motore elettropompa monofase pilotato da inverter che smette di funzionare all' improvviso.

[Iacopo 78]

Buonasera a tutti..

 

vorrei un parere sulla seguente questione....

 

In un impianto di irrigazione l' acqua è prelevata da una elettropompa sommersa monofase della caprari dove come si può vedere il motore è di potenza di 2200 W e a pieno carico assorbe 15,30 A ,il condensatore che è richiesto dalla casa è un 80 microfarad...

 

l' inverter che pilota il tutto è uno yaskawa V1000 particolare modello CIMR-VCBA0018BAA  che ha uscita trifase ma può essere usato anche su motori monofase .è stato provato col motore del test direttamente in yaskawa italia per questo motore, ed è stato abbinato a un filtro schaffner sempre dato da yaskawa per abbinamento all' inverter.

 

ho installato io il quadro programmato l' inverter con le rampe per le varie condizioni e tutto ha funzionato perfettamente per quasi 6 mesi.

 

l' altro giorno ricevo chiamata dal cliente che l' impianto è fermo..la sera funzionava la mattina non funzionava più e non essendo in italia io stesso ho mandato un collega a vedere di cosa si trattasse.

 

il collega ha fatto tutte le prove del caso l' inverter funziona, non da allarmi o errori e sopratutto collegato a un motore "di scorta" fa il suo lavoro.

 

ha guardato se fosse il motore, ovviamente prendendo i capi dei cavi che scendono nel pozzo che è profondo 35 mt ma dopo la prova con il misuratore di isolamento non sembrava esserci nulla di problema.

 

alla fine secondo lui sembrava fosse il condensatore..ha provato a sostituirlo con un altro da 75 microfarad non avendo dietro in furgone uno da 80 ma il motore non dava segni di vita non provava nemmeno a partire, non si sentiva alcun rumore e sopratutto dagli strumenti non sembrava ci fosse nessun o pochissimo assorbimento tipo 0,5 A...........

 

ora cosi da lontano e con la testa su altro oltre a cambiare il condensatore e mettere il suo di targa......cos' altro si potrebbe pensare evitando di tirare su l' elettropompa che è collegata su un tubo di ferro e quindi difficoltosa da tirare su ....la si vorrebbe estrarre solo e ovviamente come extrema ratio.... 

grazie a chiunque per la collaborazione e saluti a tutti...

 

 

MCH43M MONOFASE

2,20

3,00

1x230

15,30

[Livio Orsini]

Avete provato ad alimentare il motore da rete 230V 50Hz?

 

A mio parere, da quello che scrivi, il motore ha tirato le cuoia, cosa abbastanza prevedibile visto che è alimentato da inverter non specialisti per motori monofasi con condensatore sempre inserito.

 

Credo anche che, sostituendo il motore, dopo poco tempo si ripresenterà un'idenca situazione.

 

O si usano motori trifasi, oppure si usano motopompe monofasi con inverter specifico.

Ci sono un paio di aziende Italiane che producono inverters monofasi proprio per queste applicazioni.

[Iacopo 78]

Ciao Livio grazie per la risposta innanzitutto.... 

 

Allora l applicazione è particolare sicuramente ....ma solo per la Potenza della elettropompa perché noi come azienda abbiamo centinaia di inverter installati per queste applicazioni e li usiamo di azienda italiana per la precisione fiorentina la MAC3 ....mai avuto problemi....il problema è che loro come altri di questi costruttori specialisti non hanno nulla a catalogo che superi i 13.5A....mentre qui ce serviva 1 da 15.30A....

Abbiamo quindi interpellato yaskawa nostro fornitore abituale di inverter General purpose per capire se avevano qualcosa di specifico....e ci hanno risposto in maniera positiva con l articolo che sopra ho citato..

Non contenti gli abbiamo mandato il motore per una prova presso la loro sede che ha dato esito positivo ....e cosi abbiamo installato il tutto...

 

Non penso che abbia provato il collega a collegare direttamente alla 230 di rete ma come dicevo sopra ha effettuato le prove con lo strumento...che sembra( io non ero presente) abbia dato risposta positiva.....lo farò comunque provare sicuramente..

Ma tu sostieni che comunque l inverter che abbiamo non sia adatto per l applicazione anche se in yaskawa ci hanno detto di si??? ...ti dico che di solito di loro mi fido sono fornitori abituali abbiamo circa 200 V1000 installati solo in un impianto con loro....mi sembra strano che mi abbiano rifilato una balla...visto che gli abbiamo spiegato per filo e per segno l applicazione e hanno fatto addirittura una prova in sede loro col motore....ma non escludo del tutto la tua ipotesi....

 

Vista la tua esperienza e competenza...come potrei fare per provare in maniera indipendente se l inverter e adatto allo scopo? Che caratteristiche costruttive dovrebbe avere per essere similare per il comando continuo con condensatore ...come quelli dei costruttori specifici tipo MAC3?

 

GRAZIE MILLE IN ANTICIPO COME SEMPRE PER LA RISPOSTA

[Livio Orsini]

Yaskawa produce ottimi inverters, tra i mogliori al mondo (a mio giudizio).

Non è l'inverter il problema ma, sempre a mio giudizio, l'accoppiamento motore-inverter.

 

Comunque non ci sono molte possibilità di guasti.

il 23/9/2017 at 18:35 , Iacopo 78 scrisse:

il collega ha fatto tutte le prove del caso l' inverter funziona, non da allarmi o errori e sopratutto collegato a un motore "di scorta" fa il suo lavoro.

 

L'inverter è in ottimo stato, ma la pompa non funziona.

Rimangono 3 possibilità di guasto, in ordine di probabilità crescente:

1. Cavo di alimentazione interrotto, però mi sembra da escludere per le misure effettuate.
2. Pompa bloccata.
3. Motore guasto.

Ora, per togliersi i residui dubbi, basta alimentare il motore con una tensione di 230V 50hz e misurare la corrente assorbita.

 

PS hai scritto che il collega tuo ha sostituito il condensatore del motore, ma come ha fatto se la motopompa è in fondo al pozzo e non si vuole estrarla se non come ultima ratio?

[Iacopo 78]

Ciao Livio grazie per la risposta ..

 

Per quanto riguarda il condensatore ...motopompe monofase  cosi grosse hanno sempre il condensatore esterno non incapsulato...perlomeno quelle che vedo di solito io ....arrivano dirette col cavo a misura senza dovere giuntare niente e il condensatore lo installi nel quadro dove arriva il cavo coi conduttori del motore

 

Per quanto riguarda l accoppiamento drive - motore....capisco i tuoi dubbi e li avevo anche io difatti come avrai letto ho richiesto prova e collaudo a yaskawa italia per questa applicazione....se il drive avesse guastato il motore come tu credi sarebbero loro tenuti a ripagare il tutto visto che avevamo garanzia scritta in tal senso.....

Ma la mia domanda...oltre a far fare le prove a tensione di rete quando tornerà sul campo il mio collega....

E questa... come potremmo verificare nella tecnologia costruttiva dell inverter yaskawa quelle caratteristiche che lo rendono più o meno adatto alla applicazione di cui stiamo parlando rispetto a quelli inverter specifici che usiamo di solito ma che non arrivano a questi dati di targa come corrente???

Grazie in anticipo per la risposta come sempre

[SandroCalligaro]

Potresti riportare, per favore, uno schema di collegamento tra l'uscita inverter, ed il motore+condensatore?
Inoltre sarei curioso di dare un'occhiata al manuale Yaskawa, dove dice che può essere utilizzato con motori monofase.

[Livio Orsini]

8 ore fa, Iacopo 78 scrisse:

E questa... come potremmo verificare nella tecnologia costruttiva dell inverter yaskawa quelle caratteristiche che lo rendono più o meno adatto alla applicazione di cui stiamo parlando

 

C'è poco da verificare; questo inverter, come tutti quanti gli inverters moderni, si basa sulla tecnoclogia IGBT come elementi di commutazione finale.

Più l'inverter è di buone prestazioni, maggiore sarà la velocità di commutazione dei fronti degli interruttori finali. Maggiore velocità significa maggiore dv/dt. Questo fattore incide molto sulla tenuta dell'isolamento del motore anche se, da quanto scrivi, sembra sia stato messo un filtro in uscita che dovrebbe abbassare il dv/dt dei fronti di commutazione.

Poi c'è il problema di fondo.

Un motore asincrono monofase con condensatore sempre inserito è, in realtà, un motore bifase. Il condensatore garantisce lo sfasamento però, contemporaneamente, riduce anche la tensione applicata all'avvolgimento secondario. Il costruttore progetta il motore affinchè alla frequenza di 50 Hz, l'avvolgimento secondario riceva il guisto valore di tensione con la corrette differenza di fase.

In effetti se si mette un condensatore di valore inferiore il motore fatica a spuntare, perchè avrà una coppia di spunto minore; viceversa usando un condensatore di capacità maggiore aumenta la coppia dis punto ma il motore avrà seri problemi di tenuta perchè aumenta la sua temperatura. tanto che quando è necessario disporre di maggior coppia allo spunto, si usa un condensatore aggiuntivo limitatamente al tempo necessario per l'avviamento.

 

Ora gli inverters appositamente progettati per pilotare motori monofasi sono progettati in modo da essere simbiotici con il motore a cui sono destinati.

 

Un inverter progettato per pilotare un motore trifase è un inverter che deve eguagliare una rete trifase, quindi con tre sinusoidi sfasate di 120°, e con tensione variabile tra un minimo ed un massimo, in accordo con la variazione di frequenza. Ad esempio se si assume che la tensione sia pari a 400V a 50Hz, si avrà approssimativamente una tensione di circa 40V a 5Hz che crescerà linearmente sino a 400V a 50Hz. Questo se la regolazione è in modalità V/f; per la modalità vettoriale ci possono essere delle variazioni dovute al regolatore, ma l'aqndamento è comunque simile.

8 ore fa, SandroCalligaro scrisse:

Inoltre sarei curioso di dare un'occhiata al manuale Yaskawa, dove dice che può essere utilizzato con motori monofase.

 

Anch'io sarei molto curioso.

Inoltre mi auguro che la tensione di alimentazione dell'inverter sia 230V e non 400V

[SandroCalligaro]

La tensione di ingresso, vista la presenza del filtro, potrebbe non essere critica. Certo che a quel punto la scelta del motore monofase sarebbe stata poco sensata.

 

C'è però una cosa che non capisco (anche per ignoranza mia sui motori "monofase").

Se si utilizza un inverter trifase, le uscite possono benissimo essere utilizzate per generare una tensione bifase con "centro stella" costituito da un nodo di connessione tra le due fasi (vedi figura qui sotto, che rappresente quello che io stesso ho applicato qualche anno fa per il caso di uno stepper di potenza relativamente alta).

Nel momento in cui un costruttore serio dice che il suo inverter trifase è adatto anche a motori monofase, mi aspetto che ci sia un parametro di selezione apposito (oppure una apposita versione di firmware) per questo. In particolare, mi aspetto che si possa evitare il condensatore, pilotando direttamente le due fasi con tensioni (o correnti) in quadratura, della giusta entità.

 

Scusate se ho divagato, ma mi sembra che avere il condensatore di mezzo (ed un collegamento alla stessa singola fase) sia un grosso problema, perché l'impedenza (e quindi la corrente) varia sostanzialmente con la frequenza, perciò vedo difficile variare la velocità in un range ampio.

 

[Livio Orsini]

Quote

Scusate se ho divagato, ma mi sembra che avere il condensatore di mezzo (ed un collegamento alla stessa singola fase) sia un grosso problema, perché l'impedenza (e quindi la corrente) varia sostanzialmente con la frequenza, perciò vedo difficile variare la velocità in un range ampio.

 

Non ti scusare Sandro, le tue osservazioni sono sempre interessanti e forniscono spunti per riflessioni.

 

Non vorrei sbagliarmi, ma lo sfasamento è sempre comunque 120°, mentre per il motore monofas lo sfasamento previsto tra avvolgimento principale ed ausiliario è di <90°, questi 30° gradi e passa in più, forse non sono un grande impedimento, però ci si scosta dalle specifiche iniziali.

Quello che ritengo più significativo invece è lo scarto di tensione visto che non c'è più la X_L del condensatore che riduce la tensione sull'avvolgimento.

80µF son quasi 40 ohm a 50Hz; la tensione ai capi dell'avvolgimento ausiliario sarà di molto ridotta.

 

Peccato che Mirko Ceronti, per suoi problemi personali non risca più a partecipare al forum. Lui aveva fatto una bella esperienza adattando un vecchio invrter, scartato dalla sua azienda perchè obsoleto, com drive per il motore monofase del suo trapano.

 

Crto che se l'inverter avesse la possibilità di essere configurato espressamente per pilotare un motore bifase, queste perplessità cadrebbero. Si potrebbe evitare il cindensatore programmando una delle 2 fasi con una retta V/f inferiore alla principale, in modo da avere identità con la cdt sul condensatore. Anzi si dvrebbero migliorare le prestazioni.

 

Però io penso che nel caso in esame l'unica caratteristica che rende questo inverter "adatto" a pilotare un motore monofase, sia la non generazione di allarmi per lo squilibrio delle correnti sulle 3 fasi.

[Iacopo 78]

Ragazzi grazie per le risposte..ora sono fuori e sto rispondendo dal telefono...stasera appena rientro cercherò di rispondere in maniera esaustiva a tutto quello che sottolineate.... 

 

Grazie per ora

Una cosa per Livio al volo la posso scrivere...l alimentazione e 230 v...tranquillo

[SandroCalligaro]

Nel caso che ipotizzavo, l'algoritmo di controllo va ovviamente adattato espressamente per il funzionamento come bifase.

Non solo, si potrebbero tranquillamente differenziare le due tensioni di uscita, in modo da avere la giusta tensione (o corrente) su entrambe le fasi.

La modifica del "modulatore" (cioè della parte dell'algoritmo di controllo che, dato il vettore di tensione desiderato, calcola i duty-cycle delle 3 gambe dell'inverter) per passare dal tipico trifase Space-Vector Modulation al corrispondente bifase richiede poco sforzo. Qualche anno fa, con un inverter trifase abbiamo fatto girare in sensorless vettoriale uno stepper, con una modifica del firmware per trifase fatta "al volo".

 

Un problema potrebbe essere il fatto che, anche con la modulazione "giusta", si ottiene come tensione di uscita il 70% circa della tensione di bus: V_DC / sqrt(2).

Questo significa che, alimentando l'inverter tramite raddrizzatore collegato alla rete nonofase, non si può avere un vettore di tensione rotante di ampiezza pari a quella del caso monofase collegato alla rete.

Non sono però sicuro che sia necessario avere, sull'avvolgimento ausiliario, la piena tensione, posto che il condensatore non sarà più presente.

 

Diciamo che, se un costruttore che si reputa serio dicesse di avere una soluzione per utilizzare un inverter trifase con un motore monofase, io mi aspetterei una soluzione del genere, piuttosto che un semplice mascheramento degli allarmi. Ma, certamente, tutti hanno bisogno di vendere...

 

PS: nella situazione che prospettavo dovrebbe essere possibile anche effettuare controllo vettoriale, visto che l'inverter gestisce due "gradi di libertà" sulle tensioni del motore (cioè il minimo per fare un vettore ).

 

PPS: è la volta buona che mi studio qualcosa in più sui monofase.

 

 

Edit:

PPPS: Purtroppo è difficile inventarsi qualcosa, al giorno d'oggi!

http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/00001660B.pdf

 

[Livio Orsini]

Bene Sandro è un piacere leggerti.

Se il 18 o il 19 di ottobre capiti al SAVE di Verona sarebbe bello incontrarti di persona.

 

PS Ho dato una lettura veloce all'AN di microchip (poi mi riprometto di studiarmela); veramente interessante anche perchè usano un micro abbastanza povero.

[SandroCalligaro]

Grazie Livio, ci faccio un pensierino... magari il 19, essendo giovedì, potrei passare per Verona... Farebbe molto piacere anche a me!

 

Ci sarebbero tante belle cose da fare, se solo ci fosse un'unione delle giuste "forze".

[Livio Orsini]

Io sono in fiera dalla tarda mattinanata del 18 sin verso mezzogiorno del 19.

 

L'invito a passare dallo stand di PLCForum, ovviamente, vale per tutti i frequentatori del forum.

[Iacopo 78]

Ragazzi stasera non ho recuperato il manuale ma promesso appena ce l ho fra le mani vi aggiorno....

 Venerdì il mio collega torna sul sito....

 

Mi unisco a Livio nel dire che è un piacere leggerti Sandro....non si trovano spesso persone con questa competenza...pura curiosità sei un professionista o un accademico??

[SandroCalligaro]

Grazie, è un piacere per me discutere di queste problematiche.

Spesso, purtroppo, non sono in grado di aiutare su certe questioni pratiche.

Sono un semplice accademico

 

Non so cosa dicano in proposito quelli di Yaskawa, ma il manuale del V1000 (CIMR-VC...) riporta frasi tipo questa, a pag.31 del pdf:

Quote

Do not use a drive for a single-phase motor.
Replace the motor with a three-phase motor.

[Livio Orsini]

Ho sempre pensato che Yaskawa fosse un'azienda seria; questa è un'ulteriore conferma.

 

Bravo Sandro, sempre preciso e puntiglioso.

[SandroCalligaro]

A dire il vero avremmo dovuto guardarci il manuale dall'inizio... 

 

Se si trattasse di un'azienda medio-piccola si potrebbe pensare che sia stata fornita una versione firmware ad hoc, ma un'azienda grande non credo faccia uscire una versione senza un diverso nome del modello ed un manuale.

 

Se le cose stanno come ipotizzo, l'ufficio italiano ha fatto un azzardo.

[Livio Orsini]

2 ore fa, SandroCalligaro scrisse:

Se le cose stanno come ipotizzo, l'ufficio italiano ha fatto un azzardo.

 

Probabilment hanno pensato che bastasse aggiungere un filtro d'uscita, tanto per limitare il dv/dt.

 

Poi sarebbe anche necessario sapere come è stato collegato; io presumo che abbiano usato solo 2 fasi per collegarlo come se l'inverter fosse una rete monofase a frequenza variabile. Non credo che il motortere sia stato collegato secondo lo schema che hai pubblicato tu.

[Iacopo 78]

Sono sommerso di lavoro e non ho recuperato il manuale ma a quello che ricordo dovrebbe un V1000 particolare non un V1000 standard..infatti in italia e in logistica in Germania non ce l avevano e se lo sono fatti mandare direttamente dal giappone..e col telefono non riesco a postarvi lo schema di collegamento...ma venerdì sera rientro in Italia e in ufficio e promesso posto tutto compreso i dati che mi ha inviato yaskawa quando hanno fatto la prova...una cosa al volo la dico però...ammesso e non concesso che i sospetti di cui sopra ipotizzati siano veri... potrebbe a parer vostro il motore avere funzionato senza il minimo problema per 6 mesi???

 

Saluti..a venerdì..grazie per ora ragazzi

[Livio Orsini]

9 ore fa, Iacopo 78 scrisse:

potrebbe a parer vostro il motore avere funzionato senza il minimo problema per 6 mesi???

 

Certo, ma questo potrebbe anche accadere se non ci fossero spspetti di applicazione non corretta.

Anche se fosse stato alimentato da rete poteva funzionare correttamente per un giorno, un mese, un anno e poi rompersi.

 

I problemi che sospetto non provocherebbero danni immediati al motore, ma lo farebbero degradare sino alla sua morte. Essendo poi il motore posizionato in un sito non accessibile, risulta impossible accorgersi dei sintomi del degrado come un innalzamento della temperatura.

 

Quasi certamente se tilimiti a slstituire il motore, la pompa funzionerà correttamente per qualche tempo, anche se i si sopsetti che abbiamo ipotizzato fossero realtà.

 

Però, dovendo sostituire il motore, perchè non usare un motore 3 fase, così da eliminare ogni problema? Tra l'altro un asincrono 3 fase è anche un poco più robusto di un asincrono monofase con condensatore.

[Iacopo 78]

Buongiorno Livio....

 

Ti rispondo per l ultima questione che hai posto per il resto come promesso rispondo venerdì quando rientro....magari avessi avuto la rete Trifase....ma è stato fatta questa applicazione solamente perché il 400v non c è ...e una abitazione privata anche se di una certa consistenza...e stato proposto al proprietario di passare al trifase ma non ha voluto sentire ragioni...

[Livio Orsini]

Scusa ma se hai messom un invrter mono-trifase 230Vac ingresso monofase e 230Vac uscita trifase, puoi benissimo comandar un motor trifase che assobe un'identica corrente a 230V di un monofase.

Il rendimento di un trifase è maggiore di quello di un monofase, quindi a parità di potenza resa neassorbirà meno.

 

Facendo il caso in oggetto con motore monofase 2200W singnifica che andrai ad assorbire quasi 3600W; con un trifase assorbiresti meno di 3000W;

Quindi de puoi alimentare quel monofase con tramite inverter, a maggior ragione con il medesimo inverter puoi alimentare un trifase 230V "D" / 400 V "Y".

[roberto8303]

39 minuti fa, Livio Orsini scrisse:

Scusa ma se hai messom un invrter mono-trifase 230Vac ingresso monofase e 230Vac uscita trifase, puoi benissimo comandar un motor trifase che assobe un'identica corrente a 230V di un monofase.

Livio i motori sommersi da pozzo hanno solo due possibili collegamenti, o 380v con tre fili di uscita e il centro stella chiuso interno al motore non accessibile, oppure il monofase classico con tre fili e il comune degli avvolgimenti lavoro ausiliari sempre chiuso internamento per stabilire il senso di direzione obbligato.

Se ci fosse qualche costruttore di motori che farebbe uscire i motori sommersi collegati a triangolo 220v allora si potrebbero utilzzare gli inverter classici monofase

[Livio Orsini]

3 ore fa, roberto8303 scrisse:

o 380v con tre fili di uscita e il centro stella chiuso interno al motore non accessibile,

 

Mi sembra un po' una pirlata che non si possa nemmeno ordinare, alla fabbrica, con collegamento a "D".

 

Ma anche così bastava un autotrafo monofase 230v/400V da 3500W, non è nemmeno grosso e costoso.