Tenere La Sincronia Tra Due Alberi

[bit]

Ho un problema molto particolare. In un motore a scoppio ho l'albero principale che ruota a regime compreso tra 500 e 16000 rpm.

Io dovrei avere un secondo alberino che ruoti sincrono con l'albero principale (stesso regime e stessa fase, con uno scarto di 4-5 gradi al massimo).

Ovviamente la soluzione più sicura sarebbe una trasmissione sincrona con rapporto 1:1 ma la posizione degli alberi mi rende molto difficoltosa questa soluzione.

Visto il modesto lavoro che deve compiere il secondo alberino (non ho ancora un idea precisa della coppia necessaria per farlo ruotare, appena mi ricavo questi valori magari li posto) ho pensato di utilizzare un motorino elettrico con un circuito apposito che, dotato di sensori su i due alberi, li tenga in sincronia.

Il motore più pratico per questa regolazione è sicuramente il passo-passo, ma dati i regimi di rotazione è inutilizzabile.

Restano i motori in cc a magneti permanenti. Si riesce a ottenere tale precisione?

L'ideale sarebbe un passo-passo con numero di passi giro ridottissimo, in modo da ottenere facilmente i regimi richiesti.

Ad esempio un 8 passi giro (ammesso che esista) a 16000 richederebbe 2100 step/sec, ancora ammissibile.

Oppure un piccolo motore sincrono trifase...

Cosa mi consigliate? Mi basta il principio di funzionamento, non occore che cerchiate marche di azionamenti, tanto il controllo me lo faccio da me.

Grazie a tutti.

[Livio Orsini]

Se ho letto bene la masisma velocità di rotazione è pari a 16.000 r.p.m. Con questa velocità di rotazione con un encoder da 200 imp/giro ottieni una frequenza >53 kHz che è un limite pratico per le applicazioni di encoders, alcuni encoders ed alcuni dispositivi di controllo arrivano a 100 kHz, ma sono unpo' particolari.

Comunque potresti usare un encoder da 200 imp.giro sul motore a scoppio. Poi la soluzione migliore è quella di usare un piccolo brushless con l'azionamento che preveda la funzione albero elettrico. Ovviamente un brushless non arriva a 16.000 rpm, a meno di ricorrere a motori ed azionamenti particolari, come i mandrini che arrivano a oltre 12.000 rpm. La precisione che richiedi è un po' al limite delle prestazioni. Un buon albero elettrico ti garantisce una fasatura di +/-1 impulso a regime che, con 200 impulsi giro, corrisponde a 1.8 gradi. Dipende poi da cosa succede durante i transitori. Comunque anche un albero meccanico, durante i transitori, per l'elasticità dei materiali e dei giochi, non è perfettamente in fase.

Per cusriosità che motore è, un motore da modellino?

[Pietro Buttiglione]

Il problema lato sono i cuscinetti...

Conosco un'applicazione dove vanno anche piu' veloci..

costruiscono il motore sul cuscinetto!

Ma si tratta di asincroni!

comunque ci sono costruttori di motori speciali che possono farti qs. motore

che andrebbe sincrono brushless per il comportamento dinamico come inseguitore.

L'altro problema e' il controllo di fase completo di compensazione dell'errore di inseguimento durante i transitori(feed-forward, vedi corso di Orsini..)...Te lo vuoi fare tu? guarda che NON e' cosa molto semplice!!!

ALTRA SOLUZIONE:metti sul MASTER un motore asincrono A ROTORE AVVOLTO.

Un motore uguale sull'albero SLAVE.

Colleghi tra di loro i due rotori.

Ha un albero elettrico.

I problemi sono:

- dimensionare opportunamente il tutto:

non troppo 'piccolo'

non troppo grosso.

- infatti se non ce la fa... lo slave si siede e si mette a girare indietro in fuga.

ciao

pietro

[Gabriele Corrieri]

Pietro Buttiglione+6 Apr 2003, 06:28 PM-->

CITAZIONE(Pietro Buttiglione @ 6 Apr 2003, 06:28 PM)

Ciao Pietro,

pur conoscendo blandamente i motori a rotore avvolto saresti così gentile da spiegarmi come si generano gli effetti come la rotazione inversa in fuga?

Ciao

[Dario Valeri]

ciao

ho fato una decina di applicazioni di questo tipo con precisioni maggiori di quelle che richiedi.

ho messo un encoder sul master(che in questo caso sarebbe il tuo motore a scoppio)

poi lo slve in alcuni casi un asincrono trifase comandato da un inverter vettoriale (vero)

e un altro encoder sul motore slave.

altre volte lo slave era , appunto , un motore c.c. a magneti permanenti da 700 w

l'elettronica che sincronizzava il tutto era un scheda (a mio avviso fantastica) prodotta in germania e

distribuita in italia dalla gerit di milano . la scheda (asse elettrico) si chiamava MK200.

la precisione del sistema ,se i motori sono opportunamente dimensionati e' assoluta (macchina da stampa)

ma il costo e' piuttosto alto.

solo mk200 costava 3.000.000 di lire

ciao

dario

[bit]

Calma! Calma! Qua vedo già troppi paroloni. Innanzitutto i sensori che utilizzerei mi daranno un solo impulso per giro e considerando la logica che utilizzo dovrebbero essere sufficienti per garantirmi una buona sincronia. Ovviamente il controllo di fase viene fatto una sola volta per giro, ma in questo breve tempo non si possono verificare variazioni apprezzabili di velocità.

Niente più di un sensore sull'albero motore, non si può!

Il problema del motore in cc è il controllo, se avessi uno stepper potrei generarmi una frequenza multipla di quella che mi dà il sensore sull'albero e controllare poi la sincronia. Una volta ottenuta non dovrei più perdere passi, comunque il controllo correggerebbe gli sbagli.

Esiste uno stepper con pochi passi giro? O un sincrono trifase molto piccolo (30-50 W)? Praticamente lo utilizzerei come un 6 passi giro...

[Pietro Buttiglione]

sara' che io sono Italiano...

ma lo strumento HB760.04 della Qem a mio avvsio costa meno ed in piu' ha la visualizzazione (144x 144): come performances e' sicuramente almeno pari:

ho fatto diverse taglierine: perfette!!

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circa quel sistema con due asincroni a rotore avvolto dovrei avere +

tempo x cercare le carte... il fatto che va in fuga indietro e' esperienza

personale.. tu mi chiedi perche'?

ci provo... controlla cosa scrivo, p.f.!

Hai presente cosa succede ad un asincrono se lo carichi oltre la Cmax?

si siede.

cioe' percorre la caratteristica fino a zero...

ecco: supponiamo che prosegua: va in fuga indietro.

NON ti ho convinto?

probabile: la soluzione IMo sta nel dimostrare che quel motore ha DUE

condizioni di equilibrio: una 'avanti' ed una 'indietro'..

ma anche x questo ci vorrebbe del tempo..

ciao

pietro

[Gabriele Corrieri]

Ciao Pietro,

tu intendi lo scherzo che possono fare i motori a scoppio a due tempi che possono avviarsi e girare tranquillamente a rovescio?

Sono molto scettico (scusa se dubito della tua esperienza), a una certa sequenza di fasi e una certa frequenza corrisponde una direzione ed una velocità ... è come se un motore AC potesse partire a girare in un senso qualsiasi ... impossibile (almeno per quanto ne so io)

Ciao

[bit]

Cerco di spiegarmi meglio, altrimenti si va fuori discorso.

L'applicazione è a bordo di una moto e, precisando per Livio che l'ha chiesto, il motore raggiunge tranquillamente e supera anche i 16000 giri (un 50 cc 2tempi).

Quindi è impensabile utilizzare qualunque sistema progettato per l'automazione industriale per costo, ingombro e tipo di alimentazione.

Quello che a me serve è un motorino adatto e uno spunto per controllarlo.

Illustro la mia idea teorica iniziale: un motore passo-passo (il problema è però la velocità) comanda l'alberino secondario. Sui due alberi sono montati sensori (ottici o induttivi) che mi forniscono un impulso per giro. Si butta tutto dento un bel micro veloce (clock almeno 20 Mhz tempo di istruzione 200 ns). In condizioni normali il micro genera una frequenza multipla (pari al numero di passi giro dello stepping) di quella fornita dal sensore sull'albero master e comanda la scheda di potenza dello stepping. Confrontando poi i segnali dei due sensori controlla la fase e corregge la frequenza generata fino a reallineare i due alberi. Nulla di più facile, ma serve uno stepping capace di arrivare a quelle velocità.

Utilizzando un cc la faccenda si potrebbe complicare un po' dovendo controllare continuamente la fase e correggere la tensione di alimentazione in funzione dell'errore di fase. Uno stepping invece, una volta sincronizzato non dovrebbe perdere passi e continuerebbe a girare in sincrono. Il controllo di fase sarebbe quindi meno critico e più semplice.

Il problema è il passo-passo con basso numero di passi giro, tutto qua.

[Stefano Sormanni]

Voglio fare una una provocazione (o una eresia).... se invece di inserire un asse elettrico, si mette sul motore a scoppio un motore sincrono e dall'altra parte un altro motore sincrono ottengo un vero asse elettrico....

[Pietro Buttiglione]

rispondo a Gabriele.

Certamente mi saro' espresso male.

Ma l'albero elettrico, quando ancora non esistevano i sistemi statici, lo si faceva

in questo modo:

1) Un azionamento cc sull'albero MASTER

2) un motore asincrono ad anelli accoppiato al motore cc e da esso trascinato

3) un motore asincrono UGUALE sull'albero slave: i due rotori si devono collegare

tra di loro.

Vi ho presentato l'albero elettrico dei vostri nonni.

Nel caso specifico il motore primario e' a scoppio e il drive cc non serve.

pietro

Secondo me state trascurando i <16.000> giri.

E' quello uno dei problemi maggiori.

[procomme]

Esistono tranquillamente motori passo con 24 passi /giro.

a 16000 giri corrisponderebbe 384000 passi /minuti=6400 passi /sec.

comperando un motore passo dalla mae o altro distributore con 2ampere/fase e 2 ohm/fase si avrebbe la

massima coppia con 4volts/fase, ma , usando un'azionamento a circa 40 volt/fase per aumentare la velocita',

si puo' arrivare a 8000 e anche 10000 passi/sec con una diminuzione di coppia del 30-40% .

Usare controlli di fase bipolari .

[bit]

Questa è la risposta che volevo.

Il progetto è sospeso, ma non abbandonato.

A occhio 24 passi giro, corrispondenti a 6400 passi al secondo, mi sembrano ancora troppi. Tutti i motori che ho trovato perdono mostruosamente coppia sopra i 2000-3000 passi al secondo. Sicuro che si possano raggiongere quelle velocità?

Dove posso trovare quei motori?

Ciao e auguri!