CONTROLLO SCORRIMENTO MOTORE ASINCRONO IN APPLICAZIONE CON COCLEE

[firri15]

Buongiorno, di seguito vi spiego la problematica in oggetto:

- Applicazione con un nastro di trasporto per flaconi con base ellittica, su cui è presente una coppia di coclee con funzione di rotazione del flacone.

- Ogni coclea è movimentata da un proprio motore asincrono da 200W, in assenza di trasmissione meccanica tra di essi

- Idea iniziale di gestire i due motori della coppia di coclee con un unico inverter

L'esigenza è quella di assicurare che, a fronte del possibile scorrimento a cui è soggetto il motore asincrono, le due coclee non si sfasino tra loro.

Quale soluzione tecnica pensate possa essere applicabile, considerando un tempo molto limitato per testare il sistema?

Grazie!

[batta]

27 minuti fa, firri15 ha scritto:

L'esigenza è quella di assicurare che, a fronte del possibile scorrimento a cui è soggetto il motore asincrono, le due coclee non si sfasino tra loro.

Risposta semplicissima: impossibile.

Se le due coclee devono mantenere un sincronismo, o si usano motori passo-passo, o devi avere il feedback di un encoder e controllare i motori, con inverter distinti, in asse elettrico (utilizzando opportune funzioni).

[dina_supertramp]

 

13 minuti fa, batta ha scritto:

Risposta semplicissima: impossibile.

Condivido.

Due motori brushless, più due drive. 
Gearing tra i due assi.
Se le potenze in ballo sono quelle che hai indicato, trovi soluzioni non troppo costose dai maggiori costruttori di prodotti per l'automazione, con blocchi di gestione già pronti all'uso.

Qualunque altra soluzione per me è una perdita di tempo.
Gli accoppiamenti/fasamenti/camme, o si fanno meccanici, o si fanno elettrici con prodotti dedicati (sistemi controllati in posizione)
 

[Livio Orsini]

Non sono sicuro se si trovino di potenze così basse, però nelle applicazioni su generazione di fibre tessili si usa(usava?) la soluzione di 2 o più motori "asincroni sincronzzati" sotto unico inverter, così che le velocità sono rigorosamente identiche.

[batta]

24 minuti fa, Livio Orsini ha scritto:

la soluzione di 2 o più motori "asincroni sincronzzati" sotto unico inverter, così che le velocità sono rigorosamente identiche.

Non so come si possano sincronizzare motori asincroni sotto un unico inverter. Finché si parla di un controllo in velocità, quindi è sufficiente che le velocità siano molto vicine fra loro è un conto. Ma non è possibile sincronizzare due asincroni sotto lo stesso inverter in modo tale che mantengano la stessa fase.
Applicazioni con asincroni "sincronizzati" sotto lo stesso inverter le ho viste dove tra i motori c'è un vincolo meccanico.

 

1 ora fa, dina_supertramp ha scritto:

Due motori brushless, più due drive. 

Possono essere anche asincroni, basta che ci sia il feedback da encoder.
Da valutare però se ne vale la pena. Con i brushless hai già l'encoder a bordo del motore, mentre con l'asincrono dovresti aggiungere l'encoder, il modulo di conteggio dell'encoder, e la relativa installazione meccanica. Se si mette in conto tutto, non è detto che la soluzione con asincrono costi meno di quella con il brushless.

 

Se è importante risparmiare, si può valutare una soluzione con motori passo-passo.

Dalla descrizione mi pare che si potrebbe trattare di una applicazione in campo farmaceutico. Se così fosse, in quel settore, di solito, risparmiare non è una priorità.

[Livio Orsini]

20 minuti fa, batta ha scritto:

Non so come si possano sincronizzare motori asincroni

 

Batta questa era la denominazione di questi motori "asincroni sincronizzati", costvano poco e le velocità erano ricorosamente uguali se pilotati da un medesimo inverter V/f.

Il fatto che tu non li abbia mai visti non ne esclude l'esistenza.🙂

 

Ho fatto una piccola ricerca in rete ed ho travato subito un produttore di questi motori. Qui trovi un data sheet generale

Il dato interessante è che partono da potenza di 30W

Come esempio della precisione indicano un 4 poli che a 50Hz,  con carico nominale, ruota esattamente a 1500 rpm.

La denominazione esatta è MOTORI ELETTRICI ASINCRONI TRIFASE SINCRONIZZATI “RILUTTANZA”

 

 

Modificato: 20 novembre 2023 da Livio Orsini

[dina_supertramp]

3 minuti fa, batta ha scritto:

Possono essere anche asincroni, basta che ci sia il feedback da encoder.
Da valutare però se ne vale la pena. Con i brushless hai già l'encoder a bordo del motore, mentre con l'asincrono dovresti aggiungere l'encoder, il modulo di conteggio dell'encoder, e la relativa installazione meccanica. Se si mette in conto tutto, non è detto che la soluzione con asincrono costi meno di quella con il brushless.

Si avevo fatto queste considerazioni, anche basate sul fatto che si ha poco tempo per la messa in servizio per come dice @firri15.
Di recente ho lavorato con brushless Siemens da 0.3kw pilotati da V90 e gestiti da CPU 1200. Insomma roba affidabile, ma a prezzo "abbordabile". Ma ne esistono anche di altri costruttori sono sicuro, che magari costano qualcosa in meno. 

Bisogna analizzare la situazione in toto...e vedere cosa conviene fare, in termini di costi ed efficienza

[batta]

2 ore fa, Livio Orsini ha scritto:

Il fatto che tu non li abbia mai visti non ne esclude l'esistenza.

Ma basta la definizione di "asincroni". Come fanno degli "asincroni" ad essere sincronizzati senza ulteriori controlli? È contro il principio di funzionamento di un asincrono.
E non è sufficiente una costruzione esattamente uguale (cosa, tra l'altro, impossibile), perché basta una differenza di carico per creare uno scorrimento diverso.
O erano chiamati "asincroni" ma non erano asincroni, o c'è qualcos'altro.

[Livio Orsini]

13 ore fa, batta ha scritto:

O erano chiamati "asincroni" ma non erano asincroni, o c'è qualcos'altro.

 

A parte il fatto che dovresti usare il tempo presente perchè sono ancora oggi in produzione🙂, la chiave "dell'enigma" sta in quel termine: "Riluttanza".

 

Comunque io ne ho usate parecchie decine di questi motori; funzionano come sincroni senza avere i problemi dei sincroni.

 

Nel caso in oggetto ad esempio, bastano 2 di questi motori pilotati da un unico inverter, anche V/f, ed hai le due velocità sempre uguali, basta non superare come coppia richiesta la coppia nominale.

Soluzione semplice e poco costosa.

Ripeto, nelle produzione di filato ci sono state centinaia di queste applicazioni, sempre senza alcun problema.

Modificato: 21 novembre 2023 da Livio Orsini

[batta]

18 ore fa, Livio Orsini ha scritto:

Come esempio della precisione indicano un 4 poli che a 50Hz,  con carico nominale, ruota esattamente a 1500 rpm.

Questo dimostra che non sono asincroni, ma sincroni.
Approfondirò il principio di funzionamento.
 

[Livio Orsini]

1 ora fa, batta ha scritto:

Questo dimostra che non sono asincroni, ma sincroni.

 

Ti ripeto che vengono denominati come : MOTORI ELETTRICI ASINCRONI TRIFASE SINCRONIZZATI “RILUTTANZA” .

Si trovano descritti su alcuni manuali relativi ai motori elettrici.

 

Che poi, alla fine, per la soluzione del problema di firri15  questa questione è irrilevante

L'autore d'ovè? a chiesto ma dopo il primo messaggio è sparito.

Modificato: 21 novembre 2023 da Livio Orsini

[batta]

Livio, sarà solo una questione di nome ma, un asincrono, per definizione, può mantenere il sincronismo solo con opportuni controlli.
Ed i motori a riluttanza offrono prestazioni quasi di un brushless, ma con il proprio drive.
Anche nel link con il data sheet parla di "mantenimento della velocità di sincronismo". Se mantiene il sincronismo, chiamarlo asincrono è sbagliato.
Chiamiamolo "sincrono senza magneti permanenti", "sincrono a riluttanza", o in altro modo, ma la definizione di "asincrono" non mi quadra.

Come ti ho detto, intendo approfondire il principio di funzionamento. Può essere solo il nome sbagliato.

[Livio Orsini]

7 minuti fa, batta ha scritto:

Chiamiamolo "sincrono senza magneti permanenti", "sincrono a riluttanza", o in altro modo, ma la definizione di "asincrono" non mi quadra.

 

Batta io ho solo usato la denominazione con cui questi motori sono catalogati dai produttori.

Sarà anche formalmente non corretto, ma la denominzione serve a chiarire, forse, la mescolanza di tecniche che permette di avere un motore che assomma le caratteristiche positive di un asincrono con quelle di un sincrono ed ad un prezzo piuttosto contenuto. Ed anche una macchina piuttosto robusta.

Tra l'altro se ne realizzano anche versioni particolari. Ad esempio per motorizzare i godets, il rotore è esterno allo statore.

 

Però alla di la della nostra a discussione si disquisizione semantica gradirei che l'autore della discussione facesse conoscere qualche suo pensiero in merito alle proposte di soluzione che sono state avanzate.

[batta]

Cerando "motore asincrono sincronizzato" l'unico link che mi esce è quello che hai indicato tu di ATM, dove li definiscono "motori asincroni trifase sincronizzati riluttanza".
Cercando invece "motore a riluttanza", si trova parecchio materiale, e ci sono sempre solo due distinzioni: "motori a riluttanza commutata", e "motori sincroni a riluttanza".
Il primo assomiglia ad un passo-passo.
In entrambi i casi, sono sempre macchine sincrone.
Dal principio di funzionamento sembrerebbe possibile alimentare più motori con lo stesso drive (non un inverter per motori asincroni, ma un inverter dedicato) però, se non ho capito male, necessitano anche di un feedback di posizione del rotore e, in questo caso, escluderei di poter far girare più motori con un solo drive.

Sia chiaro, non sto facendo polemica, mi sto solo informando sul principio di funzionamento di questi motori. Se trovi link interessanti, li consulterò con piacere.

[Livio Orsini]

9 ore fa, batta ha scritto:

Sia chiaro, non sto facendo polemica, mi sto solo informando sul principio di funzionamento di questi motori. Se trovi link interessanti, li consulterò con piacere.

 

In rete non trovi molto materiale perchè è un prodotto di nicchia, praticamente solo italiano.

Ha periodi di grande popolarità in determinati impieghi, per poi cadere un po' del dimenticatoio.

Negli anni 90, ad esempio, se volevi costruire impianti di produzione di microfibra con ottime prestazioni qualitative a prezzi competitivi, dovevi avvalerti di questi motori. Poi la diminuzione dei costi degli azionamenti brushless ha permesso di usare questi che, con costi similari, offrivano una tecnologia più aggiornata e suscettibile anche di sviluppi.

Io, purtroppo, non ho più alcuna documentazione su questi motori perchè in una delle ultime "pulizie" ho mandato al macero anche questi documenti, ritenendo che questi dispositivi fossero caduti in disuso.

E stato l'argomento della discussione che mi ha fatto tornare alla mente questo azionamento ed ho visto, con piacere e sorpresa, che c'è chi fabbrica ancora di questi motori. Se li fabbricano avranno un mercato.

Forse, annidato tra i vari terabytes di documenti elettronici, ho ancora qualche documento anche sulla teoria costruttiva; mi sembra di ricordare un paio di tesi si questo tipo di motori.

Per avere altre informazioni devi trovare un vecchio come me che, come me, si sia occupato di automazione nel settore tessile e di produzione di fibre sintetiche.

 

Se riesco a reperire documentazione te ne faccio volentieri partecipe.

[batta]

4 ore fa, Livio Orsini ha scritto:

Se riesco a reperire documentazione te ne faccio volentieri partecipe.

👍

 

Quello che non ho capito è se si tratta di motori a riluttanza magnetica (a riluttanza commutata o sincroni a riluttanza) ai quali il costruttore attribuisce un altro nome, o se si tratta di un diverso tipo di motori.

 

I motori a riluttanza magnetica sono ancora poco usati, ma se ne vedono sempre più. Li costruisce anche Siemens.
Quelli a riluttanza commutata hanno lo svantaggio di erogare una coppia fortemente pulsante e non sono adatti per funzionare a bassi giri, mentre si comportano bene ad alti regimi di rotazione.
Quelli sincroni a riluttanza erogano una coppia molto più regolare, lavorano bene a bassi giri, ma vanno meno bene ad alte velocità.
Il funzionamento è simile a quello di un sincrono a magneti permanenti, solo che il rotore anziché seguire il campo magnetico generato dallo statore perché anch'esso polarizzato, segue il campo magnetico dello statore perché è costruito in modo (il rotore) da avere bassa riluttanza in una posizione, ed alta riluttanza nella posizione a 90° e, quindi, si orienta in modo da offrire la minore riluttanza al campo magnetico.
Il vantaggio dei motori a riluttanza è la semplicità costruttiva (poco più complessi di un normale asincrono), e il non avere bisogno di terre rare per il rotore.

Modificato: 22 novembre 2023 da batta

[Livio Orsini]

 

Batta ti allego questa paginetta di un manuale di motori elettrici  (E. H. Werninck) che ti da una sommaria descrizione ndi questo tipo di motori

[batta]

Si, ci sta, ma si parla di "sincroni".
Anche nei "sincroni a riluttanza" ci sono modelli con magneti permanenti nel rotore. Magneti molto meno potenti di quelli utilizzati per un brushless, e che non richiedono terre rare.
Io sono dell'idea che sia sbagliata la definizione di "asincroni" data dal costruttore ATM.
Presentano comunque il problema all'avviamento: due motori sotto lo stesso inverter, con carico diverso, prima di raggiungere la velocità sincrona potrebbero perdere il sincronismo.
A meno che la rampa di avviamento non sia sufficientemente lenta da garantire una partenza già in regime sincrono.
Senza opportuni controlli non riescono però a garantire un sincronismo come un vero asse elettrico.

[Livio Orsini]

9 ore fa, batta ha scritto:

Io sono dell'idea che sia sbagliata la definizione di "asincroni" data dal costruttore ATM.

 

Può essere, ma è la denominazione usata da tutti i costruttori di questi motori; forse è stata una definizione semplicistica per far capire meglio il funzionamento. Tieni presente che in genere i cataloghi son rivolti prevalentemente ai progettisti meccanci che, solitamente, son quelli che scelgono i motori (con tutte le conseguenze che chi lavora da qualche anno conosce bene😃).

Ricordo che c'erano sicuramenti alcuni costruttori di motori, veneti della zono di Vicenza, che facevano questi motori ed anche il tipo con rotore esterno.

 

9 ore fa, batta ha scritto:

Senza opportuni controlli non riescono però a garantire un sincronismo come un vero asse elettrico.

 

Ti garantisco che non è così, il sincronismo lo perdono solo serichiedi, anche transitoriamente, un coppia maggiore di quella che possono erogare.

Mai avuto un problema di perdita di sincronismo, cosa che su bavette di filato, causerebbe l'immediata rottura della bavetta.

Modificato: 24 novembre 2023 da Livio Orsini