Quesito Resistenza Int Motori - Resistenza interna motori al variare dei V

[MAGRINSI]

Il quesito e' questo...ho un motore brushless che assorbe 50A a 22,2v se lo faccio funzionare a 30v sempre facendolo assorbire 50A secondo voi scalda uguale o molto di +?

Penso che il calore sia dato solo dall'aumento di A assorbiti e non dai V..anzi il rendimento con + v dovrebbe aumentare

Alcuni sostengono che la RI del motore varia con il voltaggio ma secondo me dipende soltanto dal calore sei fili dell'avvolgimenti ...la RI teoricamente dovrebbe rimanere costante soltanto quando a causa della corrente assorbita maggiorata si rileva un aumento di calore e quindi un aumento della resistenza interna.

Inoltre il calore (w = R x I quadro) varia al quadrato della corrente quindi si ha una reazione a catena + aumenta la corrente + aumenta il calore che a sua volta aumenta la corrente assorbita....

Qualcuno puo' confermare?

[Livio Orsini]

Il motore elettrico è una macchina e, come tutte le macchine, ha un suo rendimento. Se il motore in questione ha un rendimento pari a, per esempio, 0.85 significa che se assorbe 1kW elettrico renderà 0.85kW meccanici all'albero e dissiperà in calore 150W, questo indipendentemente dalla tensione e dalla corrente di alimentazione.

Se il motore assorbe 1.5 Kw renderà 1.275kW dissipando in calore 225W.

Siccome 225 sono 3/2 di 150 nel secondo caso il motore scalderà maggiormente, questo indipendentemente dalla tensione e dalla corrente di alimentazione.

Sempre se la potenza assorbita rientra entro i limiti di specifica del motore, se la potenza assorbita eccedesse tale valore il motore non scalda ma surriscalda e, se l'assorbimento va oltre un certo limite di tempo, si danneggia in modo irreversibile.

[MAGRINSI]

..si ma fra lavorare a a 1500w con 150A a 10v e lavorare a 1500w con 15A e 100v c'e' la sua bella differenza...il rendimento cambia...sicuramente nella seconda configurazione sara' molto + alto ..mentre nella prima avremo un rendimento minore con un maggiore sviluppo di calore..

Non mi sembra proprio che il rendimento sia indipendente dalla corrente e dal voltaggio...

Modificato: 17 dicembre 2009 da MAGRINSI

[Livio Orsini]

Non mi sembra proprio che il rendimento sia indipendente dalla corrente e dal voltaggio...

Secondo te da cosa dipende il rendimento?

Modificato: 17 dicembre 2009 da Livio Orsini

[roberto8303]

ho un motore brushless che assorbe 50A a 22,2v se lo faccio funzionare a 30v sempre facendolo assorbire 50A secondo voi scalda uguale o molto di +?

questo mette in contraddizione quest altro

si ma fra lavorare a a 1500w con 150A a 10v e lavorare a 1500w con 15A e 100v c'e' la sua bella differenza.

Come fai nel primo caso ad ottenere la stessa potenza se aumenti la tensione?? vai contro la legge P=V*I

nel secondo caso si presume che il conduttore sia dimensionato per la portata massima di corrente e non per la tensione.

in ultimo, come fai a far assorbire il motore sempre 50A se gli aumenti la tensione?(dimmelo anche a me mi interessa!!) la corrente aumenta in proporzione alla tensione.

cè solo un modo, ricostruire il motore per 30volt 50A ma come vedi la potenza sara 1500watt teorici in luogo del primo di 1110watt

[ASMO]

Il quesito e' questo...ho un motore brushless che assorbe 50A a 22,2v se lo faccio funzionare a 30v sempre facendolo assorbire 50A secondo voi scalda uguale o molto di +?

Dunque, se abbiamo un avvolgimento tipo il campo di un motore CC ad eccitazione separata, che a 20°c dà come resisitenza 22,4 Ohm, ed il diametro del filo di rame è di 1,18mm.,(valori presi dal Data Sheet di un motore DC - Lenze, che ho in azienda) noi avremo una sezione pari a 1,093 mmq e quindi calcolando la lunghezza totale dell'avvolgimento con la formula inversa della resistenza noi avremo L = R x S : ro = 22,4 x 1,093 : 0,0176 = 1391,134 metri.

Ora se la resistenza dichiarata a 20°c è di 22,4 Ohm, quanto varrà se col motore in funzione io raggiungo (per esempio) una temperatura di avvolgimento di 112 °c ???

ro (del rame a 112°c) = 0,0176 x [(112° + 235) : (20° + 235)] = 0,0176 x 1,36 = 0,0239 Ohm per mmq su metro. (ro del rame a 112°, poichè è risaputo che il rame ha coefficiente di temperatura positivo)

Quindi R = ro x L : S = 0,0239 x 1391,134 : 1,093 = 30,41 Ohm, questo è quanto mi misurerà un Ohmetro, se con motore in lavoro (con gli avvolgimenti a 112°) io lo fermo, stacco i fili di eccitazione, e mi butto a misurare la resistenza.

Da cui risulta che se io voglio mantenere costante la corrente al surriscaldarsi (fisiologico) dell'avvolgimento, nel caso di un motore DC, debbo applicare un dispositivo a tensione variabile che alimenta il campo, un dispositivo appunto a corrente costante, che indipendentemente dalle variazioni di resistenza, fa scorrere sempre i medesimi amper nel rame agendo sulla variazione dei Volt.

Per cui il ragionamento mi porta a pensare che Tu (visto che dichiari di fornire al medesimo avvolgimento 50 Amper sia a 22,2 Volt, sia a 30 Volt), abbia a disposizione siffatto dispositivo, quindi il surriscaldamento è l'effetto, non la causa, ossia come fa una resistenza che assorbe 50 Amper a 22,2 Volt, assorbire uguale a 30 Volt ?? Può succedere solo se costei cresce il suo valore, a causa del surriscaldamento per lavorazione, e di contro chi la alimenta, fa crescere proporzionalmente la tensione per mantenere invariata la corrente.

(ovviamente il motore che ho portato ad esempio è un servoventilato)

Saluti

e

Buone Feste

ASMO

[MAGRINSI]

Per rispondere a Roberto 8303:

Come fai nel primo caso ad ottenere la stessa potenza se aumenti la tensione?? vai contro la legge P=V*I

Infatti nel secondo caso la potenza e' superiore....

in ultimo, come fai a far assorbire il motore sempre 50A se gli aumenti la tensione?(dimmelo anche a me mi interessa!!)

Semplicemente ...si tratta di un motore di un radiomodello che conduce un 'alica in diretta...nel primo caso uso un'elica con + diametro e + passo e nel secondo caso uso un'elica + piccola e con meno passo...

Il risultato e' che ottengo + rpm , + watt e un maggiore rendimento perche' c'e' una maggiore quantita' di energia che si trasforma da energia potenziale di accumolo (Ah) delle batterie in energia cinetica impressa all'elica a scapito di quella termica dissipata dal motore in calore.

Da qui si evince che l'energia termica sprigionata e' semplicemente deletera ...

Modificato: 17 dicembre 2009 da MAGRINSI

[roberto8303]

primo caso uso un'elica con + diametro e + passo

cosa intendi per passo?

[MAGRINSI]

Il passo di un elica e'la distanza che l'elica percorre lungo il suo asse di rotazione in un giro completo.... + passo + resistenza alla rotazione

[Livio Orsini]

Da qui si evince che l'energia termica sprigionata e' semplicemente deletera ...

Deletera? Forse intendevi deleteria.

Comunque è ineliminabile, può essere ridotta usando tencnologie che diminuiscono gli attriti e resistenze, ma non azzerata.

Semplicemente ...si tratta di un motore di un radiomodello che conduce un 'alica in diretta...nel primo caso uso un'elica con + diametro e + passo e nel secondo caso uso un'elica + piccola e con meno passo...

Da questo si evince che ti mancano le basi fondamentali sui motori in cc. Sarebbe molto più semplice per te, se studiassi almeno i fondamenti di una macchina in cc, allora capiresti meglio che di quello che hai scritto sinora, sui rendimenti dei motori elettrici, poco o nulla corrisponde alla realtà. Come ad esempio:

l risultato e' che ottengo + rpm , + watt e un maggiore rendimento ..

Non ottieni un amggior rendimento dal motore, bensì da tutto il sistema cinematico che, probabilmente, risulta più equilibrato. Cambiando il passo dell'eleica è equivalente a cambiare il rapporto di riduzione. Nelle automobili c'è il cambio di velocità ad ingranaggi, se si usa un'elica o si si sostituisce l'eleica con un altra di passo differente o si usa un'elica a passo variabile (non credo sia però possibile per gli aereomodelli).

[MAGRINSI]

..Perche' forse dire che il rendimento di un motore dimiunisce con l'aumentare della temperatura e' una fesseria?

Forse il fatto che aumentando di una certa percentuale i V a parita' di A assorbiti riesco a mantenere la temperatura + bassa e' un sciocchezza?

Forse le basi fondamentali sui motori in cc dicono anche che se il motore lavora ad una temperatura minore la sua RI sara' + bassa di uno che lavora alla temperatura doppia...e quindi forse il suo rendimento sara' maggiore..

amggior ..forse intendevi maggiore? .. l'eleica forse intendevi l'elica

[rguaresc]

I motori sviluppano coppia e potenza tramite il rame e il ferro. Non puoi guardarli col paraocchi vedendo solo il rame, anche il ferro produce perdite e ha limiti di sfruttamento. Se alzi la tensione aumenta il riscaldamento del ferro e poi aumenta anche la corrente per la saturazione del ferro e non riesci a "sempre facendolo assorbire 50A".

I motori elettrici, compresi i brushless, hanno un secolo di tecnologia, i costruttori offrono gia' il meglio di cio che si puo' fare.

[MAGRINSI]

...ferro...paraocchi....? Gli avvolgimenti dei brushless sono di RAME!!!

Se si ha un aumento della temperatura e' dovuto all'effetto della legge joule w=RxI quadro, lungo il filo di rame

Cosomai oltre che al ferro si deve stare attenti a non scaldare troppo i magneti al neodimio sopra i 100°

[rguaresc]

prova a far girare un motore senza ferro e poi ne riparleremo.

[MAGRINSI]

...ma cosa c'entra...

[Livio Orsini]

...ma cosa c'entra..

C'entra, c'entra! Leggiti un buon testo di base sulle macchine elettriche, poi magari possiamo riparlarne.

L'ignoranza non è una colpa, ma se è unita all'arroganza allora diventa una colpa grave.

[MAGRINSI]

Senza scomodare i fondamenti e i libri di testo mi sembra che basterebbe essere un pochino meno ermetici e rimanere nel tema senza dare di arrogante a nessuno ...

Che senso ha dire 2 parole della serie :

"prova a far girare un motore senza ferro e poi ne riparleremo..."

E' logico che gli avvolgimenti devono essere fatti sul ferro..

Il tema iniziale mi sembrava un'altro.. comunque..

[Livio Orsini]

Le spiegazioni ti sono state date. Se non riesci a comprenderle è per le ragioni che ti ho esposto, quindi ritorniamo al punto di partenza: i fondamenti delle macchine elettriche.

[MAGRINSI]

no mi sembra che di spiegazioni non ne sono state date ....oppure..non si sanno dare...

[daniele_stefanini]

Il quesito e' questo...ho un motore brushless che assorbe 50A a 22,2v se lo faccio funzionare a 30v sempre facendolo assorbire 50A secondo voi scalda uguale o molto di +?

ho un motore brushless che assorbe 50A a 22,2v

Potenza elettrica richiesta = ca. 1100 W

30v sempre facendolo assorbire 50A

Potenza elettrica richiesta = ca. 1500 W

Confronto del secondo caso con il primo :

- Se aumenti la tensione aumenti il numero di giri --> aumento delle perdite meccaniche per attrito (aumentata produzione di calore)

- Se la corrente resta costante --> restano costanti le perdite nel rame (produzione di calore costante nel rame)

- Se aumenti la tensione aumenta la saturazione del ferro --> aumento delle perdite nel ferro (aumentata produzione di calore nel ferro)

In definitiva hai un aumento in valore assoluto delle perdite che si trasformano inevitabilmente in calore e quindi in una temperatura di esercizio SICURAMENTE magiore.

Le proprietà magnetiche del ferro - specialmente in motori per aeromodelli che devono essere per forza di cose compatti e leggeri - sono di solito sfruttate al limite, quindi un aumento della tensione ti porta di sicuro abbondantemente oltre la zona di saturazione.

In deinitiva nel caso 2:

- hai un aumento della potenza elettrica assorbita

- hai un aumento delle perdite nel motore e consequentemente maggiore riscaldamento dello stesso per i motivi spiegati sopra

- l´aumento in termini di "spinta" prodotta da un elica è correlato ad un aumento della massa volumica di aria spostata.....ciò dipende strettamnte dalla conformazione dell´elica e non può essere stimato a priori...nel caso peggiore potresti avere anche la situazione in cui la maggiore potenza elettrica assorbita è dissipata in attriti...esistono per ogni elica dei diagrammi spinta/numero di giri/ potenza assorbita (il "rendimento" dell´elica)....in definitiva un aumento della spinte è possibile, ma da verificare in quanto ciò dipende da fattori che non sono stimabili dal lato "elettrico"

Saluti

Daniele

[MAGRINSI]

..questa e' una risposta!!!

GRAZIE

[MAGRINSI]

Daniele sapresti indicarmi la formula che lega il calore indotto nei nuclei di ferro con i V?

Grazie

[roberto8303]

...ferro...paraocchi....? Gli avvolgimenti dei brushless sono di RAME!!!

mentre le perdite per effetto Joule sono proporzionali al quadrato della corrente, le perdite nel ferro sono proporzionali al quadrato della tensione!

questo sia in un banale trasformatore fino al motore in questione.

inoltre le perdite nel ferro o la cifra di perdita o perdita specifica, rappresenta il numero di watt persi in ogni kilogrammo di lamiera con flusso variabile sinusoidalmente alla frequenza di 50 Hz e induzione massima = 1T .

quindi le perdite nel ferro dipendono dalla frequenza di alimentazione e al quadrato della tensione, nel tuo caso tenendo costante il flusso al crescere della tensione crescono le perdite nel ferro e la potenza elettrica assorbita.

la formula matematica su internet se ne trovano moltissime, come anche su libri di elettrotecnica.

[daniele_stefanini]

Ciao,

se devo essere sincero la formula esatta non me la ricordo.

Per fare una stima delle perdite ai due differenti regimi di rotazione puoi considerare costante il rendimento del motore, supposto ad esempio del 90%.

Nel primo caso avresti 1100W x 0,90 = 990 W potenza resa all albero, ovvero 110 Watt di perdite

Nel secondo caso avresti 1500 x 0,90 = 1350 W potenza resa all´albero, ovvero 135 Watt di perdite

Questa è una stima MOLTO rozza, in quanto il rendimento per i motivi citati sopra (aumentate perdite per attrito e nel ferro) ed altri ancora (aumentate perdite di ventilazione etc..) tenderà molto probabilmente a calare.....

L´aumento di temperatura non è facilmente stimabile, in quanto dipende dalle proprietà della massa radiante del motore (superfice radiante atc....)

Da questo punto di vista puoi soltanto effettuare delle prove.

ATTENZIONE : quale effetto vuoi ottenere ? è chiaro che il motore trascina l´elica più piccola ad un regime di rotazione maggiore. Tuttavia le perdite per attrito con l´aria che devi aspettarti sono anche maggiori...la potenza resa all´albero si tramuta in spinta tramite l´elica ( e tramite la portata massica di aria spostata). Se la seconda elica è meno efficiente della prima avrai un decremento delle prestazioni.....

In definitiva in questa sede è possibile spiegare solo in maniera qualitativa e teorica cosa accade e perchè. La valutazione quantitativa può essere fatta soltanto sulla base di prove e/o di un modello termico del motore , cosa che probabilmente non hai a disposizione.

Saluti

Daniele

[MAGRINSI]

..comunque in pratica ho visto che a parita di watt la temperatura globale del motore e' + bassa utilizzando 24v e 40A invece che 12v e 80A... molto + bassa

Si parla di 40° contro 70°... quasi il doppio!

Quindi penso che le correnti passive siano influenti in maniera minore sulla temperatura.