Scelta Motori Brushless/Asincroni Per Posizionamenti

[Omega 81]

Buona sera e buone feste a tutti. Sono nuovo del forum e anche io come altri spero di non aver sbagliato sezione.

La mia domanda è questa: Quando un sistema composto da motore asincrono + inverter deve essere surclassato da brushless + relativo azionamento?

Io Vi enuncio il ragionamento che ho fatto, sta a Voi commentarlo nel bene o nel male .

1)Considerare l'accuratezza che il posizionamento deve avere

2)Considerare la velocità che il posizionamento deve avere

3)...

Faccio un esempio: Motore 2 poli - Vite a ricircolo di sfere 1giro=12mm - Utensile da posizionare

Accuratezza richiesta:+-1mm

Questo significa riuscire a bloccare il rotore del motore a 360°/12=+-44,5°

Il motore a 2 poli (consideriamo idealmente i 3000rpm[50hz]) corrisponde a 60rpm[1hz] in pratica 1giro al secondo.

Considerando un sistema azionamento/motore ad anello chiuso posso considerare che questa velocità non è particolarmente critica da mantenere. (Troppo bassa? può scendere ulteriormente?)

Vista l'accuratezza necessaria il tempo ciclo di rilevamento posizione (encoder) + ciclo del plc + tempo di risposta azionamento deve essere inferiore 1/12=83ms

La velocità massima che si può avere (a 50hz) è quindi di 3000x12=36m/min a meno che dalle caratteristiche del motore non si possa andae a frequenza superiore.

Se si cercano prestazioni superiori (precisione o velocità) meglio orientarsi su soluzioni con brushless.

Il problema è che queste sono solo mie presupposizioni e non so nemmeno se i valori che ho presupposto possono essere reali o no.

Grazie in anticipo per l'aiuto

[Livio Orsini]

Nella sezione didattica c'è un mio tutorial sui criteri di scelta degli azionamenti (da non con fondere con quello sui criteri di dimensionamento dei motori); potrebbe offrire le idde di base sui criteri di scelta.

Quando un sistema composto da motore asincrono + inverter deve essere surclassato da brushless + relativo azionamento?

Primo: quando si usa il termine azionamento ci si riferisce al complesso che "aziona" il meccanismo, cioè motore, più alimentatore-regolatore, più eventuali trasduttori di velocità/posizione.

Dal punto di vista prestazionale il motore asincrono si può paragonare ad un mulo o ad un cavallo da tiro. Con l'uso di regoaltori vettoriali si può arrivare al più al paragone con il cavallo da tiro veloce, quelli delle carrozze per intenderci. I veri purosangue da corsa sono i brushless e, ancora piùprestazionali, i motori in corrente continua.

Il motore in corrente continua ha un solo punto debole: spazzole e relativo collettore. Questi organi richiedono una manutenzione periodica; in oltre complicano la meccanica in caso di

costruzione ermetica.

In compenso il mootre in cc può fare tutto quello che fanno gli altri motori e lo fa anche meglio.

Può svolgere lavoro pesante come la motorizzazione delle gabbie di sbozzatura dei laminatoi a caldo; può anche svolgere compiti dove son richieste prestazioni dinamiche tali che nessun altro motore è in grado di effettuare. basti pensare alle prestazioni ottenibili da un motore a magneti permaneti a terre rare.

Il motore brushless sinusoidale si colloca appena sotto, a livello prestazionale, del motore in cc. E' più robusto per l'assenza di spazzole, ha prestazioni dinamiche elevate e sufficienti per quasi tutte le applicazioni normali.

I motori asincroni hanno parecchie controindicazioni quando è richiesta un'elevata dinamica; specialmente quando si richiede un'elevata coppia o elevate precisioni a basse velocità. inoltre per operazioni rietitive sotto i 40 Hz (per frequenza nominakle di HZ), è quasi obbligatorio l'uso di un motore servoventilato, con crescita notevole di costo e di ingombro.

Con l'uso di controlli vettoriali è possibile avere un discreto controllo anche con frequenzenell'intorno di 1 Hz, ma siamo al limite e l'azionamento va ottimizzato molto bene e deve essere di ottima qualità.

Personalmente per un'applicazione come la tua starei su di un brushless; però se la potenza richiesta è piccola potrebbe risultare molto conveniente l'uso di un azionamentio cc.

[Omega 81]

Grazie Ingegnere per la rapida risposta.

Effettivamente avevo anche io inizialmente preventivato di utilizzare motori brushless.

Inizialmente sembrava si dovesse restare a tutti i costi all'interno di tempi di ciclo macchina molto ristretti e a precisione sul posizionamento dieci volte superiore a quello enunciato nel mio esempio.

L'idea di utilizzare motori brushless fu messa in discussione quando presentai i costi complessivi della macchina. Fui allora esortato a cercare soluzioni più economiche anche a scapito delle caratteristiche inizialmente imposte..

Per questo ho voluto porre i miei quesiti su questo forum.

Dei nove assi di cui è composta la macchina ne sono stati rivisti in particolare 5. Di questi 5 assi ognuno ha una potenza compresa tra i 250W e 2,5kw a parte un sollevamento di un ponte da 15kw.

L'idea che mi sono fatto è quindi di utilizzare una soluzione con inverter vettoriale + encoder per avere prestazioni di un certo tipo sul controllo motore, utilizzare un inverter con "emulazione dell'encoder" per avere la posizione e gestire rallentamento e stop del motore tramite plc.

Ciedo scusa per la mia insistenza nel chiederVi consigli in merito, ma sono abbastanza a digiuno di competenze riguardanti questi tipi di sistemi.

Grazie

[Livio Orsini]

Ripeto per questa applicazione l'ideale sono brushless o contunua. Vista la piccola potenza in gioco azionamenti cc con motori a megneti permanenti dovrebbero essere competitivi sia con i brushless che con gli asincroni.

utilizzare un inverter con "emulazione dell'encoder" per avere la posizione e gestire rallentamento e stop del motore tramite plc.

Questo assolutamente no, se per "emulazione dell'encoder" intendi un controllo vettoriale sensorless; potrebbe invece andare bene un azionamento con resolver ed encoder sintetizzato dal controllo.

PS sul forum ci si considera tutti amici e colleghi e si usa il "tu" senza titoli o aggettivi vari.

[Omega 81]

Aggiornamento per quanto riguarda l'applicazione.

Dopo settimane di revisioni, tagli ecc.. è stata approvata la soluzione con i brushless.

Grazie Livio per la consulenza!!