Motore Collegato A Triangolo - con inverter...

[roberto8303]

Ho sentito che si puo collegare un motore trifase 400v stella a triangolo 220 e alimentarlo con un inverter per farlo lavorare in coppia fino a 87hz ma la tensione dell inverter deve essere tarata a 400v??ma se sulla targa del motore dice che a triangolo il motore va a 220v alimentarlo con 400v 87hz non succede nulla?

[Savino]

ma se sulla targa del motore dice che a triangolo il motore va a 220v alimentarlo con 400v 87hz non succede nulla?

succede che lo bruci.

L'inverter dovrebbe erogare 3x230V in uscita. Allora lo colleghi in triangolo. Se l'inverter eroga 3x400V allora puoi collegarlo in stella.

[roberto8303]

Si sono daccordissimo Savino che faro danni cosi ma girando nel topic ho trovato questa risposta di Livio...

Puoi imbrogliare un motore se questo dispone di collegamenti Y 400v e D 230.

Lo colleghi a D, poi paramentrizzi l'inverter per 400 V e 87Hz. In questo modo il motore può arrivare a questa frequenza in regime di coppia costante.

Spero che legga anche Livio Orsini per avere chiarimenti sono curioso di capire questo concetto

[Mario Maggi]

roborto8303,

ma se sulla targa del motore dice che a triangolo il motore va a 220v alimentarlo con 400v 87hz non succede nulla?

succede che il motore - se resiste meccanicamente - andra' ad una velocita' circa 1,7 superiore, senza bruciarsi.

La potenza erogata a quella velocita' sara' di circa 1,6 volte la sua potenza nominale.

Savino, il motore non brucia in quanto viene rispettato il rapporto V/f, quindi il flusso resta praticamente invariato, come pure la corrente nominale.

Ciao

Mario

[roberto8303]

Ah ecco...Mario ragionamento perfetto riguardo al flusso non ci avevo propio pensato sinceramente...chiedo scusa della mia ignoranza ma avevo questo dubbio grazie per la spiegazione

[Savino]

Mario,

Savino, il motore non brucia in quanto viene rispettato il rapporto V/f, quindi il flusso resta praticamente invariato, come pure la corrente nominale

Scusa roberto8303, allora ho detto solo delle cavolate. Se lo avevi gia letto da Livio e lo conferma Mario, anche se questa prova non l'ho mai fatta, ci creddo che e' cosi.

Modificato: 12 marzo 2009 da Savino

[roberto8303]

Si Savino si stenta a credere perche noi pensiamo che sia la tensione a far riscaldare il motore cioe come ho detto io sbagliando ma se è 220 D perche 400?si brucera!ma poi riflettendoci non è la tensione che fa riscaldare i conduttori ma la corrente o il flusso la tensione potrebbe fare danni perforando il dielettrico cioè l isolante ma fino a 500v gli isolamenti devono tenere quindi ora capisco meglio Mario e Livio, grazie a questo forum

[Savino]

Ok.

Dunque, Io di solito utilizzo la soluzione inverter per sfruttare la possibilita' di pilotare un motore a due velocita', lenta e veloce. Con un layout del genere, cosa succederebbe se abbasso la frequenza a 50hz o addirittura a 5hz?

[batta]

E' un accrocchio che ogni tanto si vede in giro.

Per funzionare, funziona. Viene rispettato il rapporto V/f e si riesce a spremere di più il motore.

Attenzione però: si spreme di più il motore, ma l'inverter dovrà essere di taglia adeguata alla potenza effettivamente impegnata, e non a quella nominale del motore.

Si risparmia, quindi, solo sul motore, non sull'intero sistema.

Per esperienza personale devo dire che ho notato un certo degrado di prestazioni usando motori in questa maniera. Insomma, i risultati reali erano inferiori alle aspettative.

Io preferisco un dimensionamento corretto all'origine.

[Livio Orsini]

Con un layout del genere, cosa succederebbe se abbasso la frequenza a 50hz o addirittura a 5hz?

Questa configurazione non molto usata perchè, stranamente poco conosciuta.

Mario, giustamente, specifica che il motore deve tenere meccanicamente la maggior velocità. Gòi attuali motori per inverter, generalmente, sopportano tranquillamente una sovravelocità dello 87%.

Una volta stabilita una corretta funzione V/f il motore può essere pilotato su tutta la gamma di frequenza sini alla minima raggiungibile che, nei casi di controlli vettoriali può arrivare nell'intorno di 1Hz. Ovviamente al di sotto di una certa frequenza il motore comincerà a perdere coppia. Questo limite dipende dal motore e, soprattutto, dal tipo e dalla bontà del controllo. Diciamo che un buon vettoriale può mantenere la coppia nominale sino a circa 15 Hz, però è solo un dato indicativo

[Savino]

poi riflettendoci non è la tensione che fa riscaldare i conduttori ma la corrente o il flusso la tensione potrebbe fare danni perforando il dielettrico cioè l isolante ma fino a 500v gli isolamenti devono tenere

Se applichi 400V in triangolo, stai alimentando a ogni gruppo di bobine con oltre 500V, anzi 692V.

Modificato: 13 marzo 2009 da Savino

[roberto8303]

In effetti Batta ho notato che per pilotare un motore asincron trifase kw 1,1 che a triangolo assorbe 4,3A mettendo un inverter classe 200v monofase un kw 1,1 va benissimo (5 A nominali) pero se scelgo un trifase classe 400v per avere questa corrente (motore colleg a D) dalla tabella degli inverter (5,3 A nominali) devo comprare un kW2,2!! quindi econimicamente dove è il vantaggio?non cè!perche l inverter a parita di potenza costa molto di piu del motore...

E poi un altra domanda forse banale ma quindi il motore deve essere sempre un vettoriale?o stiamo parlando anche di motori asincroni standard 50/60 hz?portati fino a 87hz...

[roberto8303]

Si scusa Savino 400*1,73=692v ho sbagliato gli isolamenti tengono molto di piu di 500v

[batta]

Vorrei attirare l'attenzione su un fatto fino ad ora trascurato, o forse solo dato per scontato: la scelta dell'inverter.

Da quanto emerge, a prima vista sembra che, se ho già un sistema motore-inverter e, per qualche motivo, ho bisogno di aumentare la velocità del motore mantenendo però inalterata la coppia, mi basta modificare un paio di parametri sull'inverter ed ho risolto il problema. Insomma, trovata la soluzione tanto ricercata dai vecchi alchimisti: trasformato il piombo in oro!

Ovviamente, non è così. L'inverter dovrà essere in grado di erogare la corrente nominale del motore collegato a triangolo.

Posso quindi evitare di sostituire il motore, ma non posso evitare di sostituire inverter, protezioni, cavi.

[Livio Orsini]

...se ho già un sistema motore-inverter e, per qualche motivo, ho bisogno di aumentare la velocità del motore mantenendo però inalterata la coppia.....

Se mi trovo in queste condizioni, significa che sto mettendo una pezza su di un errore di progettazione e le toppe son sempre toppe. Si vedono e hanno sempre qualche inconveniente

Posso quindi evitare di sostituire il motore, ma non posso evitare di sostituire inverter, protezioni, cavi.

Nessuno regala, tutto si paga. Se necessiti di un motore con medesima coppia e maggior velocità significa che hai bisogno di più potenza. Qualcuno dovrà fornire questa maggior potenza.

Ovviamente, non è così. L'inverter dovrà essere in grado di erogare la corrente nominale del motore collegato a triangolo.

Come continuiamo a rammentare io e Mario Maggi, gli inverter non si scelgono in base alla potenza del motore, ma in base alla corrente che devono effettivamente erogare, sia in modo continuativo che in modo transitorio.

[Mario Maggi]

Savino,

utilizzo la soluzione inverter per sfruttare la possibilita' di pilotare un motore a due velocita', lenta e veloce.

salvo casi estremamente rari (es.: elettromandrini ad alta valocita') l'utilizzo di un inverter con un motore a doppia velocita' e' uno spreco di costo e di energia durante il funzionamento normale.

Noterai che il motore a doppia polarita' ha un rendimento minore, di solito.

400V in triangolo, stai alimentando a ogni gruppo di bobine con oltre 500V, anzi 692V.

no, hai fatto il ragionamento al contrario. Ogni bobina avra' una tensione di 400 V a 87 Hz, assolutamente normale ed entro i limiti consentiti dagli isolanti.

batta,

E' un accrocchio che ogni tanto si vede in giro.

.......

ho notato un certo degrado di prestazioni usando motori in questa maniera. Insomma, i risultati reali erano inferiori alle aspettative.

io non lo considero un accrocchio ma una soluzione tecnica elegante, se ben progettata.

Se hai notato un degrado delle prestazioni, hai usato dei motori non adattì, non c'e' altro motivo di degrado nel tempo.

Vi svelo una chicca poco nota. Avete presente la sezione aurea, quel rapporto ottimale tra due dimensioni? Anche per i motori elettrici ci sono rapporti ottimali fra le dimensioni interne. Ad una certa dimensione spaziale corrisponde una frequenza di lavoro ottimale, che io chiamo "aurea", dove l'efficienza raggiunge il picco.

Ebbene, la frequenza aurea della maggior parte dei motori asincroni e' piu' vicina ai 90 Hz che ai 50 Hz.

Ciao

Mario

P.S.: i motori ad alta efficienza - che sembra interessino a pochi - hanno raggiunto rendimenti veramente ottimi, conosco un 98,3 % per un motore da 300 kW a 4 poli.

Modificato: 13 marzo 2009 da Mario Maggi

[Livio Orsini]

..io non lo considero un accrocchio ma una soluzione tecnica elegante, se ben progettata.

Mario è vero, ma c'è di mezzo quel se ipotetico. Purtroppo si fa sempre meno progettazione perchè la si considera una perdita di tempo, poi si cerca di metterci le pezze e magari si pensa che certe soluzioni siano un accrocchio

Ad una certa dimensione spaziale corrisponde una frequenza di lavoro ottimale,..

Questa non la conoscevo. Questo rapporto lo hai desunto da osservazioni sperimentali o c'è una vera e propria legge traducibile in un'eqauzione? (la mia, ovviamente è una curiosità)

Modificato: 15 marzo 2009 da Livio Orsini

[Savino]

no, hai fatto il ragionamento al contrario. Ogni bobina avra' una tensione di 400 V a 87 Hz, assolutamente normale ed entro i limiti consentiti dagli isolanti.

[batta]

Mario è vero, ma c'è di mezzo quel se ipotetico. Purtroppo si fa sempre meno progettazione perchè la si considera una perdita di tempo, poi si cerca di metterci le pezze e magari si pensa che certe soluzioni siano un accrocchio mad.gif .

Allora mettiamola così: se correttamente progettato e realizzato con motori di buona qualità, adatti a lavorare sotto inverter anche a frequenze più elevate della nominale, il sistema sicuramente funziona.

Se poi, come dice Mario (e mi fido), i motori a frequenze prossime ai 90 Hz lavorano pure meglio, è un fattore a vantaggio della soluzione. Altro fattore a vantaggio, oltre al motore di taglia inferiore, è un range di lavoro più ampio. Poi c'è pure un momento d'inerzia minore, che potrebbe però essere vanificato dal fatto che il motore (rispetto ad uno di taglia superiore, con coppia più elevata a minor numero di giri, e quindi installato con un diverso rapporto di riduzione) deve girare più veloce.

Quasi sempre però l'applicazione non nasce così, ma si cerca di trasformarla successivamente per incrementare le prestazioni. Diventa insomma una sorta di overclock. In questo caso, è un accrocchio.

Modificato: 15 marzo 2009 da Livio Orsini

[Mario Maggi]

Livio,

Questo rapporto lo hai desunto da osservazioni sperimentali o c'è una vera e propria legge traducibile in un'eqauzione?

io - senza mezzi - l'ho carpito da esperienze.

Sono certo che se si facesse una tesi su questo argomento con le necessarie simulazioni con software non ad elementi finiti ma di tipo boundary, verrebbero fuori delle equazioni interessanti.

Hai presente la curva potenza/velocita' del motore asincrono non ventilato a frequenze maggiori della nominale? Per un tratto e' orizzontale, poi decresce improvvisamente, senza arrotondamento della curva. Il punto in cui inizia a scendere e' il punto relativo alla frequenza di massima efficienza di quel motore. Quel punto varia soprattutto a seconda del disegno e dlle dimensioni spaziali del circuito magnetico.

Ciao

Mario

[bellcar]

Il mio punto di vista e' il seguente:

errore di progettazione meccanica, un motore piu' potente magari non si riesce a montare = l' elettrico come al solito salva il meccanico

errore di progettazione meccanica, un motore piu' potente si riesce a montare = occorrono molte valutazioni ma inizio a considerarla una pezza.

progettato cosi' = maggior campo di lavoro a coppia costante (con certi motori anche il doppio rispetto ai 50 Hz), motore piu' piccolo che spesso aiuta per la minor massa e/o momento di inerzia= applicazione elegante delle regole elettrotecniche ad un problema meccanico.

saluti bellcar

[Livio Orsini]

Complimenti Mario, per il tuo spirito di osservazione e per la passione che metti nel tuo lavoro.

Se ancora ce ne fosse bisogno è un'altra testimonianza che "fare" va di pari passo con "pensare".

Certo che se ci fosse un maggior collegamento tra industria e scuola un'osservazione empirica come la tua, potrebbe dar luogo, per chi ha tempo e mezzi, di cavarne una giustificazione teorica che, magari, potrebbe portare a migliorare l'efficienza dei motori elettrici.

Modificato: 15 marzo 2009 da Livio Orsini

[batta]

Per quanto riguarda le considerazioni puramente tecniche, io posso dire quanto segue: la soluzione con collegamento a triangolo e impostazione parametri base motore con tensione 400V a 87Hz, da un punto di vista puramente teorico presenta parecchi vantaggi.

Per esperienza personale devo dire che, nei casi in qui mi sono trovato a lavorare con simili configurazioni, i risultati reali sono stati piuttosto deludenti.

Faccio solo un esempio: motore collegato a pompa centrifuga. Con collegamento a stella e parametri base 400V 50Hz il motore riusciva a girare bene fino a 60Hz. Con collegamento a triangolo e parametri 400V 87Hz, non andava oltre i 55Hz.

Io un motivo teorico non l'ho trovato, ma questo è quello che succedeva.

Era a causa del motore di scarsa qualità? O forse dell'inverter che, nonostante come dato di targa avesse tutte le carte in regola per fornire corrente sufficiente anche col motore collegato a triangolo, in realtà non ce la faceva? Non lo so.

C'è chi ha avuto esperienze diverse? Mi fa molto piacere, buono a sapersi. Significa che la teoria funziona, e che in futuro ritenterò questa strada, quando ne avrò l'occasione.

[Livio Orsini]

Batta scrive:

Con collegamento a stella e parametri base 400V 50Hz il motore riusciva a girare bene fino a 60Hz. Con collegamento a triangolo e parametri 400V 87Hz, non andava oltre i 55Hz.

C'è qualche cosa che si contraddice. Cerco di spiegarmi.

Parametrizzando V/f 400 V / 50 Hz il motore lavora da 50 Hz a 60 Hz in regime di potenza costante, quindi incrementando la velocità del 20% la coppia motrice si decrementa parimenti del 20%. In altri termini a 60 Hz quel motore potrà erogare solo lo 80% della sua coppia nominale.

Collegando a triangolo e parametrizzando V/f 400 V / 87 Hz, il motore lavora in regime di coppia costante sino a 400 V, quindi eroga la sua coppia nominale sino a 87 Hz.

Ipotizzando:

• - una corretta ottimizzazione dell'inverter in quella configurazione
• - l'inverter sia effettivamente in grado di fornire tutta la corrente richiesta dal motore
• - il motore sia adatto al funzionamento sino a 87 Hz

non esitono ragioni per un funzionamento men che corretto.

Questo tipo di configurazione l'ho applicato, ove necessario, sin dai primi anni '90, con inverter a BJT, senza riscontrare problemi di degrado delle prestazioni.

Probabilmente con qualche dato in più sui componenti usati (tipo e potenza del motore, dati di targa dell'inverter e, perchè no marca e modello) si potrebe capire qualche cosa di più e fare qaulche ipotesi più mirata.

Modificato: 15 marzo 2009 da Livio Orsini

[Savino]

no, hai fatto il ragionamento al contrario. Ogni bobina avra' una tensione di 400 V a 87 Hz, assolutamente normale ed entro i limiti consentiti dagli isolanti.

Mario,

Si, infatti il mio sbaglio si fonde nell'errore di come avere considerato questa alimentazione di 400V a le bobine. Se il motore asincrono e' un 230/400V triangolo -stella, e viene collegato a triangolo, dire che viene data 400V a 87hz, non voleva dire che ad ogni fase veniva data 400V. L'inverter starebbe erogando in uscita, un massimo di 230V per fase, giusto?

Modificato: 15 marzo 2009 da Savino