Gestione velocità motore trifase CC 24V con pedali

[br1_mai_2]

Sono in possesso di un motore da 2 kW trifase a 24V che vorrei utilizzare su un prototipo di rotabile elettrico gestito però tramite i pedali di una bici. Alcuni mesi fa ho contattato un'azienda alla quale ho sottoposto il problema e mi hanno risposto che è possibile, per variare la velocità del motore, utilizzare al posto di un joystick i pedali della bici collegati ad una dinamo. Chiaramente il motore deve essere dotato di un adeguato inverter. Purtroppo il tecnico, che avevo contattato, ha cambiato lavoro e non sono riuscito più a reperirlo. Qualcuno del forum può dirmi se l'ipotesi formulata (gestione della velocità di un motore trifase a cc 24V tramite i pedali di una bici dotati di dinamo) è fattibile? Grazie!

[Marco Fornaciari]

Salvo sia un caso particolare, un qualsiasi azionamento, o inverter, accetta come riferimento un segnale in tensione -10/+10 V o 0/10V.

A fronte di ciò è sufficente avere un qualcosa che genera questa tensione di riferimento:

- alimentatore

- potenziomentro

- uscita analogica di PLC

- generatore tachimetrico

- ecc. ecc..

 

Ad esempio nel caso delle biciclette a pedalata assistita si tratta di un semplice asse elettrico, dove il riferimento primario è la pedalata, e non un altro motore elettrico.

Volendo si può utilizzare anche un encoder abbinato a un convertitore frequenza/tensione.

Alla fine è più facile a farlo che dirlo.

Modificato: 3 luglio 2019 da Marco Fornaciari

[br1_mai_2]

Ringrazio Marco per la risposta. Non sono un esperto né di motori né di elettronica, però le mie ipotesi di realizzazione di prototipi di particolari rotabili a pedalata assistita li sto portando avanti. Questo di utilizzare un motore trifase a CC da 24V è una ipotesi a cui avevo pensato alcuni anni fa per un carrello ferroviario elettrico a scartamento di 381mm. Poi l'ho dovuto abbandonare per mancanza di tracciati con binari idonei dove poter fare dei test ecc. Con l'entrata in vigore di una normativa per rotabili a pedali, ho ripreso quel vecchio progetto che dovrà essere realizzato tenendo presente della obbligatorietà che siano i pedali a muovere il rotabile. Da qui l'idea suggeritami di dotare il meccanismo classico della bici (guarnitura, pedivelle ecc.) dotato di una dinamo idonea a generare la tensione necessaria a gestire la velocità del motore a CC da 24 V. Chiaramente è più facile montare un motore di bici a pedalata assistita che venga gestito dalla pedalata ecc. piuttosto che ricorrere ad un motore indipendente gestito dalla pedalata ecc. I primi due prototipi già realizzati hanno seguito tale logica. Ora volevo cimentarmi con qualcosa di diverso… Marco dice: "È più facile farlo che dirlo…" Credo che sia così… Ma come procedere praticamente? Grazie comunque!

[Livio Orsini]

Come ti ha gia accennato Marco Fornaciari, non puoi realizzarlo in questo modo.

Quello che tu chiami motore trifase in cc, in realtà è un motore brushless trapezoidale pilotabile da un apposito inverter.

Il riferimento di velocità a questo inverter, nel caso di pedalata assistita è dato da un genertore di impulsi collegato alla pedalata. Pedalando muovi la ruota e si generano gli impulsi. Il sistema di controllo fa in modo che il motore ruoti in sincrono con gli impulsi generati; se smetti di pedalare non arrivano più impulsi ed il motore si ferma.

Non ho mai smontato un simile servo meccanismoi, ma posso immagninare che sia solidale alla parte dello "scatto" solidale con la catena di trasmissione. Quando vai in discesa e non pedali, il motore rigenera caricando la batteria

[Marco Fornaciari]

Ah, vuoi fare una draisina a pedali con pedalata assististita, capiti quasi a fagiolo, ma attento in questo ultimo periodo con chiusura USTIF e nuova ANSF stanno cambiando alcune cose decise nei mesi scorsi per le ferrovie turistiche: in pratica stanno tarpando le ali alle associazioni di appassionati.

Anzi, se ho interpetato bene, si vuole proprio modificare la legge che istituisce le ferrovie turistiche: domani sera mi incontro col pres. FIFTM, vedo di avere aggiornamenti freschi.

 

 

[br1_mai_2]

Ringrazio sia Livio (Orsini) che Marco (Fornaciari) per i loro post. In effetti quello che voglio fare è quello che dice Marco. Ne ho già realizzati due di prototipi, già testati e in via di miglioramenti ecc. Uno di questi miglioramenti potrebbe essere quello di non utilizzare motori forniti a corredo delle bici elettriche (a pedalata assistita) ma quello di avere la possibilità di montare un motore (già in mio possesso, però ancora privo di inverter) che avevo acquistato per un progetto di un altro tipo di prototipo, che avevo in mente di realizzare prima che venisse fuori la legge sulle ferrovie turistiche, a cui fa cenno Marco. Conosco molto bene il presidente di FIFTM e le problematiche relative alla legge da poco modificata e ai tentativi di "tarpare le ali… agli appassionati", come nel nostro caso. Come dicevo nel mio post iniziale, un ingegnere di un'azienda che avevo interpellato per la fornitura di un inverter mi aveva suggerita l'idea di utilizzare una dinamo collegata ai pedali per poter gestire la velocità del motore. Ammetto la mia ignoranza in materia di controlli di questi tipi di motori, che vengono montati a bordo di carrelli per movimentazione merci ecc. Il mio interesse è quello di realizzare i prototipi, come il presidente FIFTM sa…

[br1_mai_2]

54 minuti fa, br1_mai_2 scrisse:

Ringrazio sia Livio (Orsini) che Marco (Fornaciari) per i loro post. In effetti quello che voglio fare è quello che dice Marco. Ne ho già realizzati due di prototipi, già testati e in via di miglioramenti ecc. Uno di questi miglioramenti potrebbe essere quello di non utilizzare motori forniti a corredo delle bici elettriche (a pedalata assistita) ma quello di avere la possibilità di montare un motore (già in mio possesso, però ancora privo di inverter) che avevo acquistato per un progetto di un altro tipo di prototipo, che avevo in mente di realizzare prima che venisse fuori la legge sulle ferrovie turistiche, a cui fa cenno Marco. Conosco molto bene il presidente di FIFTM e le problematiche relative alla legge da poco modificata e ai tentativi di "tarpare le ali… agli appassionati", come nel nostro caso. Come dicevo nel mio post iniziale, un ingegnere di un'azienda che avevo interpellato per la fornitura di un inverter mi aveva suggerita l'idea di utilizzare una dinamo collegata ai pedali per poter gestire la velocità del motore. Ammetto la mia ignoranza in materia di controlli di questi tipi di motori, che vengono montati a bordo di carrelli per movimentazione merci ecc. Il mio interesse è quello di realizzare i prototipi, come il presidente FIFTM sa…

 

[Marco Fornaciari]

Caspita, ma stai usando un motore da carrello, che abbinato alla batteria e all'azionamento rende pesante il tutto.

Tra l'altro potrebbe anche essere che quel motore sia esagerato: sui carrelli sposta tonnelate.

Gli azionamenti per comandarli lì fa una ditta di un gruppo a pochi km da me, e chi segue l'assistenza con una ditta del gruppo, è un amico d'infanzia.

Due applicazioni le ho  fatte anch'io qualche anno fa su sollevatori elettrici prototipo.

Modificato: 4 luglio 2019 da Marco Fornaciari

[br1_mai_2]

Come ho detto nel mio primo post, il motore sarebbe dovuto servire per un altro tipo di rotabile che stavo studiando 3 anni fa: una loco elettrica capace di "trasportare" lungo i binari (ed in salita) un bel carico… Su uno scartamento di 381 mm, che, purtroppo, in Italia non esiste ancora… Stavamo studiando un percorso pilota di un circa 2 km… Ma poi tutto si è arenato… Mi è rimasto il motore che vorrei utilizzare su un rotabile previsto dalla stessa Normativa UNI 11685… Per ora solo un'ipotesi su una richiesta specifica… Marco, considerato che abbiamo un amico in comune, credo che la cosa migliore sia quella di incontrarci. Io abito in provincia di Bologna. Sei d'accordo? Grazie! Allego lo schema elettrico di un inverter che mi hanno proposto…

[Livio Orsini]

Sei sicuro che sia adatto per il motore che vuoi impiegare? Di che marca è? Dalla connessione tipica proposta mi sembra specifico per altri impieghi, peròposso sbagliarmi. Sarebbe meglio poter leggere le specifiche.

[Marco Fornaciari]

Sì Livio sono motori nati per ussere utilizzati su muletti e transpallet, e macchine operatrici.

L'unico problema che si può avere è per l'uso prolungato: vogliono raffredati, ma tipicamente sono lisci.

Anche l'azionamento non è il "normale" inverter per uso industriale.

Se ricordo bene*, motori e azionamenti esistono per i due usi previsti su quelle macchine: solo trazione, e centralina oleodinamica.

Ma, giusto per la cronaca, quel mondo è diverso da quello industriale classico.

Un banale esempio sono i motori trifasi ferroviari: nelle dimensioni di un 350/400 kW a 400/690 V, lì abbiamo 1,5 MW a 1800/2200V. E nelle stesse dimensioni in CC 2,2 MW a 2200 V al banco, che nell'uso quotidiano 1,8 MW a 2000 V in servizio continuativo. Va da se che sono motori a ventilazione forzata.

 

Non per fare pubblicità, ma per esaudire la eventuale curosità, a parte i due marchi citati nei post di "br1_mai_2", le ditte da me accennate fanno parte di https://www.zapigroup.com/

Va da se che esitono anche altri produttori, ovvero alcuni costruttori di macchine operatrici hanno apparecchiature a loro marchio o/e di loro produzione.

Ma come dicevo quello è un mondo diverso, dove si applicano le norme dei mezzi di trasporto e delle macchine operatrici ... insomma roba da elettrauto, o per dirla con un termine "moderno" Meccatronico (in pratica uno che collega una consolle e ti di conferma apparecchiatura distrutta, ci vuole la nuova: xxxx,yy € 😊 ).

 

* Alcuni anni fa ho dato una mano ad una ditta quasi dietro casa, che ripara e trasforma macchine operatici termiche in elettriche, sia fisse con motore trifase industriale, sia semoventi a batterie. Le macchine elettriche semoventi si utilizzano negli ambienti chiusi, e stanno sostituendo i motori termici a GPL.

 

[Livio Orsini]

4 minuti fa, Marco Fornaciari scrisse:

Un banale esempio sono i motori trifasi ferroviari:

 

Avendo lavorato per anni in E. Marelli e Ansaldo, nonchè in RETAM, questi motori, almeno nelle linee generali, li conosco.

In genere, quel tipo di inverter citato è studiato per impiego ottimizzato con un preciso tipo di motore, da li la mia osservazione.

[Marco Fornaciari]

10 ore fa, br1_mai_2 scrisse:

... considerato che abbiamo un amico in comune, credo che la cosa migliore sia quella di incontrarci. Io abito in provincia di Bologna. Sei d'accordo? Grazie! ...

 Non c'è problema, basta accordarci.

Hai MP

[Marco Fornaciari]

6 minuti fa, Livio Orsini scrisse:

 

Avendo lavorato per anni in E. Marelli e Ansaldo, nonchè in RETAM, questi motori, almeno nelle linee generali, li conosco.

In genere, quel tipo di inverter citato è studiato per impiego ottimizzato con un preciso tipo di motore, da li la mia osservazione.

Ma infatti, ormai è tutta curiosità ... non riesco più a seguire tutto come 20 anni fa, troppo vaste e specifiche le materie.

 

 

... ma le ferrovie e i treni ... vengono prima 😀

[br1_mai_2]

Ringrazio Marco per la risposta. Non sono un esperto né di motori né di elettronica, però le mie ipotesi di realizzazione di prototipi di particolari rotabili a pedalata assistita li sto portando avanti. Questo di utilizzare un motore trifase a CC da 24V è una ipotesi a cui avevo pensato alcuni anni fa per un carrello ferroviario elettrico a scartamento di 381mm. Poi l'ho dovuto abbandonare per mancanza di tracciati con binari idonei dove poter fare dei test ecc. Con l'entrata in vigore di una normativa per rotabili a pedali, ho ripreso quel vecchio progetto che dovrà essere realizzato tenendo presente della obbligatorietà che siano i pedali a muovere il rotabile. Da qui l'idea suggeritami di dotare il meccanismo classico della bici (guarnitura, pedivelle ecc.) dotato di una dinamo idonea a generare la tensione necessaria a gestire la velocità del motore a CC da 24 V. Chiaramente è più facile montare un motore di bici a pedalata assistita che venga gestito dalla pedalata ecc. piuttosto che ricorrere ad un motore indipendente gestito dalla pedalata ecc. I primi due prototipi già realizzati hanno seguito tale logica. Ora volevo cimentarmi con qualcosa di diverso… Marco dice: "È più facile farlo che dirlo…" Credo che sia così… Ma come procedere praticamente? Grazie comunque!

il 5/7/2019 at 08:14 , Marco Fornaciari scrisse:

Ma infatti, ormai è tutta curiosità ... non riesco più a seguire tutto come 20 anni fa, troppo vaste e specifiche le materie.

 

 

... ma le ferrovie e i treni ... vengono prima 😀

Ringrazio ancora una volta Livio e Marco per i loro contributi. Cerco di dare qualche notizia in più. Quando 3 anni fa assieme ad alcun amici abbiamo iniziato a riprendere in mano alcuni vecchi progetti di tracciati ferroviari da realizzare con scartamento a 15" (381 mm), ci siamo posti il problema dei relativi rotabili. Per tale motivo ci siamo divisi i compiti: tra chi portare avanti una ipotesi di loco a vapore, chi a trazione benzina/diesel, chi a trazione elettrica. Tra le aziende che ho contattato la C.F.R. di Modena è quella che mi ha fornito l'assistenza migliore, proponendomi il motore di cui ho postato le caratteristiche. Per quanto riguarda l'inverter e le altre componenti elettroniche mi è stato suggerito di rivolgermi alla Sace di Sasso Marconi (Bologna), dove ho trovato un ingegnere che mi ha fornito la necessaria assistenza per poter dotare il motore del suo inverter più idoneo, completo di joystick ecc. Purtroppo il nostro progetto subì un arresto, per cui tutto si arenò. O meglio alcuni rotabili (come prototipi) vennero parzialmente realizzati… Alcuni mesi fa ho ripreso i contatti con l'ingegnere della Sace, il quale aveva messo a punto una nuova ipotesi  per poter utilizzare il motore già in mio possesso su un velocipede ferroviario (ferocia), che potesse rispondere alla normativa UNI 11658 del Settembre 2017… Mi consigliava un inverter commercializzato dalla Sace (Shwarzmüller Mod. MI03 a 24 V), di cui però non ho ancora lo schema elettrico ecc. (Quello di cui ho pubblicato lo schema è della Curtis Instruments, che mi è stato proposto in alternativa al MI03). Tutto il sistema da lui pensato poteva garantire una velocità massima di 25 km/h su una pendenza del 3,00%… Per gestire il motore tramite i pedali, l'ingegnere della Sace suggeriva di utilizzarli collegandoli ad una dinamo che potesse fornire un valore di tensione in grado di accelerare e frenare il motore tramite l'inverter… In parole povere si sarebbero utilizzati i pedali come joystick: una soluzione semplice ed efficace. Purtroppo alcune settimane dopo gli ultimi contatti con questo ingegnere, mi giunge una nuova e-mail nella quale il suddetto ingegnere mi informava che sarebbe andato via dalla Sace ecc. Per cui ora sono alla ricerca di vedere come si potrebbe praticamente "organizzare" il tutto… Certamente è più semplice, come ho già fatto sui due prototipi di velocipedi ferroviari che ho realizzato e testato, utilizzare motori per bici forniti della loro scheda con la loro logica ecc. Riuscirò nei miei intenti? Ci sto provando… Grazie! Anche per la pazienza!