sovint es percep més que el real: sovint es pensa que els motors d'accionament directe (motors DD) són més cars que els motors tradicionals. Tot i que això sovint pot ser cert en una comparació simple 1:1, una visió més holística (tenint en compte l'eradicació d'engranatges intermedis, acoblaments i manteniment, així com una reducció de la simplificació mecànica general) mostra que els arranjaments d'accionament directe són, potser, sorprenentment, la solució òptima de costos i rendiment en moltes aplicacions.
Els exemples clàssics d'aplicacions d'accionament directe es troben en cardans com sistemes d'antena (per exemple, comunicacions per satèl·lit muntades en vehicles), càmeres de vigilància i CCTV, escàners, telescopis, electroòptica, taules de tarifes i sistemes de radar. També hi ha aplicacions en màquines-eina CNC, equips d'embalatge, robòtica i fins i tot plats giratoris de gamma alta.
Si el forat de l'accionament directe és bastant petit (<2") there is a wide choice of position feedback sensors based on optical, magnetic, capacitive, and inductive technologies. For larger bores, the primary options are frameless resolvers, ring encoders, and inductive encoders.
Resoludors sense marc
Un resolutor l'alçada axial del qual és petita en comparació amb el seu diàmetre es pot denominar un resolutor sense marc, un resolutor de lloses o un resolutor de creps. En sentit estricte, "sense marc" vol dir que s'ha eliminat la carcassa del resolutor, però molts enginyers utilitzaran el terme "sense marc" quan es refereixen a un solucionador amb poca alçada i gran diàmetre.
La majoria de resolutors són sense escombretes en lloc de raspalls, però tots es basen en principis de transformadors. En altres paraules, són sensors d'angle inductius. Com que la posició del rotor d'un resolutor varia en relació amb el seu estator, l'acoblament electromagnètic entre el rotor i l'estator varia. Això es pot veure com els senyals de sortida del resolutor varien sinusoïdalment en relació amb el senyal d'excitació o d'entrada.
Alguns resolutors s'anomenen "velocitat única", "dues velocitats", "quatre velocitats", etc. Això fa referència al nombre de vegades que la sortida del resolutor varia de manera única durant 1 revolució. La sortida d'un resolutor d'una sola velocitat és única durant 1 rev; la sortida d'un resolutor de dues velocitats és única en qualsevol 180 graus dins d'1 rev; la sortida d'un resolutor de quatre velocitats és única en qualsevol 90 graus dins d'1 rev i així successivament.
Els resolutors tenen un excel·lent historial en aplicacions relacionades amb la seguretat, sobretot en l'aeronautica civil. Són extremadament resistents i fiables, però solen ser voluminosos, pesats i difícils de personalitzar.
Codificadors d'anell
Els codificadors d'anell també es coneixen com a codificadors de forat buit gran o codificadors d'eix gran passant. Igual que amb els resolutors sense marc, tots aquests termes es refereixen a un codificador l'alçada axial del qual és petita en comparació amb el seu diàmetre. Els codificadors d'anell solen ser òptics o magnètics.
El codificador òptic utilitza l'escaneig d'una reixa fina o "escala" il·luminada per una font de llum LED. L'escala, rotativa o lineal, està feta de "línies" transparents i opaques que es disposen en un cicle de treball 50-50. El nombre de regions transparents del disc correspon al to d'escala que defineix la resolució del codificador. El sensor genera una tensió proporcional a la intensitat de la llum incident. A mesura que el sensor es mou en relació a l'escala, la tensió varia sinusoïdalment. Els codificadors òptics ofereixen alts nivells de precisió, però són relativament fràgils i susceptibles als contaminants.
Un codificador magnètic utilitza una pista magnètica multipol. El sensor, d'efecte Hall o magnetoresistiu, mesura el canvi en el flux magnètic a mesura que els pols magnètics es mouen en relació amb el sensor. Els senyals sinus i cosinus es poden generar com en el codificador òptic. Els codificadors magnètics són resistents, compactes i poden ser molt rendibles. No obstant això, són susceptibles als camps magnètics. És difícil produir una resolució de limitació de la pista magnètica de pas fi. La repetibilitat es veu compromesa per la histèresi i els canvis de precisió en un rang de temperatura de funcionament. La pista magnètica és relativament fràgil i pot ser susceptible de cops.
Codificadors inductius
Els codificadors inductius (IncOders) utilitzen la mateixa física fonamental que els resolutors, però ofereixen les mateixes sortides elèctriques digitals que un codificador òptic. Això significa que ofereixen la mateixa robustesa i fiabilitat que un resolutor, però amb una interfície elèctrica fàcil d'utilitzar.
A diferència d'un resolutor, tota l'electrònica necessària per al funcionament es troba dins de l'estator de l'Incoder. Això significa que la interfície elèctrica és normalment una font de corrent continu de baixa tensió que produeix una sortida de dades digitals que representa un angle absolut o canvi d'angle.
A diferència d'un codificador d'anell, la mesura de l'Incoder no només es fa en un punt, sinó a través de les cares planes completes del rotor i l'estator. Això significa que els IncOders són molt menys susceptibles a les imprecisions de la rotació no concèntrica, cosa que fa que la seva instal·lació sigui relativament fàcil.