L'inverter Di Domani - Come sara'?

[Mario Maggi]

La bufera di neve di stanotte deve aver fatto effetto ..... scopro la sfera di cristallo.

Mi ricollego a quanto discusso con Livio Orsini in questa discussione sul

rendimento degli inverter, per domandarmi come saranno gli inverter delle prossime generazioni.

Secondo me, per le applicazioni normali senza pretese di precisione, l'inverter potra' essere integrato all'interno del motore, non avra' condensatori elettrolitici o equivalenti, non avra' l'uscita necessariamente trifase ma potra' essere multifase (es.: pentafase o esafase). L'alimentazione sara' trifase. Sara' possibile ottenere una elevata coppia di spunto che oggi non e' normalmente raggiungibile con un inverter standard. Probabilmente si riuscira' a dare i comandi attraverso gli stessi 3 conduttori di alimentazione, almeno per le applicazioni senza rischi per la sicurezza dell'operatore (es.:pompe sommerse). La tecnologia usata per i chip di potenza sara' probabilmente la SOI. Il filtro contro le armoniche e quello contro le RFI sara' integrato nel motore.

Per le applicazioni di precisione, inverter classici collocati vicino al motore, alimentazione di potenza da bus DC, bus comandi a fibra ottica, alimentatore centralizzato con filtraggio armoniche e RFI e sistema di supporto contro i buchi di rete. Idem per i brushless.

E' chiaro che nella prima situazione non esistera' piu' il fornitore di inverter ma il fornitore di parti da integrare in modo complesso all'interno di un motore progettato a tal scopo. E' possibile che - mediamente - si riesca a installare motori asincroni di una taglia inferiore a quella usata attualmente per la stessa applicazione a velocita' fissa.

Mi aspetto di veder arrivare un giorno questi motoverter da qualche parte del mondo. Ho la sensazione che in Italia non ci sia un costruttore di motori elettrici abbastanza lungimirante da investire in questa direzione, ma spero di essere smentito.

Ciao

Mario Maggi

[STEU]

Ciao Mario

La Sew ha gia comglobato riduttore e motore per avere rendimenti piu' alti, ed ha gia' messo i teleruttori , ed adirittura l'inverter nel motoreo vicino al motore , per quanto la tecnologia utilizzata su quello non posso aiutarti ma di sicuro tu hai gia' qualche idea in mente..

questo è il link Movimot

Modificato: 28 febbraio 2005 da STEU

[Mario Maggi]

Caro STEU,

lo conosco bene da molti anni, e' uno dei tanti, ma e' un inverter standard con condensatori elettrolitici applicato ad un motore standard, con prestazioni normali.

Hai visto che temperatura sopportano gli inverter addossati ai motori?

Rileggi bene il mio messaggio, parlo di "inverter integrato all'interno del motore, al caldo. Siamo su un altro pianeta, non c'e' ancora nessun prodotto industriale in giro con caratteristiche simili, ma si puo' fare.

Ciao

Mario

[Colombani]

Mi aspetto di veder arrivare un giorno questi motoverter™ da qualche parte del mondo. Ho la sensazione che in Italia non ci sia un costruttore di motori elettrici abbastanza lungimirante da investire in questa direzione, ma spero di essere smentito.

Intanto questo auspicio pubblicato su un sito autorevole come come questo potrebbe solleticare le intenzioni di qualche progettista e anche di qualche produttore, poi l'idea dei segnali logici nei cavi di potenza non è male, a patto che il segnale di potenza sia abbastanza pulito da noise.

Un'altra idea molto interessante è quella della trasmissione con fibra ottica, anche se questa idea potrebbe suggerire a qualcuno di complicare i circuiti mentre invece potrebbe notevolmente semplificarli.

[Federico Milan]

Un'altra idea molto interessante è quella della trasmissione con fibra ottica, anche se questa idea potrebbe suggerire a qualcuno di complicare i circuiti mentre invece potrebbe notevolmente semplificarli.

La fibra ha un svantaggio, la lunghezza come la decidi? ti immagini il povero installatore che si trova con 1 mentro in meno? che fa, ordina uno spezzone? oppure il taglio deve essere fatto a regola ... non la vedo una strada plung and play, per momento ...

L'idea delle onde convogliate potrebbe andare, ma un inverter genera parecchio rumore ... certo che si semplificherebbe molto.

Probabilmente l'idea di integrare tutto è vantaggiosa, minor spazio, minor costo per unità di potenza... probabilmete se si disponesse di dispositivi Smart logica decentrata ...

ciao

[Mario Maggi]

Caro Federico,

ti immagini il povero installatore che si trova con 1 metro in meno?

Si, ma c'e' sempre una soluzione a tutti i problemi tecnici. Non credo che questo sia il problema principale.

Ciao

Mario

[Pietro Buttiglione]

vucca mie statte 'cetate.....

pb

[Nicola Carlotto]

traduci

Ciao NiCa

[Mario Maggi]

Mi sembra un'espressione colorita per dire "bocca mia, resta chiusa".

Se c'e' qualche innovatore che non si e' ancora fatto vivo, o qualche scettico ma con argomentazioni valide, saro' lieto di confrontarmi pubblicamente.

Ricordo che non si sta parlando di inverter sul motore, di queste relizzazioni ce ne sono gia' molte decine.

Ciao

Mario

[carlettos]

Dipende quanto avanti con il pensiero devo andare..

Forse tra qualche decina di anni si potrà scegliere se volere l'alimentazione di casa come tensione alternata o continua.. Molto probabilmente tutte le case avranno impianti in DC evitando così che ogni elettrodomestico abbia un suo "alimentatore" interno.. Così ogni persona potrà "accumulare" la corrente su BATTERIE agli orari meno costosi per poi riutilizzarla quando vuole.. Da questa teoria potrebbe essere che i motori saranno DC con spazzole, si punterà quasi esclusivamente su stepper o servomotori DC.

Modificato: 5 marzo 2005 da carlettos

[Mario Maggi]

Caro carlettos,

qualche anno fa, introducendo un convegno a Bologna sulla qualita' dell'energia elettrica, avevo affermato la stessa cosa.

Prima che nelle abitazioni, avevo previsto che le aziende tessili sarebbero state le prime a fare questo cambiamento, seguite subito dopo da quelle della plastica e della meccanica.

Da questa teoria potrebbe essere che i motori saranno DC con spazzole

No, non sono d'accordo.

Le spazzole sono acqua passata. Avranno il commutatore elettronico, ossia saranno brushless o passo passo, ma sempre e solo senza spazzole.

evitando così che ogni elettrodomestico abbia un suo "alimentatore" interno

Esatto! Si risparmiano due cadute di tensione su sue componenti di silicio in serie al carico. Aumenta l'efficienza e si riduce il costo dell'elettronica di potenza. Ci sono anche gli aspetti normativi che oggi ostacolano, risolvibili se si capira' che questa e' la strada da seguire, anche per avere la massima efficienza energetica complessiva (e non solo dell'elettrodomestico considerato).

Ciao

Mario

Modificato: 5 marzo 2005 da Mario Maggi

[Mario Maggi]

Caro carlettos,

ho trovato una discussione che trattava un argomento simile: BUS DC

Considero la proposta sempre valida

Ciao

Mario

[Livio Orsini]

Forse tra qualche decina di anni si potrà scegliere se volere l'alimentazione di casa come tensione alternata o continua..

Bisognerebbe porsi una domanda: Perchè si è scelto di generare e, sopra a tutto, trasportare energia elettrica di tipo alternato e non di tipo continuo?.

Una corretta risposta a questa domanda porta a concludere che allo stato attuale della tecnologia è ancora molto più conveniente, in termini di resa, produrre e trasportare energia elettrica sotto forma di corrente alternata.

Una proiezione delle tendenza attuali porterebbe pronosticare sia un aumento della tensione della linea di distribuzione, con trasformatori locali, ed un'elevazione della frequenza.

In USA e Canada è normale che l'azienda distributrice di energia elettrica arrivi fino al confine dell'abitazione con linee con tensione di più di 1000V, poi un trasfo in discesa ed in casa arivano 115v - 230v. Bisogna considerare che in USA e, sopra a tutto, in Canada riscaldamento domenstico e condizionamento sono, generalmente, elettrici e che le potenze isatallate per unità abitativa superano mediamente i 10kW.

[Mario Maggi]

Carissimo Livio,

Perchè si è scelto di generare e, sopra a tutto, trasportare energia elettrica di tipo alternato e non di tipo continuo?.

Perche' non c'erano ancora le tecnologie giuste. Per il trasporto, dalle nuove enormi centrali cinesi (che hanno il problema energetico, quindi devono risparmiare energia anche nel trasporto) si trasporta l'energia usando i sistemi HVDC. Con un motore di ricerca si trovano molte occorrenze.

Oggi la tecnica HVDC sta scendendo verso il basso, per potenze piu' normali.

Per quanto riguarda la trasmissione ad alta tensione, in Kazakhstan hanno scelto di installare alcune centinaia di migliaia di chilometri di funi AT a 1,1 MV = 1100 kV.

Non vedo invece vantaggi nella trasmissione a frequenza maggiore, meglio la DC, che disturba meno, a parte il campo elettrostatico notevole.

Ma, tornando al tema del post, no comment?

Ciao

Mario

Modificato: 5 marzo 2005 da Mario Maggi

[Livio Orsini]

Non vedo invece vantaggi nella trasmissione a frequenza maggiore, meglio la DC, che disturba meno, a parte il campo elettrostatico notevole.

Basta esaminare un impianto di un areo (400Hz) per vederli i vantaggi.

La tecnica HVDC è sperimentata da più di 20 anni ma non mi sembra che abbia conquistato molte posizioni. E' sempre allo stato di impianti pilota. L'esempio Cinese è uno di questi. Per Cina e India bisogna fare sempre riferimento alle loro dimensioni. Una provincia Cinese ha dimensioni e popolazione maggiori dell'Italia. Un loro impianto pilota equivale a tutta la nostra produzione.

Rigurado agli inverter di domani ritengo non sia molto costruttivo fare ipotesi molto avanti nel tempo. Io preferisco osservare lo stato dell'arte della tecnologia attuale, con le linee di sviluppo certe, e basarmi su quelle. Ci sono troppe incognite non valutabili. Da un'evoluzione imprevista ed accelerata dei semicondotturi ad una evoluzione tecnologica delle macchine elettriche.

C'è una tendenza abbastanza delineata: distribuzione "dell'intelligenza" in modo sempre più massiccio, riduzione delle potenze con aumento del numero dei motori/attuatori.

Io poi confido molto nello sviluppo delle nanotecnologie. Lo stato attuale di questa tecnologia si può paragonare a quello della tecnologia dei semiconduttori negli anni 50. Mi aspetto uno sviluppo ancora più rapido.

[ivano65]

da come la vedo io , per quanto riguarda gli impianti elettrici, sara' un a normale ' evoluzione della specie' l'avere in futuro una linea in corrente continua che affianchera' quella a corrente alternata.

ormai apparecchiature che non dispongono al loro ingresso un alimentatore che converta da ac a dc ce ne sono ben poche.

sarebbe buona idea ( almeno per la parte 'civile ) il bus a tensione intermedia di cui abbiamo gia' parlato con i vantaggi ottenibili (in caso di blak out la tensione verrebbe fornita da alimentatori).

per quanto riguarda la produzione /trasmissione/distribuzione le cose penso resteranno cosi' ancora per moltissimi anni, visto i vantaggi della corrente alternata in questi segmenti.

gli elettrodotti hdc oggi vengono utilizzati solo dove quelli a corrente alternata non sarebbero utilizzabili,tanto per intenderci se realizziamo linee in corrente alternata lunghe come quelle cinesi e simili saremmo costretti a creare delle sottostazioni di disaccoppiamento , in quanto quando la lunghezza della linea e' pari alla lunghezza d'onda dei 50hz verrebbe a crearsi di fatto un corto.( in rete si trovano diverse descrizione del fenomeno)

per quanto riguarda l'integrazione motori azionamenti , al momento potrebbe creare problemi, soprattutto nel caso di guasti.

attualmente si sostituisce solo la parte guasta, con una soluzione del genere i costi sarebbero ben piu' alti.

tuttavia se vediamo i prezzi dell'elettronica negi anni la cosa potrebbe essere tuttavia possibile in un futuro prossimo, quando i prezzi saranno ancora piu' bassi e i circuiti avranno un'integrazione ancora piu' spinta.

bisogna pero' ammettere che un sistema del genere porterebbe quasi ai massimi livelli l'ottimizzazione del motore/azionamento, infatti in fabbrica si otterebbe la miglior taratura del tutto con evidente vantaggi in termini temporali per chi deve mettere in funzione l'apparecchiatura finale.

ivano65

Modificato: 5 marzo 2005 da ivano65

[Mario Maggi]

Caro ivano65,

vedo con piacere che siamo abbastanza allineati.

.. quando la lunghezza della linea e' pari alla lunghezza d'onda dei 50hz ....

300.000 km/s:100 semionde/s = 3000 km , non e' una lunghezza presente in Italia.

attualmente si sostituisce solo la parte guasta, con una soluzione del genere i costi sarebbero ben piu' alti.

Parlo di chip di potenza progettati per funzionare 24h/24 a 165°C, di fatto saranno piu' freddi durante il normale funzionamento.

Il controllo potrebbe stare nella scatola morsettiera, un po' piu' fresco.

Il guasto dovrebbe essere un evento raro, in tal caso si sostituirebbe lo statore. E' chiaro che non si parla piu' di inverter + motore, ma di motoverter "embedded".

bisogna pero' ammettere che un sistema del genere porterebbe quasi ai massimi livelli l'ottimizzazione del motore/azionamento, infatti in fabbrica si otterebbe la miglior taratura del tutto.

Vedo che ti stai orientando verso la mia direzione

Ciao.

Mario

[Livio Orsini]

Parlo di chip di potenza progettati per funzionare 24h/24 a 165°C,....

Attualmente per una soluzione del genere sarebbe indispensabile che il chip dissipasse una potenza prossima allo zero, visto che il limite di funzionamento della giunzione è ancora di 175C.

Si stanno sperimentando nuove tecnologie per le giunzioni, ma le linea di ricerca non va nella direzione dell'innalzamento della massima temperatura di glinzione, bensì nella diminuzione della potenza dissipata nella giunzione (linea lodevole). Dopo il salto tecnologico dal Ge (65Cmax) al Si (175Cmax) non ci sono state ricerche in significative in questo campo, neanche per le applicazioni spaziali dove, nelle zone esposte alla luce, le temperature sono elevatissime.

[Pietro Buttiglione]

in effetti Mario ha ben capito: NON posso parlare.. comunque ne vedrete ben presto in giro il prodotto...

Riguardo alle innovazioni teniamo sempre ben presente che ogni innovazione NON sostituisce

ma innova e apre nuove prospettive ed applicazioni piu' che sostituire..

Poi stranamente sono d'accordo con Livio nel ritenere che le vere novita' in ogni settore verranno

dalle cosidette nanotecnologie, dove l'Italia e' al primo posto come attenzione ed investimenti!! :ph34r:

pietro

[Mario Maggi]

Caro Pietro,

Poi stranamente sono d'accordo con Livio  nel ritenere che le vere novita' in ogni settore verranno

dalle cosidette nanotecnologie

in ogni settore, probabilmente si. Nell'argomento di questo post - l'inverter di domani - non vedo applicazioni di nanotecnologie se non per parti complementari.

Qualcuno vede l'applicazione di qualche nanotecnologia ai motoverter (motore+inverter)?

C'e' un ingegnere sardo che bazzica sul forum, ha fatto la tesi sugli inverter e oggi si sta specializzando in nanotecnologie. Spero che dica la sua su questo post!

Ciao

Mario

[Gabriele Corrieri]

ivano65+5 Mar 2005, 06:44 PM-->

CITAZIONE(ivano65 @ 5 Mar 2005, 06:44 PM)

Ciao Ivano,

ho cercato in rete, ma non ho trovato nulla, immagino che tu ti riferisca alla risonanza del cavo o di qualcos'altro?

Grazie, ciao

[Mario Maggi]

Penso anch'io che si riferisca alla risonanza, ma e' tutto un'altro discorso (le linee in AT e gli inverter c'entrano poco).

Propongo di aprire altre discussioni (le linee di trasporto energia di domani, i trasformatori di domani, ecc.)

Ciao

Mario

[Pietro Buttiglione]

Qualcuno vede l'applicazione di qualche nanotecnologia ai motoverter (motore+inverter)?

diciamocela tutta:

la 'produzione' sta x diventare come l'agricoltura un secolo fa...

Roba da cinesi: se vogliamo sopravvivere dobbiamo applicarci al terzo settore,

a partire dai servizi fino al medicale, comunque con al centro l'INFO.

e attore principale: Mr.Nanotek.

Roba in cui lo Stato Italiano sta investendo un sacco di soldi da tanto tempo: ZERO :ph34r:

pit

[kasper]

C'e' un ingegnere sardo che bazzica sul forum, ha fatto la tesi sugli inverter e oggi si sta specializzando in nanotecnologie. Spero che dica la sua su questo post!

Salve a tutti, sono l'ing sardo tirato in ballo da Mario...

(con qualcuno di voi ci siamo visti al BIAS2004)

anche se adesso sto a Pavia, almeno per un po'...

Dunque, sono assolutamente d'accordo con Livio per quanto riguarda le enormi potenzialita' generali delle nanotech: il paragone con l'elettronica degli anni 50 e' perfetto. Difficile dire pero' adesso quali saranno le applicazioni pratiche: i ricercatori dei Bell Labs che inventaro il bjt avrebbero mai immaginato i Pc, internet, le chiavette USB???

In questo corso di Pavia abbiamo visto qualcosa riguardo a nuovi tipi di Fet basati su nano strutture: High Mobility Transistor; Fet con canale a nanotubi di carbonio... si pero' tratta di prototipi, non ho acora visto applicazioni per elettronica di potenza...

Tornando al discorso generale, il paragone con l'elettronica calza anche perche' anche qui la parte del leone la fanno i semiconduttori, e il manipolare gli elettroni: solo che mentre finora si e' agito sulla composizione dei materiali, per

modificarne le proprieta' elettriche, ottiche, magnetiche (ottenendo transistor, sensori, laser a semiconduttore) adesso si puo' agire anche sulla geometria dei materiali, a livello di singoli strati atomici!

Una delle applicazioni piu' interessanti che ho visto e' quella dei laser a semiconduttore con specchi a superreticolo (perso che siano gia' in commercio): e' istruttiva perche' in essa viene eliminata una delle fasi del processo produttivo dei laser a semicondutt che era tra piu' costose, e cioe' il taglio e la rifinitura di precisione delle superfici laterali del chip per ottenere, per riflessione totale, la cavita' risonate. Eliminare le lavorazioni meccaniche (costose) dai processi produttivi e' sempre stato un obbiettivo degli azionamenti, sostituendo, dovunque possibile, trasmissioni e sistemi di regolazione di velocita' meccanici con regolazioni elettroniche a base di silicio...

Staremo a vedere

Ciao

Piero

P.S.:se qualcuno conosce qualche azienda che fa azionamenti a cui serve un ing elettrico macchinista... sono qui!

[Mario Maggi]

Caro Colombani,

Intanto questo auspicio pubblicato su un sito autorevole come come questo potrebbe solleticare le intenzioni di qualche progettista e anche di qualche produttore,

...... giovane di belle speranze .....!

Oggi ho scoperto (vi giuro che non l'avevo mai vista prima) una piccola azienda europea che ha gia' realizzato quello che io chiamavo motoverter "del futuro". Si tratta di una serie di motoverter con motore pentafase (per le taglie piu' piccole), e fino a 17 fasi per le taglie maggiori. I numeri sono giusti, non sono errori di battitura.

La coppia ottenibile alle basse velocita' e' veramente incredibile!

Sono stato molto confortato dalle mie "visioni" e sono molto dispiaciuto del fatto che qui si dorma, pur avendo le idee e la capacita' produttiva, che non e' ancora una produzione di massa.

Ciao

Mario