Coppia max a velocità zero - Applicazione per asse di sollevamento

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L’argomento che sottopongo al forum riguarda il controllo di coppia di un asse verticale a velocità zero.

L’applicazione in particolare riguarda un asse di sollevamento controllato da un motore asincrono trifase + riduttore + inverter + encoder a filo + scheda di conteggio veloce. Il motore è con freno elettromagnetico. La trasmissione del moto avviene tramite puleggia + catena di sollevamento.

Durante il passaggio del carico (750 kg), col freno bloccato, da e verso il sollevatore, il comportamento elastico della catena provoca la perdita della posizione posseduta dall’asse provocando difficoltà nel moto di trasferimento.

L’inverter che controlla la velocità del motore è utilizzato nella modalità “sensorless vector control”.

La soluzione che intendo intraprendere è di utilizzare la modalità “Flux vector control”, introducendo una scheda nell’inverter ed un ulteriore encoder, per realizzare la retroazione di velocità ed ottenere il 100% della coppia del motore con asse fermo e freno sbloccato.

Il questo modo un variazione di posizione dell’asse causata dalla elasticità della catena potrebbe essere compensata da una "istantanea" correzione comandata dal PLC senza che sia necessario intervenire con lo sblocco/blocco freno.

Essendo questo caso molto particolare, non ho avuto da parte dei miei fornitori la garanzia che questa soluzione sia praticabile. Inoltre vorrei sapere con quale principio l’inverter può mantenere il 100% della coppia con asse fermo (frequenza 0)?

Grazie in anticipo per le risposte.

<_< Lorenzo

[Mario Maggi]

Caro Iore,

non ti rispondo adesso x fretta. Osservo solo che se il freno e' sul motore e c'e' di mezzo una cinghia, quando si rompe la cinghia cosa succede?

In generale la frequenza ad asse fermo non e' zero ma e' pari alla frequenza di scorrimento.

Ciao

Mario

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Mario Maggi+Dec 7 2002, 01:43 PM-->

CITAZIONE(Mario Maggi @ Dec 7 2002, 01:43 PM)

Caro Mario,

sicuramente sono stato impreciso ! Riferendomi alla frequenza zero intendevo la frequenza di impostazione sull’inverter. Il costruttore assicura che inviando all’inverter il comando di marcia con “frequenza zero” l’asse del motore rimane fermo col 100% di coppia.

Riguardo alla rottura della cinghia, devo precisare che il sollevatore lavora in uno spazio protetto inaccessibile agli operatori e che la catena meccanica a rulli è sovradimensionata rispetto al carico utile. L’albero del motoriduttore è direttamente collegato al pignone della catena. Il piano di trasporto del sollevatore è contro bilanciato da un carico per cui, a vuoto, il sollevatore tende a salire. Le catene di sollevamento sono due.

Ciao

Lorenzo

[Mario Maggi]

Caro lore,

mi sembra di capire che vuoi fare un controllo di posizione di qualcosa che non e' collegato rigidamente al motore, e la cui posizione dipende anche dal peso (sempre 750 kG) e forse da altre variabili (attrito, temperatura, ecc.). Usare un flux vector per questa applicazione mi sembra complesso da mettere a punto. Non si puo' mettere un microinterruttore, o un laserino, o altro che senta la vera posizione?

Riguardo alla possibilita' di tenere fermo un carico a velocità zero, questo lo si puo' fare da un po' di anni. Ovviamente il motore asincrono e' percorso da una certa corrente ad una certa frequenza, tale da generare nel rotore la circolazione di correnti che si oppongono in equilibrio tale da tenere fermo in motore in coppia.

Ciao

M

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Grazie Mario per il tuo interessamento.

La posizione reale dell'asse è assicurata da un encoder incrementale a filo che è collegato direttamente alla posizione del piano di sollevamento.

Questa posizione è controllata da una camma logica impostata nel PLC. Come la posizione esce da questa camma il controllo comanda l'azione correttiva. Con la possibilità di mantenere l'asse fermo senza l'utilizzo del freno, questa azione diventa più rapida ed efficace.

Ciao

Lorenzo

[Mario Maggi]

OK, non avevo afferrato il controllo con l'encoder a filo.

In linea di principio è fattibile.

Attenzione alla coppia di picco durante il trasferimento del carico, alle microinterruzioni di rete, al buon raffreddamento del motore (il rotore scalda come quando eroga la massima potenza).

Se non usi un ottimo inverter prevedo un fastidioso movimento intorno alla posizione zero, e una messa a punto che richiedera' del tempo. In un inverter specializzato per ascensori puoi trovare delle funzioni gia' pronte per accorciare i tempi di messa a punto.

Ciao

Mario

[Stefano Sormanni]

A primo barlume, avrei qualche problema sulla condizione termica del motore, ovvero il motore deve stare fermo ma deve avere la coppia nominale.... c'è quindi una trasformazione di potenza in calore che non può essere dissipata!

A mio avviso la cosa misgliore sarebbe far sopportare tutto il peso al freno, poi se l'errore che hai è maggiore di quello impostato, sblocchi il freno e fai funzionare il motore per riposizionarti (questione di poche sec!).

[Mario Maggi]

Caro Stefano,

non sappiamo se l'operazione di carico avviene in continuazione o ogni tanto. Nel secondo caso concordo con te.

Per il riscaldamento del rotore ho raccomandato infatti di curarlo particolarmente. Non sapendo di quale taglia si stia parlando, non posso dare consigli mirati. Se il motore ha il rotore piccolo, probabilmente deve essere solo servoventilato. Se si tratta di rotore grosso, serve un motore con ventilazione interna.

Ciao

Mario

[lore]

L’idea di Stefano è corretta soltanto che, nella configurazione attuale, in cui l’inverter è impostato in controllo vettoriale ad anello aperto, lo sblocco del freno deve essere anticipato da un comando di marcia con una frequenza di lavoro, altrimenti si assiste ad un fenomeno di “pendolamento” . Infatti senza questo comando il sollevatore viene trascinato dal carico predominante che può essere il contrappeso oppure il carico stesso.

Questo ulteriore ritardo dello sblocco del freno rende l’azione correttiva inefficace.

Per evitare questa sensibilità dell’asse al carico ho pensato che la soluzione del controllo vettoriale ad anello chiuso fosse la più idonea.

La taglia del motore è 3,7 kW. Concordo con l’opinione di utilizzare un motore servoventilato.

Il ciclo operativo prevede un tempo medio di salita/discesa di 20”. Ed un tempo di trasferimetno di 10”.

Lorenzo