Azionamento Ghisalba Trinotrol Del 1984

[del_user_42656]

Sto riparando questo azionamento per mandrino tornio per motore DC con avvolgimento di armatura da 400VDC-11KW con eccitazione indipendente da 190VDC-0.8KW.

Non sto facendo domande su come ripararlo etc... mi interessa sapere qualcosa in più sul principio di funzionamento di questi azionamenti, cioè come fanno a regolare la velocità, come fanno a frenare etc... e sul principo di regolazione di velocità dei motori di questo tipo.

Come schema a blocchi dell'azionamento posso dire che dopo le 3 bobine reattore in serie alla trifase 380V troviamo 6 moduli SCR-doppi da 30A montati ognuno in contropolarità (anodo con Katodo e viveversa) , sulla fase R ci sono 2 moduli: un modulo alimenta il negativo nel motore e l'altro modulo il positivo. La stessa cosa per le fasi S e T, i 12 gate degli SCR vengono pilotati indipendentemente da dei trafo ad impulsi.

Viene misurata la corrente sulle 3 fasi mediante 3 trafo TA.

Per quanto riguarda il pilotaggio dell'eccitazione troviamo un ponte a diodi che alimenta l'eccitazione , 2 diodi del ponte , quelli che forniscono il positivo) sono SCR e i 2 gate vengono pilotati indipendentemente, anche quì la corrente viene misurata mediante un TA,

Viene inoltre misurata anche la tensione in uscita avvolgimento di armatura e penso anche ci sia un zero crossing sempre sull'uscita avvolgimento di armatura ma non ne sono sicuro

grazie delle eventuali informazioni che vorrai quì condividere come me..

[Mirko Ceronti]

mi interessa sapere qualcosa in più sul principio di funzionamento di questi azionamenti, cioè come fanno a regolare la velocità, come fanno a frenare etc... e sul principo di regolazione di velocità dei motori di questo tipo.

Dunque immagino quindi Tu abbia 12 S.C.R in tutto per quel che riguarda il circuito di armatura...

6 moduli SCR-doppi da 30A

Quindi 6 di questi gestiscono la rotazione del motore in senso orario, e gli altri 6 in senso antiorario.

Quando i motore gira in senso orario gli S.C.R. del senso antiorario effettuano la frenatura a recupero di energia, e viceversa quando il motore ruota in antiorario.

Si tratta di un azionamento operante nei 4 quadranti e direi anche a regolazione mista, dato che dichiari che....

Per quanto riguarda il pilotaggio dell'eccitazione troviamo un ponte a diodi che alimenta l'eccitazione , 2 diodi del ponte , quelli che forniscono il positivo) sono SCR e i 2 gate vengono pilotati indipendentemente, anche quì la corrente viene misurata mediante un TA,

Questo serve per pilotare il motore C.C. sia in modalità a coppia costante, che in modalità a potenza costante.

Ossia quando si sono raggiunti i giri massimi agendo sulla tensione di armatura, si inizia a deflussare il motore abbassandogli i Volt sull'eccitazione.

Tutte queste regolazioni (sia sull'armatura che sull'eccitazione) avvengono parzializzando l'onda risultante dalla conversione A.C. - D.C. dei vari ponti.

Sia dal totalcontrollato che si trova a pilotare l'armatura, sia dal semicontrollato che pilota l'eccitazione.

Ho stringato al massimo la spiegazione, poichè l'argomento è vasto, ossia se non Ti è noto cosa è (ad esempio) la parzializzazione d'onda, chiedilo e vedremo di aiutarti.

Saluti

Mirko

[del_user_42656]

Dunque vediamo se ho capito Mirko Ceronti,

ci sono 3 zero-crossing sulle 3 fasi RST ,

quando si fà partire il motore la parzializzazione di fase inizia da ogni ZC di ogni fase con un valore minimo per 3 SCR che alimentano il positivo del motore e i 3 SCR corrispondenti per il negativo del motore ma che hanno tutti e 6 lo stesso valore di parzializzazione, gli altri 6 SCR sono spenti,

aumentando il numero di giri aumenta il valore di parzializzazione,

quando il comando +/-10V diminuisce il numero di giri vengono comandati gli altri 6 SCR con una parzializzazione di fase proporzionale alla diminuzione di giri.....come se volesse far girare il motore al contrario......ho capito bene?

Quando si inverte la direzione del motore la sequenza è contraria.... se ho capito?

Non ho ben chiaro come influisce la corrente di eccitazione sulla corrente di armatura per il pilotaggio a coppia o potenza costante......sorry

[Livio Orsini]

Su questi motori si usa il controllo a tensione impressa perchè si esegue il controllo in velocità

In un motore cc ad eccitazione separata, con eccitazione costante, la velocità è proporzionale alla tensione di armatura; ovvero la funzione di traserimento W = k V_A . Con campo saturo si raggiunge la velocità nominale alla tensione dia rmatura nominale che, nel tuo caso, è 400 V.

L'angolo di fase di accensione dei tiristori è calcolato per avere una tensione corrisposndente al riferimento. Dato che la regolazione è ad anello chiuso di velocità la misura di velocità, tramite tachimetrica, farà variare la tensione per mantenere costante la velocità.

Quando si frena se il motore ha un carico inerziale tale da farlo lavorare come generatore, la tensione del motore supera la tensione in uscita dal ponte diretto, quindi entra in conduzione il ponte inverso per scaricare l'energia del motore nella rete trifase.

Se si vuol superare la velocità nominale del motore bisognerà deflussare.

Il sistema adottato è semplice, in teoria. Si impine una soglia di tensione di armatura vicina al valore nominale: quando il regolatore di velocità fa superare questa soglia si diminuisce in automatico la tensione, e quindi la corrente, di eccitazione. Auomentando la velocità tramite deflusso diminuisce la coppia motrice del motore e rimane costante il prodotto velocità*coppi, quindi il motore passa dal regime di coppia costante al regime di potenza costante.

Questo, in poche righe, è il suopercondensato e banalizzato dei concetti fondamentali di regolazione di velocità dei motori cc e delle nozioni basilari della macchina elettrica motore cc, vista come scatola nera.

Di più, nelle poche righe di un messaggio, risulta essere molto difficile da spiegare.

[del_user_42656]

No, no , mi pare di aver capito bene Livio Orsini:

Il range della corrente di eccitazione di questo motore va dai 0.8A ai 4.1A quindi se ho capito bene il campo saturo si riferisce ad una corrente di eccitazione di 4A e con questa vai da 0 al numero di giri nominali, se il comando di velocità comanda un superamento del Ngiri l'azionamento diminuisce la corrente di eccitazione fino al massimo possibile cioè 0.8A , in questo range di Ngiri che si chiama "deflussamento" diminuisce la coppia del motore ma almeno il motore non si brucia.

Quindi questo motore per frenare usa esclusivamente l'immissione nella rete RST dell'energia in eccesso senza usare nessuna resistenza di frenatura , infatti non l'ho vista in giro.......

Avrei delle perplessità: posso domandare?

-Per immettere energia nella rete trifase è sufficiente fare il firing del SCR tra i 9.5mSec e i 0mSec prima del ZC? non c'è pericolo si una "collisione" tra tensione del motore e tensione di rete?

-Siccome i tiristori una volta fatto il firing si chiudono fino al ZC successivo suppongo non sia possibile fare il controllo della corrente all'interno della semionda di 10mSec quindi bisogna diminuire l'angolo di fase SOLO durante la semionda successiva?

-Se ho capito bene fino a quì mi piacerebbe sapere l'esatta sequenza di firing per tutti e 12 i SCR

[del_user_42656]

Se dovessi cercare della documentazione in rete che parole dovrei usare per descrivere questa tecnica di pilotaggio? Tecnica che seppur vecchia e forse superata per piccoli motori secondo il mio punto di vista è ancora affascinante

[Livio Orsini]

• Il recupero di energia in rete non provoca collisioni perchè l'acessione avviene sempre ad un angolo tale per cui la tensione del motore è maggiore della tensione di rete.
• Questo è il limite di risposta di un convertitore a SCR. Per 3 fasi a 50 Hz il limite teorico è 6.6 ms; per 1 fase 20 ms..
• L'accensione inizia con il primo SCR disponibile e segue la rotazione delle fasi secondo il collegamento effettuato alla morsettiera d'ingresso.
• Cerca in rete "Convertitori con SCR, teoria di funzionamento" o frasi similari. Troverai migliaia di documenti dal livello divulgativo a quello prettamente teorico universitario; il problema maggiore è discriminare il grano dal loglio.

[del_user_42656]

Se porto la corrente di eccitazione = 0 come si comporta il motore alla partenza e durante il funzionamento?

Questo sistema a recupero di energia ovviamente non si può utilizzare se ad alimentare il driver invece di essere la tensione di rete è un inverter elettronico tipo un VFD per motori asincroni , sarebbe troppo dannoso per l'inverter, giusto?

[Mirko Ceronti]

Se porto la corrente di eccitazione = 0 come si comporta il motore alla partenza e durante il funzionamento?

Telefonami quando lo fai, poichè spero proprio di essere lontano.... .....molto lontano....

Se il motore sta già girando a vuoto su un banco, e togli l'eccitazione........salutami Saturno con tutti i suoi anelli....!!!!!

Se invece il motore è fermo ed allacciato al carico, e l'eccitazione viene a mancare, al comando di start l'azionamento va in trip per sovracorrente massima di armatura.

(in quanto totalmente mancante della forza controelettromotrice che contrasta la corrente circolante fornita dall'azionamento)

Se sta già girando e viene a meno l'ecitazione, ciò che accadrà dipende dal tipo di carico.

Tieni presente che senza eccitazione il motore è praticamente privo di coppia.

La formula del numero di giri di un motore D.C. ad eccitazione separata, recita V - E / K x Fi (Fi = flusso magnetico dato dall'eccitazione)

Se al denominatore di una frazione compare uno "zero" tutto il risultato sarà per i matematici = impossibile, ma per i fisici = infinito

Ed è proprio la velocità (conosciuta come velocità di fuga) che tenterà di raggiungere tale valore.

Saluti

Mirko

[Livio Orsini]

Come si comporta il motore senza eccitazione te lo ha già spiegato con dovizia di particolari il buon Mirko.

Come aggiunta ti dirò 2 cose.

1. Se il motore è una macchina abbastanza grossa, >10kW, il magnetismo residuo della macchina fa si che sia una coppia sufficiente perchè l'albero eserciti una forza non trascurabile; contemporaneamente la velocità raggiunge valori veramente pericolosi.
2. Per tarare il limite di corrente si usa proprio togliere il campo, bloccare il rotore (per i piccoli motori è sufficiente la mano, per quelli più grossi è necessaria un'apposita morsa), poi si agisce sul limite di corrente del convertitore per tararlo al valore prefissato. Ovviamente se il convertitore è in grado di erogare una corrente maggiore di quella necessaria al motore.

Per quanto riguarda l'alimentazione da inverter per comando motori è un'operazione da non fare assolutamente; nel caso pessimo danneggeresti entrambi gli apparati anche senza entrare in recupero.

Tieni presente che ogni volta che un SCR accende è praticamente un corto circuito. Anche se usi una terna di induttori di filtro in ingresso è sempre una bella botta.

La sinusoide generata da un inverter per comando motori è tutto fuorchè...una sinusoide. DIventa similare ad una sinisoide solo grazie all'effetto filtrp passa basso del motore asincrono collegato.

Quando un motore funziona in recupero di energia sulla rete si generano disturbi non banali.

Se hai due motori e due convertitori sulla stessa linea e, per pidocchiosità ottusa o incapacità progettuale sono state sottodimensionati o, peggio, omessi gli induttori di filtro all'ingresso del convertitore, quando i motori recuperano i fusibili extrarapidi degli SCR fondono. se i motori hanno taglie abbastanza differenti fonderanno solo i fusibili di quello più piccolo.

Ho visto gente che teneva una scatola di fusibili nell'armadio piuttosto che montare gli induttori corretti. Tanto solitamente i motori non frenavano.....

[Mirko Ceronti]

Se il motore è una macchina abbastanza grossa, >10kW, il magnetismo residuo della macchina fa si che sia una coppia sufficiente perchè l'albero eserciti una forza non trascurabile; contemporaneamente la velocità raggiunge valori veramente pericolosi.

Confermo e sottoscrivo

Saluti

Mirko

[del_user_42656]

Nella realtà Mirko Ceronti togliendo l'alimentazione all'eccitazione il driver và in protezione e ferma il motore , la sensoristica.... , cioè il TA sull'eccitazione , i 3 TA sull'armatura e la tachimetrica si accorgono subito che qualcosa non và e ferma tutto.

Comunque ottimo! Grazie della vostra attenzione, mi è venuta quasi voglia di progettarne uno, magari piccolino da 1-2Kwatt , .....

Un motore di tipo universale , di quelli che si trovano negli elettroutensili da 400-1000Watt potrebbe essere adatto per essere comandato con eccitazione separata? .....Anche se la corrente di eccitazione in questi eletroutensili è la stessa della corrente di armatura ?

[Mirko Ceronti]

Nella realtà Mirko Ceronti togliendo l'alimentazione all'eccitazione il driver và in protezione e ferma il motore , la sensoristica.... , cioè il TA sull'eccitazione , i 3 TA sull'armatura e la tachimetrica si accorgono subito che qualcosa non và e ferma tutto.

Ma io non potendo sapere le caratteristiche del Tuo azionamento, debbo assumere il principio di precauzione e pormi nel caso peggiore.

Ho lavorato con fiumi di azionamenti che quelle protezioni non le avevano ed erano proprio del periodo del Tuo, il che significa che se saltava la corrente all'eccitazione, c'era davvero il rischio di finire in orbita

Aggiungo che pure se si rompeva la tachimetrica il motore partiva alla massima velocità di armatura impostata, infischiandosene altamente del potenziometro di riferimento.

Poi iniziarono ad arrivare i primi azionamenti, che se si guastava la tachimetrica, deviavano automaticamente la retroazione sulla tensione di armatura, peggiorando sì come precisione nei giri, ma salvaguardando il tutto da problemi ben più seri.

Infine il controllo sulla corrente di eccitazione, ma si è trattato (per quel che ha riguardato la mia esperienza sul campo) di evoluzioni a dosi, ossia quando ho iniziato, tutte quelle sicurezze non c'erano.

Saluti

Mirko

[del_user_42656]

Se noti Mirko Ceronti avevo descritto le caratteristiche principali nel primo post, una fuga asse fà dei grossi danni su un tornio o un centrino, e riguardo al motore universale dell'elettroutensile che ne pensi? Che ne pensate?

[Livio Orsini]

Il motore universale è gia previsto/costruto per eccitazione compound.

Nel caso del tuo drive ci deve essere una protezione detta "mancanza campo". Se è ben fatta non dovrebbe consentire nemmeno la partenza perchè deve togliere l'enable, quindi non arrivano nemmeno gli impulsi di accensione agli SCR ed il motore non si muove nemmeno.