Motore Ed Azionamento Più Economici Per Prototipo Artigianale.

[Lo renzo]

Salve a tutti, sono nuovo del forum.

Sono studente di Ingegneria meccanica e quello è il mio campo d'azione principale. Non mi intendo molto di elettronica e quindi cercando su internet mi ritrovo sempre su questo forum che è pieno zeppo di utenti esperti. Complimenti!

Sto progettando, per me, un impianto che deve essere mosso tramite un albero che giri a velocità costante, pur quando la coppia del carico cala. Questa richiesta è fondamentale per la scelta del tipo di sistema mosso per muovere il tutto. Le potenze sono basse, infatti a v cost la potenza varia da un minimo di 1,2kW ad un massimo di 1,9 kW. Serve comunque dai 2 ai 3 kW di potenza utile, perchè alcuni attriti non sono stati esaminati e per avere un certo margine di lavoro. L'alimentazione elettrica può essere mono o trifase in quanto uso gruppo elettrogeno.

La velocità dell'albero dipende dal riduttore che uso, ma se riesco ad avere una velocità di circa 600 rpm sul motore, posso fare a meno di riduzioni e quindi di costi.

Le varie alternative che ho analizzato sono:

Motore asincrono + inverter: dopo aver visto il prezzo dell'inverter e tutto il resto ho lasciato perdere (costruirsi l'inverter è ancora peggio). Sono studente non ho grandi finanze!

Centralina a scoppio + motore oleodinamico: controllato con una valvola di pressione. Però non sono ferrato in materia e non mi sembra nemmeno tanto economico.

Motore a scoppio diretto: nella disperazione...solo che non avrei idea di come controllarlo.

Poi alla fine mi è venuto in mente il motore sincrono!

Da quel pochissimo che so, sono motori che generano sempre lo stesso numero di giri (dipendente dai poli e dalla frequenza di alimentazione) al variare della coppia. E' proprio il mio caso ma non sono sicuro. Infatti mi chiedo se un motore sincrono sia possibile alimentarlo direttamente dalla rete? Esiste un commutatore per l'avvio? Come mai chiedendo ad alcuni negozi internet tutti dicono che non si vedono più motori di questo tipo?

Per me pensavo ad un Sincrono da 5 poli (600 rpm) ed intervallo di funzionamento continuo di coppia 20-32 Nm. Potenza 2 o 3 kW (quello che c'è).

Grazie mille a tutti

abbiate pazienza se ho detto cavolate!

[Livio Orsini]

Se la tua specifica vede come condizione principale il costo, hai una ed una sola scelta: motore in continua ad eccitazione con magneti permanenti + alimentatore regolatore monofase a SCR.

E' un'ottima soluzione dal punto di vista della regolazione, ha il costo più basso possibile.

Unico neo, ma non per te, il motore in continua ha le spazzole e dopo qualche migliaio di ore di funzionamento necessita di amnutenzione alle spazzole e collettore. Ma se l'applicazione non è industriale è un inconveniente di pochissimo conto

Motori sincroni, asincroni sincronizzati, se ne costruiscono ancora forse per applicazioni come quelle dei Godet per produzion e di filato sintetico. Però costano molto di più di continua a magneti permanenti.

Modificato: 28 settembre 2010 da Livio Orsini

[Lo renzo]

Grazie Livio!

Ho letto molti tuoi messaggi sul forum e mi sembri uno dei massimi esperti :-)

Adesso provo a vedere cosa trovo di motori in continua ma rimane il problema del controllo della velocità costante. Nei motori in CC al variare della coppia mi cambia anche la velocità, quindi dovrei aggiungere un encoder di velocità ed un controllo. Nel sincrono dovrei solo preoccuparmi di accenderlo. O sbaglio?

Mi sono dimenticato di dire che la velocità deve essere costante e regolata in modo automatico a seconda del carico.

Modificato: 28 settembre 2010 da Lo renzo

[Livio Orsini]

Vuoi mantenere la velcoità costante? Quale percentuale di errore ammetti? Se è sufficiente un errore <= 1% basta comprare il motore con tachimetrica accopiata. L'alimentatore-regoaltore provederà a mantenere costante la velcoità in accordo con il valore di consegna (riferimento).

Se la precisione è inferiore puoi addirittura pensare ad una semplice reazione dia rmatura con compensazione di R*I.

Nei motori in CC al variare della coppia mi cambia anche la velocità,..

Assolutamente no! Se osservi la funzione di trasferimento della macchina noterai che w = k*V_a, dove w = velocità angolare e V_a è la tensione di armatura.

L'eventuale variazione di velocità è dovuta alla legge di ohm. Al variare della coppia c'è una proporzionale variazione della corrente di armatura; essendo la resistenza interna praticamente costante si avrà una differente cdt interna, da cui una variazione dell'effettiva V_a con conseguente variazione di w. Per minimizzare questo difetto si effettua una compensazione variando la V_a in funzione della corrente.

Se invece si realizza un anello di regolazione di velocità tramite un trasduttore (dinamo tachimetrica o altro) si compensano tutte le variazioni che possono influenzare la velocità. Ovvaimente il limite della precisione è stabilito dalla precisione della misura della velocità

[Lo renzo]

Grazie ancora Livio!

La velocità finale del carico è di 1,5 m/s quindi se considero accettabili anche 1,4 m/s si tratta di più del 6% di variazione consentita.

L'eventuale variazione di velocità è dovuta alla legge di ohm.

L'unico grafico che avevo portato alla mente riguardo ai motori in CC . Grazie anche per avermi ricordato omega proporzionale solo a Va!

Però la coppia nel mio caso varia del 38% potrebbe influire troppo sulla ddp interna al motore?

Ma alla fine, scusate l'insistenza, far fare nuovo un motore CC di questo tipo con l'azionamento non mi viene a costare di più di un sincrono usato? (cosa costa?)

[Livio Orsini]

Ma alla fine, scusate l'insistenza, far fare nuovo un motore CC di questo tipo con l'azionamento non mi viene a costare di più di un sincrono usato? (cosa costa?)

Il paragone lo devi fare nuovo con nuovo.

L'usato ha prezzi difficilmente comparabili perchè le condizioni del materiale non sono mai confrontabili.

Puoi trovare occasioni anche per la cc a prezzi stracciati.

[Mirko Ceronti]

Infatti mi chiedo se un motore sincrono sia possibile alimentarlo direttamente dalla rete?

Nel sincrono dovrei solo preoccuparmi di accenderlo. O sbaglio?

Se non vado errato, il motore sincrono non parte a 50Hz, ma va avviato. (lanciato)

Un tempo veniva accoppiato ad un motore primo (in genenre a C.C.) e raggiunta che era la velocità di sincronismo (ad esempio 1500 R.P.M.), veniva lasciato andare da solo col suo carico da asservire.

Oggi con l'avvento degli inverter si potrebbe partire da frequenza praticamente zero, ed accompagnarlo agli Hz prefissati, ma....siamo di nuovo di fronte alla necessità di avere quindi un inverter, ed allora ci risiamo col problema dei costi.

Saluti

Mirko

[Livio Orsini]

Oggi con l'avvento degli inverter si potrebbe partire da frequenza praticamente zero,

E' in pratica quello che si fa in alcuni impianti di produzione fibra. Tanti sincroni sotto un unico inverter e così si è risolto il problema della sincronizzazione della velocità. Ma li ne vale la pena economicamente.

[Lo renzo]

In questi giorni ci ho riflettuto e ho pensato ad un'altra cosa.

Siccome la tolleranza accettata nel controllo della velocità sul carico finale è abbastanza alta (6,6 %) pensavo, per spendere molto poco, ad un motore asincrono trifase alimentato DoL. Su internet ho trovato vari motori che fanno al caso mio (uno da 3 kW ed un'altro da 4 kW).

Ora mi chiedevo come faccio a prevedere l'effettiva variazione di velocità ( e quindi la validità della mia idea)? Mi spiego: mi servirebbe il grafico coppia/velocità di ciascun motore a cui sovrapporre quello di carico e trovare i punti di lavoro (e quindi dimensionare anche il riduttore).

Come sempre, un grazie di cuore!

[Livio Orsini]

Ora mi chiedevo come faccio a prevedere l'effettiva variazione di velocità ( e quindi la validità della mia idea)?

Non è possibile. Se proprio vuoi percorrere questa strada procurati un riduttore PIV. Questo dispositivo permette una variazione contimua della velocità. E' un po' più costosto di un riduttore normale ma, se ne reperisci uno usato, te la cavi con una spesa non esagerata.

[Lo renzo]

Grazie Livio!

Il problema è che il riduttore lo faccio io, con poco, (dimensionato sulla velocità a carico massimo) con 3 puleggie di cui l'ultima agisce direttamente sulla gola della puleggia motrice che ha un diametro di 1,5 m. Non posso fare altrimenti perchè servirebbe un riduttore 1:63 e non mi sembra costi poco..

Quindi volevo sapere se dai dati di targa è possibile ricavare il grafico coppia/velocità (una delle poche cose che ti insegnano ad usare a scuola) e sovrapporre prima il carico massimo e su quello calcolare il rapporto di riduzione per la velocità "normale". Poi sovrapporre quello del carico minimo e verificare quale sia la velocità raggiunta dal motore e quindi se rientra nei 6,6% di tolleranza.

Grazie dell'aiuto!!!

[MAXYUGO]

Mi inserisco nella discussione per chiedere se qualcuno conosce i motori asincroni "sincronizzati".

Per quello che mi risulta la sincronizzazione della velocità con la frequenza di rete dovrebbe essere ottima.

La particolarità del motore dovrebbe risiedere solo nella lavorazione del rotore, però non conosco nessun costruttore che li possa fornire.

Forse Livio con la esperienza ci può illuminare.

[Livio Orsini]

Qualche anno fa se ne faceva largo uso per motorizzare i godets. RIcordo un costruttore vicentino, ma al momento non ricordo la marca.