Induttanza Per Controllo Motore

[zuma]

Buongiorno a tutti,

mi si e' fusa causa cortocircuito la scheda di controllo velocita' di un motore 230v 6A del mio tapis-ruolant.

In particolare si e' fusa un'induttanza ( bella grossa ed montata con nucleo avvolto come un trasformatore ) che non riesco ovviamente a trovare...

Per cosa viene utilizzata secondo voi un 'induttanza del genere?

su http://img259.imageshack.us/img259/8613/scheman.jpg ho messo lo schema che ho trovato all'interno...

[Livio Orsini]

Da quello che si può capire sembra sia un'induttore in serie al motore per migliorare il fattore di forma.

Però se si è bruciata bisogna capirne la causa. Se il motore non è in corto circuito, potrebbe anche essere un difetto d'isolamento dell'induttore stesso, oppure un sottodimensionamento per contenerne le dimensioni.

[zuma]

Ciao Livio,

credo che il motivo della rottura dell'induttore sia dovuto all'invecchiamento ed al fatto che di umidita' ne ha presa tanta.

Io pensavo fosse messo in serie al carico per limitare probabilmente una corrente di spunto elevata per la "messa in moto" con una persona sopra che oppone una resistenza all'avvio ( ricordo che e' un tapis rouillant... ). Se invece in qualche modo migliora il fattore di forma potrebbe allora potrei bypassarla in quanto non mi serve un sistema che si avvi rapidamente...

Che ne dici / dite?

Grazie

Ciao Zuma

[Livio Orsini]

I tempi di avvio non hanno nulla a che vedere con l'induttore.

Togliere l'induttore in serie all'armatura porterebbe, tra le altre cose, ad un usura rapida del collettore del motore.

Dubito che il guasto si dovuto ad umodità, più probabile ad un sottodimensionamento dell'induttore stesso o a cattiva qualità dei materiali.

[zuma]

Grazie Livio,

vorrei capire meglio come un'induttore posto in serie possa migliorare il fattore di forma, non ho molta esperienza di automazione e motori, puoi consigliarmi qualche sito dove poter studiare l'effetto?

Grazie Zuma

[Livio Orsini]

vorrei capire meglio come un'induttore posto in serie possa migliorare il fattore di forma,....

Questa è una questione di elettrotecnica.

Vediamo di darne una spiegazione in termini semplici ed un poco banali.

Un motore in cc dovrebbe essere alimentato con un tensione.....continua.

Se non si usa, come alimentatore, una batteria di accumulatori la tensione sarà sempre una tensione non continua, ma pulsante. Anche da una dinamo, che non è altro che un motore in cc, la tensione in uscita è pulsante.

Se la frequenza è elevata, oppure il numero di fasi è elevato l'ondulazione residua è, percentualmente, bassa; l'induttanza di armatura, poi, spianerà ulteriormente le ondulazioni portando il fattore di forma prossimo all'unità.

Nel caso di alimentatori-regolatori che parzializzano la tensione di rete a 50 Hz siam ben lontani da queste condizioni, specialmente quando si lavora a bassa tensione aprzializzando molto.

Nel caso di regolatori con ponti trifasi, lavorando da circa il 60% della tensione nominale in su, il fattore di forma è accettabile e non causa danni al motore. Questo perchè con 3 fasi si ha un periodo di 6.6 ms, essendoci 3 sinusoidi nel tempo di 20 ms (1/50 Hz).

Nei regolatori con ponti monofasi, si sale a 10 ms; se appena si parzializza il fattore di forma decade drasticamente.

Ponendo un'induttore in serie all'armatura si aumenta l'effetto di spianamento perchè l'induttanza ha un effetto di tenuta sulla corrente (duale alla capacità che ha un'effetto di tenuta sulla tensione).

In questo modo si aumenta anche la costante di tempo dell'armatura, rallentando il tempo di risposta del sistema, ma questo effetto ha poca o nulla influenza sulle prestazioni del sistema, perchè un regolatore monofase a 50 Hz è, per sua natura, non molto performante in termini di prontezza di risposta; per ben che vada può variare la corrente del motore ogni 10 ms, ma solo teoricamente.

Per le ragioni descritte in precedenza l'induttanza di spianamento sull'armatura è indispensabile. Similmente quando lavori con motori a magneti permanenti, controllati da regolatori chopper a frequenza non molto elavata (< 5 kHz circa), sono necessari indutturi di spianamento sull'armatura.

...puoi consigliarmi qualche sito dove poter studiare l'effetto?

Sul webb trovi parecchio materiale teorico, a livello universitario, sugli azionamenti. però si presuppone un'ottima conoscenza dell'elettrotecnica generale, della teoria della regoalzione e della matematica.

Da quello che scrivi, a mio parere, ti servirebbe prima farti un poco di conoscenza delle basi di elettrotecnica e delle macchine elettriche.

Qui sul forum, nella sezione didattica, c'è dell'ottimo materiale.

Poi ci sono i nuovissimi video corsi di elettrotecnica dell'ottimo prof. Benny (ing. Beniamino Pascucci), video che ti consiglio vivamente.

[daniP]

Salve,

riprendo questa discussione perchè sto cercando la spiegazione di un problema estremamente subdolo che affligge il mio treadmill da un pò di tempo a questa parte, e per esclusione la mia attenzione si è appuntata sull'induttanza di cui parlate.

Il difetto del tappeto lo potete vedere in questo video; prestate attenzione soprattutto all'audio:

Sembra come se vi fossero delle microinterruzioni nell'erogazione di corrente, come si vede dalle "pulsazioni" del led di uscita, in corrispondenza delle quali si verifica anche uno scintillìo nel collettore del motore.

Ho già sostituito il motore, il mosfet e tutti gli elettrolitici della scheda di controllo, ma senza successo. Naturalmente ho verificato ogni singolo collegamento e cavetto per escludere falsi contatti et similia...

Il difetto sembra insorgere del tutto a random: a volte il tappeto funziona per ore a qualsiasi regime senza problemi, altre volte comincia a fare le bizze da subito, oppure si mette a pulsare come nel video, e se provo ad accelerare si spegne.

Mi chiedevo se un difetto di isolamento in questo componente potrebbe portare questo tipo di problema...

Grazie

Modificato: 15 marzo 2011 da daniP

[Livio Orsini]

Bisognerebbe conoscere la funzione del LED per poter avere qualche elemento di giudizio. A orecchio sembrerebbe che il motore sia disalimentato a tratti. Questo potrebbe dipendere da tantissimi fattori. Per poter dare indicazioni che hanno sneso bisognerebbe conoscere un po' il dispositivo in oggetto. A occhio, per quello che si può vedere dal video, non sembra un prodotto qualità eccelsa.

[daniP]

La scheda è questa:

La funzione del led denominato GATE èsolo quella di indicare che è presente la tensione di uscita, quindi led spento=assenza di tensione.

Non ho naturalmente nessuno schema elettrico poichè risulta introvabile.

Tutto quello che possiamo sapere sulla scheda possiamo solo dedurlo dalle immagini.

Come detto, ho già sostituito il mosfet e tutti gli elettrolitici, senza effetto...

[Livio Orsini]

Le cause potrebero essere infinite. Da una saldatura difettosa ad un compente guasto. Purtroppo a distanza non c'è molto che si possa fare. L'unico consglio che mi sento di darti è, se disponi di un oscilloscopio, di monitore i pilotaggi dei mosfet e risalire sino a che non individui il punto di origine del difetto.

Potrebbe essere un abbassamento della tensione sul DC bus, potrebbe essere un assorbimento di corrente eccessivo, o erroneamente ritenuto tale per un componente difettoso.

[daniP]

In altre parole escluderesti un difetto dell'induttanza "di spianamento"...

[Livio Orsini]

In altre parole escluderesti un difetto dell'induttanza "di spianamento"...

Dipende da cosa intendi per difetto. Potrebbe esserci una saldatura difettosa di un terminale dell'induttanza, questo difetto potrebbe causare l'effetto che hai notato. Se invece pensi ad una degradazione delle sue caratteristiche non credo sia possibile, almeno visto il tipo di difetto. Potrebbe esserci una perdita d'isolamento saltuaria, ma dovresti notare alcuni particolari sull'induttanza come segni di sfiammate, eccessivo riscaldamento, etc.

[daniP]

Da non crederci...

Per un puro caso ho trovato il guasto: il resistore da 5.6Kohm 10W che si vede sulla sinistra della foto...

Come l'ho scoperto? Rilevando la tensione ai suoi capi: non che ne conoscessi il valore e potessi stabilire se fosse corretto o meno; semplicemente ho notato che ogni volta che appoggiavo i puntali del multimetro sui terminali il difetto spariva.

Ho misurato il valore ohmico: 7.3Kohm!

Evidentemente il multimetro in parallelo abbassava il valore totale di resistenza rendendolo nuovamente compatibile col circuito.

Sostituito il resistore, problema risolto...

Grazie comunque per l'attenzione e disponibilità.

[Livio Orsini]

Sono i guasti che fanno dannare! Il resistore si sta "sgretolando" internamente ed ogni tanti si interrompe del tutto.

Spero che lo avrai sostituito con uno di maggior potenza, mi sembra dimensionato verso lo "scarso".

[StefanoSD]

Poteva essere saldatura difettosa, di solito si forma il vulcanello nella saldatura a causa dell’assorbimento. Hai provato a misurare l’elemento, dopo che è stato tolto?

[Livio Orsini]

Stefano quel tipo di resistori ce l'hanno tipicamente il difetto di "sgretolarsi" se sono stressati in temperatura. E' un difetto subdolo perchè comporta grandi variazioni improvvise del valore di resistenza.

[daniP]

Sono i guasti che fanno dannare!

Infatti! Ho fatto diversi cicli di test per riuscire a stabilire una ripetibilità del guasto, ma ogni volta il problema si ripresentava in maniera imprevista o inattesa...ci ho sbattuto la testa per settimane...maledetto...

Spero che lo avrai sostituito con uno di maggior potenza, mi sembra dimensionato verso lo "scarso". smile.gif

confermo che il resistore dissipa parecchio e che se avessero messo qualcosa di più robusto non sarebbe stato fuoriluogo; contenimento dei costi, suppongo:

ora, per prova ne ho messo uno di potenza analoga, perchè lo avevo sottomano, ma domani ne metto uno di potenza maggiore e vedo anche di trovare il modo di accorparlo ad un dissipatore di alluminio, vista la criticità del componente. Se penso che una scheda nuova viene venduta tra i 150 e i 200 euro...

Per completezza, e per rispondere all'amico Stefano, tutte le saldature della scheda erano già state verificate; inoltre il valore del resistore è stato misurato anche dopo averlo tolto, confermando l'anomalìa.

Il bello è che avevo già sospettato di questo componente, proprio in virtù dell'elevata dissipazione, ma non mi ero mai sognato di misurarne il valore di resistenza...

Modificato: 17 marzo 2011 da daniP