Quesito Assorbimento Su Albero Motore (Brushless)

[Piero Tozzi]

Salve a tutti,

ho un quesito che mi sono posto che è il seguente: trascinando un motore brushless (15Kw) a vuoto (senza carico elettrico) ho qualche assorbimento di potenza sull'albero che non siano attriti? La risposta che mi sono dato è che, non avendo potenza elettrica sull'albero, di conseguenza non ho neanche assorbimento ma questo principio credo non sia vero in generale.

Se ipotizzo di avere una pompa centrifuga alla quale faccio girare l'albero e i cui condotti di aspirazione e mandata siano tappati, non vi è potenza o energia fluidodinamica fornita ad un fluido, però ho assorbimento di potenza sull'albero per via dei flussi interni di acqua e, infine, dissipazione tramite calore.

Potrebbe verificarsi la stessa cosa su un motore/generatore?

Ovvero si possono formare correnti parassite o altri fenomeni secondari che fanno si da dissipare energia anche se non vi è passaggio di corrente sui cavi?

Come stimarla?

Grazie mille a chiunque mi aiuterà!

[Livio Orsini]

Vedamo di mettere i paletti.

Tu hai un motore elettrico brushless in configurazione generatore, ovvero mosso da un motore primario.

Vorresit sapere se questo generatore non ha carico elettrico assorba potenza meccanica oltre alla normale potenza dovuta agli attriti.; se si come stimare queste perdite?

E' questa la tua domanda?

[Piero Tozzi]

Esatto, mi interessa sapere se sull'albero oltre alle dissipazioni dovute agli attriti posso avere assorbimenti di potenza. Nel caso le avessi come le stimo?

Grazie mille

[SandroCalligaro]

Non sono un esperto di macchine elettriche (progettazione), ma mi aspetto che:

- ci siano delle perdite nel ferro, dovute alla variazione di campo nello statore (isteresi, correnti parassite), soprattutto a causa delle armoniche

- l'entità di queste perdite dipende almeno proporzionalmente dalla velocità

- a velocità fino alla nominale le perdite nel ferro, per un motore ben progettato, non dovrebbero essere molto alte (in casi estremi quel che ho visto è che si considerano le perdite nel ferro pari a quelle Joule, quindi diciamo metà delle perdite totali)

Per curiosità, se si può sapere, perché ti interessa stimare queste perdite (un generatore a vuoto non è molto interessante, di per sè)?

[Piero Tozzi]

Grazie mille per la risposta!

Comunque sto facendo un tirocinio presso l'Università Politecnica delle Marche e mi è stato richiesto di stimare queste "eventuali" perdite.

[Livio Orsini]

La scuola italica, sempre a spaccare il capello in 16 e mai che si preoccupi di insegnare qualche cosa che serve realmente.

Modificato: 9 marzo 2015 da Livio Orsini

[Piero Tozzi]

Già, sono d'accordo con te Livio! Vi tengo aggiornati sugli sviluppi della "faccenda".

Grazie a tutti!!

[Piero Tozzi]

Posso chiedervi come secondo voi, posso essere stimate in maniera fisica queste "perdite"? Cioè ad esempio su un banco prova per motori elettrici.

[Livio Orsini]

Tu stai trascinando un motore elettrico come fosse un generatore senza alcun collegamento elettrico, vuoi stimare le perdite elettriche di questa macchina elettrica.

Puoi misurare la coppia trasmessa dal motore al generatore, tramite un torsiometro montato sull'accoppiamento meccanico dell 2 macchine.

A questo punto hai la coppia totale necessaria a vincere tutte le perdite: attriti meccanici, attriti aeraulici e coppia necesaria a compensare le perdite elettriche.

Gli attriti meccanici possono essere stimati in modo abbastanza preciso perchè questi dati li fornisce il costruttore della macchina. Quello che cresce è dovuto alle perdite elettriche.

Per conto mio risulteranno non misurabili a meno che il motore in prova si un catorcio immondo.

Modificato: 10 marzo 2015 da Livio Orsini

[dnmeza]

Se il trascinamento è effettuato con un'altro motore elettrico posso sottrarre la potenza sotto carico dalla potenza a vuoto del motore di trascinamento

[Livio Orsini]

Anche se il motore fosse in continua a magneti permanenti sarebbe comunque una misura +/- 3 spanne.

Se poi il valore della coppia motrice risultante è già piuttosto approssimativo, la stima della coppia necesaria a compensare le perdite elettriche risulterebbe assolutamente inaffidabile.

[SandroCalligaro]

Visto che si tratta di un interesse accademico...

In questo lavoro, (l'ho solo sfogliato), sono state stimate (sulla base, se ho capito bene, di misure su campioni del ferro) e misurate le perdite per qualche motore. Purtroppo mi sembra non parlino delle perdite meccaniche, quindi non è chiaro se e come ne abbiano tenuto conto... In ogni caso considerano il caso a vuoto, quindi potrebbe interessarti.

Tieni conto che i motori "brushless", cioè i motori sincroni a magneti permanenti (PMSM) sono di vari tipi e costruzioni (magneti annegati nel rotore o superficiali, avvolgimento sul dente o distribuito, ...), e a seconda dell'obiettivo di costo e dell'applicazione per cui sono stati progettati hanno caratteristiche magnetiche molto diverse, soprattutto in termini di armoniche.

I "brushless" più noti, cioè quelli nati per applicazioni di alta precisione e dinamica (servo), nelle quali si può accettare un costo relativamente alto, sono motori a magneti superficiali e avvolgimenti distribuiti, con basse armoniche magnetiche. Come dice Livio hanno perdite nel ferro basse, anche perchè vengono usati quasi solamente entro la velocità nominale (non sono quasi deflussabili).

Mi aspetto che un motore con coppia di cogging alta abbia perdite nel ferro più alte. La coppia di cogging è la variazione della coppia nel giro meccanico, a parità di punto di lavoro in corrente dq, che ad esempio puoi sentire muovendo a mano il rotore, a vuoto.