Controllo Motoriduttore Cancello Scorrevole

[giurom88]

Buona sera a tutti.
E' da qualche annetto che sono iscritto a questo ottimo sito e, pur non avendo mai partecipato attivamente alle discussioni, ho sempre trovato informazioni di qualità che mi hanno aiutato moltissimo nei miei studi universitari!

Scrivo per chiedere alcune informazioni riguardo ai motoriduttori dei normali cancelli automatici.
In pratica qualche annetto fa' si bruciò la centralina del mio cancello che sfruttava un motore ROY4 della Delma.
Vi riporto i dati del costruttore:
Alimentazione.............230Vac 50-60Hz, 1.3A, 300W
Statore a 4 poli
N° giri motore ............1400 Giri/min
Coppia nominale..........6,5Nm
Frequenza uso............60'' ON, 90 OFF
Velocità del cancello......8.5 metri/min
Rapporto di riduzione....1/33

Attualmente, visto che ho iniziato un corso sui microcontrollori, mi è venuta la malsana idea ( ) di rifare una centralina nuova.

Dallo schema del costruttore noto che il motore andrebbe collegato ai morsetti della 220Vac in questo modo:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

*ho usato il simbolo del motore trifase, ma in realtà è monofase!

Il problema è che sui motori asincroni sono un po' ignorantello (li dovrei vedere tra qualche mesetto mentre avanzo nel corso di Azionamenti Elettrici), quindi quello che vorrei chiedervi è in che modo poter controllare la velocità del motore (in pratica vorrei poterlo rallentare o velocizzare agendo su un potenziometro, oppure rallentarlo quando si vicina alla fine della corsa)!
Esistono particolari driver integrati allo scopo (tipo qualche equivalente dell'L298 però per questi motori)?

Ho cercato in rete ma oltre a trovare quasi tutto per solo motori trifasi, il resto, per adesso, mi sembra tutto confusionario (mescolanze tra motori monofase e bifasi, ecc ecc).

Accetterei molto volentieri qualche link sia teorico che pratico sui circuiti e gli schemi per pilotare questi motori.

Vi ringrazio per le future risposte e per l'aiuto che date quotidianamente ai novelli come me!
Buona serata!

[g.schgor]

Forse è opportuna una premessa sui principi di un
motore monofase ad induzione
Variarne la velocità non è così semplice
(bisogna agire sulla frequenza dell'alimentazione)
Ecco un esempio.

Nel tuo caso, spesso il problema si risolve semplicemente
con motori a doppia velocità (velocità ridotta a finecorsa)

[Cox]

Ciao, mi permetto di suggerirti un prodotto che con un centinaio di euro risponde alle tue esigenze e che ho provato in diverse situazioni con risultati molto soddisfacenti.

Si chiama City1 qui il manuale

e qui la pagina del catalogo

Penso che per la variazione di velocità adoperino un semplice variatore per carichi induttivi visto che il dispositivo è compreso nelle esigue dimensioni della centrale. Visto l'enorme numero di parametri di controllo dell'automazione e visto che questo tipo di apparecchiature debbano soddisfare importanti requisiti in merito alla sicurezza, difficilmente si può autonomamente progettare un sistema con caratteristiche simili.

[giurom88]

Buongiorno!
Innanzitutto grazie per l'interessamento!
Effettivamente ipotizzavo che era necessario agire sulla frequenza (da qualche parte, proprio su questo forum, avevo trovato una formuletta del tipo V=f*60/n_poli.
Altrove leggevo che bisognava scalare contemporaneamente la tensione, oltre che la frequenza!

Anche se ci sono una marea di norme da rispettare (avevo infatti iniziato a leggere delle normative da rispettare), sinceramente mi piacerebbe fare la centralina da me per 3 motivi:
1. smanettare su qualcosa di serio invece dei soliti crepuscolari, lampeggiatori ecc;
2. Fare qualcosa di utile a poco prezzo (praticamente dovrei avere quasi tutti i componenti, oltre al motoriduttore già bello e pronto da piazzare);
3. presentare la centralina come progetto per il mio corso di microcontrollori!
Sinceramente me la potrei cavare solo con la normale apertura e chiusura del cancello, però ricordo che la vecchia centralina era in grado tramite potenziometro di regolare la velocità e non mi sembra che c'erano particolari sistemi ingombranti, quindi il tutto sta' nel capire cosa e come usare...

Non so se c'è qualche particolare integrato full-bridge da gestire tramite PWM del micro, oppure realizzare qualcosa con transistori e tiristori...

[giurom88]

Comunque quel sito teorico sui motori monofasi è una meraviglia!
Chissà perché quando cerco le cose io google mi manda altrove!
Comunque, ora che ci penso, la velocità non la regolavo tramite potenziometro, ma mediante un pulsuantino, quindi penso che mi faceva scegliere tra due sole velocità (ora mi stavo confondendo col motore came di mia sorella che invece regola tramite potenziometro).
Già il fatto di gestire due velocità mi basta e avanza... eventualmente come farei a capire se il mio Roy4 è un motore a due velocità?
Se fosse a due velocità la situazione di controllo penso che si semplifichi notevolmente, vero?

[Cox]

Negli ultimi 15 anni non ho mai visto un motore a due velocità applicato all'automazione di un serramento.
La maggior parte dei motori sono a 220 V in alternata.
C'è sempre stato ed ultimamente si intensifica l'utilizzo di motori in corrente continua.
Un cancello scorrevole è difficile renderlo sicuro già usando le migliori apparecchiature che si trovano in commercio, quindi ti sconsiglio di utilizzare nella pratica qualsiasi prodotto autocostruito, il rischio per chi lo usa sarebbe molto e per chi lo mette in atto è penale.
Se la tua vuole essere una applicazione didattica ti suggerisco di limitarla ad una simulazione o ad un applicazione dimostrativa.

[giurom88]

Effettivamente la parte penale e sulla sicurezza mi preoccupava un po'... Però il progetto della centralina era più un sogno di quando ero bambino (come quello delle automobiline radiocomandate ) e quindi adesso più che per utilità reale e per il progetto didattico, la volevo fare per hobby (o chiamiamolo capriccio) personale!
Ragionandoci bene però non vorrei che qualcuno restasse schiacciato per qualche blocco del micro da me programmato, o per qualche altra mia svista...
Comunque, restando sulla sola parte didattica il problema resta. Magari non ci realizzo una automazione rischiosa per me e terzi, ma se un giorno mi capiterà qualche altro motore di cui vorrò regolare la velocità, mi ritroverei di nuovo incompetente...

Pensavo che esistessero motori a 2 velocità (mi sembra di averne letto a riguardo dei motori delle lavatrici) !

Per i variatori di carichi induttivi da te suggeriti, da quanto ho letto sembra che agiscono sull'angolo di fase della sinusoide a 220 V sfruttando degli scr o triac, quindi si va ad agire un po' sul valore medio della tensione che finisce sul motore. Però effettivamente la frequenza non viene toccata e quindi non saprei se vanno bene...
Tipo un altro topic di questo forum rimanda al seguente variatore: http://josel.itgo.com/pag01.htm
Anche se poi in questo schema l'scr ed il motore non mi sembrano piazzati egregiamente...

[Cox]

Ti dico quello che so.
Non tutti i motori in alternata sono adatti alla regolazione in frequenza (immagino a causa della costruzione del sistema ferromagnetico). Esistono e si possono costruire motori con due o più velocità (vedi ad esempio quelli che si impiegano nella ventilazione, cerca motori per fan-coil e ne troverai a bizzeffe). Non credo sia possibile aumentare la frequenza di rete con sistemi semplici, ma penso che bisogna passare per un raddrizzatore, seguito da un generatore di frequenza controllabile che piloti poi uno stadio finale di alimentazione del motore, considerando di voler ottenere in uscita ancora un onda sinusoidale, il progetto mi pare impegnativo e comunque fuori dalla mia portata.

[g.schgor]

La regolazione di velocità come quella indicata
(che agisce sulla parzializzazione della tensione
ed è oltretutto a semionda) è adatta solo per
motori cosiddetti "universali" e che hanno un
collettore a lamelle (tipici per piccoli utensili o
per elettrodomestici)
Sono però d'accordo con Cox nel sconsigliare
un'autocostruzione di inverter.

[giurom88]

Infatti mi sembra un po' arduo e rischioso, oltre che ingombrante, andare ad autocostruirsi un inverter! A meno che non si provi a raddrizzare la 220Vac e ad applicarla ad un full-bridge opportunamente pilotato con PWM al fine di ottenere un semplice convertitore DC-AC che mi dia una sinusoide (dopo un adeguato filtro) di frequenza desiderata in uscita (come spiegato nel libro di elettronica di Potenza di Mohan).

Comunque vi ringrazio tantissimo per le vostre info.
Devo mettermi sotto con lo studio dei motori altrimenti non capirò mai tante cose!
Se riuscirò a capire come faceva la vecchia centralina a gestire il rallentamento in prossimità della fine della corsa (sfruttando il lettore ottico sul motore) e ad ottenerne qualche circuitino da usare in vari ambiti, vi terrò partecipi!