Domande su datasheet motore DC

[antomech88]

Salve a tutti,

premetto che sono nuovo del forum, e non mi occupo di motori elettrici, tuttavia vorrei farmi una cultura in questo campo, soprattutto per quanto riguarda la lettura di un datasheet. Ho preso questo come esempio, analizzando il motore "PENTA 1S"

https://www.motorpowerco.com/media/filer_public/3d/3a/3d3a8ccf-cd9a-4a87-98b7-a448cfcae6be/penta_catalogo_ita.pdf

 

Dunque, ho notato che viene riportata la corrente nominale per 3 tipi diversi di alimentazione, a 24V, 36V e 48V (con valore max  a 24V).

La costante di coppia nei 3 casi varia, con valore min a 24V. In sostanza, ipotizzando di essere a 3000rpm (velocità nominale), il valore di coppia che deriva dalla moltiplicazione di corrente nominale per costante di coppia è identico nei 3 casi.

 

Qui viene il mio dubbio. E' esperienza comune che all'aumentare della tensione d'ingresso aumenta la velocità a vuoto del motore.

Se immagino di collegare il motore ad un generatore di tensione variabile, inizialmente impostato a 24V, con un carico pari alla coppia nominale (0.143Nm), mi aspetto che il motore giri alla velocità nominale di 3000rpm. Se il carico rimane costante ed io aumento la tensione  (passando da 24V a 48V), il motore accelera?

[Livio Orsini]

Brevemente e velocemente perchè son di fretta.

 

Questi sono motori a magneti permanenti. Bisognerebbe studiare le curve coppia velocità.

Con questo tipo di motori alle basse velocità la coppia arriva anche a 8 volte la coppia nominale, poi decresce con legge parabolica all'aumentare della velocità per poi stabilizzarsi nell'intorno della velocità nominale.

L'equazione Cm = Kc * Ia è sempre valida su tutta la gamma.

Alla velocità nominale la coppia corrisponde al valore nominale così da soddisafare l'equazione P = C*velocità angolare.

[antomech88]

Salve Livio, e grazie per la risposta.

 

Il mio dubbio però rimane: aumentare la tensione fa aumentare la velocità del motore oppure no?

Mi verrebbe da rispondere di sì... ma se la coppia è la medesima, allora risponderei di no...

[Livio Orsini]

In tutti i motori a corrente continua, con eccitazione costante, vale la legge w = k * Va, ovvero la velocità angolare è direttamente proporzionale alla tensione di armatura, dove k è la costante di porporzionalità volt per radianti secondo, o volt per rpm. Questa relazione è valida sino alla velocità di targa del motore.

I motori a magneti permanenti sono ad eccitaione costante per definizione, quindi la relazione di cui sopra è sempre rispettata.

Le funzioni di trasferimento caratteristiche di un motore a corrente continua sono:

• Cm = ki * Ia
• w = kv * Va.

La funzione di traferimento di velocità è valida a vuoto; caricando il motore aumenta la coppia erogata, quindi aumenta la corrente assorbita secondo la prima relazione. Il maggior assorbimento di corrente causa un maggior caduta di tensione sulla resistenza di armatura, quindi la velocità tende a diminuire proporzionalemente; per rispettare la seconda relazione si dovrebbe compensare questa caduta. Infatti motli convertitori, per alimentazione e con trollo dei motori in cc, prevedono la compensazione detta "r*i" proprio per compensare questa cdt.

[antomech88]

Salve e grazie mille per la risposta.

 

Avrei un'altra richiesta, se possibile: mi sto "scontrando" con un dimensionamento di un motoriduttore (motore DC+riduttore planetario). Il problema si trova a pagina 7 di questa guida:

https://www.maxongroup.it/medias/sys_master/root/8806420348958/Spiegazione-dei-dati-dei-motori.pdf?attachment=true

 

Per farla breve: un motore movimenta un carico inerziale secondo una legge di velocità a 3 tratti (accelerazione, velocità costante, decelerazione).

Seguendo la procedura illustrata nella guida sono giunto alla seguente soluzione:

 

motore da 6W con coppia nominale 6.9 mNm, velocità nominale 6600rpm, tensione nominale 18V, gradiente velocità/coppia=457 rpm/mNm.

riduttore planetario con rapporto 84:1

 

Apparentemente la soluzione trovata mi soddisfa, in quanto sono soddisfatte le seguenti condizioni:

- la coppia nominale del motore ridotta (rapporto riduzione 84:1) è superiore alla coppia rms del carico

- la coppia max del motore ridotta è superiore alla coppia max del carico

- la velocità max del motore ridotta è superiore alla velocità max della legge di moto.

 

SI potrebbe essere contenti, e invece?

Calcolando la max potenza istantanea richiesta dal carico (coppia x velocità angolare) viene 2.9W... però considerato che il motore ha un efficienza max del 72% e il riduttore un rendimento max del 59%, complessivamente, il rendimento max del sistema è pari al 42%. Questo significa che la potenza assorbita dal motore sarà istantaneamente >6.8W, comunque superiore ai 6W di targa! Può essere questo un problema, oppure il fatto che questa potenza sia richiesta per un breve istante di tempo (poi si assesta a 4.4W) rende il motore comunque adatto per questa applicazione?

 

In generale la mia domanda è: quale verifica si fa normalmente sulla potenza? E' importante che la potenza istantanea sia sempre inferiore alla potenza di targa oppure è sufficiente che il valore medio sul ciclo di lavoro sia inferiore alla potenza di targa?

 

Grazie per eventuali risposte.

 

 

 

 

Modificato: 29 marzo 2022 da antomech88

[antomech88]

Scusate, mi rispondo da solo perchè ho risolto!! 😃

 

In realtà la potenza di targa del motore, nel mio caso 6W è la potenza MECCANICA disponibile... mentre la potenza elettrica (che deriva dal prodotto V*A nominali) è superiore, nel mio caso 7.7W. Quindi tutto torna.

 

A posto, chiedo nuovamente scusa per lo spam!😁

[Livio Orsini]

23 minuti fa, antomech88 ha scritto:

A posto, chiedo nuovamente scusa per lo spam

 

Non c'è problema,lo spamming è men altra cosa.

Sulla targa e fogli tecnici dei motori la potenza, se non altrimenti specificato, è sempre la potenza meccanica resa all'albero motore.

La potenza elettrica assorbita si calcola in base ai valori di tensione e corrente nominali, oppure dividendo la potenza resa per il rendimento, che è sempre <1.