motore brushless dc

[cupracing]

Buongiorno, sono nuovo del forum. Sono un inventore e per una mia applicazione ho bisogno di un motore che abbia grande coppia e la possibilità di erogare grandi potenze per alcuni secondi. Le potenze in gioco sono di circa 2-3 kW nominali con picchi di 5-6 kW per qualche secondo. Io non mi occupo di elettrotecnica, ma ad un primo esame il motore brushless dc sembrava la soluzione più adatta. Ora il problema è che l'alimentazione è la normale 220 V di casa ed il motore va a 48v cntinua.. Il che vuol dire spendere un patrimonio in trasformatori ecc.. Allora pensavo di usare un servomotore in ac, ma costa troppo visto che l'applicazione deve essere economica (1000,1500 euro complessivi). Ora chiedo a voi, conviene realizzare un motore su misura? Conviene fare un banco condensatori che possano darmi i picchi di corrente in dc??
Grazie per le risposte!!!!

Antonio

[bomber]

Parto di fondo:

Conviene fare un banco condensatori che possano darmi i picchi di corrente in dc??

direi che hia le idee un po' confuse, i condensatori non si usano per tale scopo almeno nelle macchine elettriche.

Premessa:

Il motore brushless DC si chiama così per una particolare forma delle fem, ma non vuol dire che funziona a corrente costante (DC). Per farlo funzionare servono particolari driver.

Nel tuo caso direi che se non hai preparazione specifica in materia di buttarti su un motore DC da 48V dimensionato per 2-3 kW, se hai bisogno di spingerti un po' oltre per pochi secondi lo puoi fare utilizzando un po' l'inerzia termica della macchina. (servizio intermittente). Per modificare la tensione di alimentazione (quindi la velocità) direi che un trasformatore di isolamento + ponte a diodi+ chopper può andare.

Se vuoi controllare la coppia devi intervenire sulla corrente attraverso opportuno controllore.

Attenzione che fra potenza e coppia c'è la velocità di mezzo....

[Candy]

Senza sapere nulla di cosa stai facendo è difficile esprimersi. Un inventore con tanti segreti...
Quali sono le coppie in gioco? I motori brushless seri, con driver adeguati, possono sopportare per brevi periodi sforzi a coppie anche 3 o 4 volte quella nominale.
Di applicazioni ne ho viste parecchie in vita mia e motori con potenza nominale di 3 kW, accoppiati a riduttori ne ho visti per applicazioni davvero importanti. Non immagino un sistema che richieda valori di coppia così importanti e costi 1500 euro. E' come immaginare il motore di una nave montato su un triciclo...

[Candy]

E' il caso di sforzarsi e taggare l'innominabile: carlomariamanenti. Lui è un grande esperto di applicazioni di questo tipo. Conosce i motori che non costano ed ha conosciuto parecchi inventori, dai quali ha appreso lo spirito giusto per muoversi in questo ambiente.

[carlomariamanenti]

Invocato da Candy eccomi qua.

Ciao cupracing, descrivere un motore indicando come richiesta "Le potenze in gioco sono di circa 2-3 kW nominali con picchi di 5-6 kW per qualche secondo." non significa nulla.

Una cosa è la potenza del motore installato un'altra cosa è sapere quale lavoro esso deve svolgere:

Quali le velocità richieste dall'applicazione?
Quale la coppia richiesta dall'applicazione per le differenti velocità?
Questo motore deve permettere di regolare la velocità del carico con un ampio range?
Per capirci, qual è la minima e la massima velocità richiesta al motore?
Questo motore dovrà essere accelerato e funzionare a ad una velocità costante oppure deve variare la sua velocità nel tempo?
Nel caso di velocità costante quale il tempo di accelerazione e di decelerazione?
Nel caso di velocità "variabili" quali i profili di moto richiesti?
Quale la massa del carico controllato e quale la cinematica della trasmissione?

Potrei continuare a porti domande che poi, per le tue risposte, porterebbero a richiederti altre domande ... e così via.

Per poterti meglio aiutare sarebbe molto più semplice conoscere cosa deve "muovere" questo motore.
Attenzione, non ti chiedo di descrivere la tua invenzione e di svelarne i segreti, ma almeno di descrivere cosa viene richiesto a questo motore.

-carlo.

[dimaios]

Le potenze in gioco sono di circa 2-3 kW nominali con picchi di 5-6 kW per qualche secondo. Io non mi occupo di elettrotecnica, ma ad un primo esame il motore brushless dc sembrava la soluzione più adatta. Ora il problema è che l'alimentazione è la normale 220 V di casa ed il motore va a 48V continua

Mi sembra che questi dati non siano molto coerenti nel senso che con un contratto ENEL standard saresti già fuori range.

[cupracing]

Buongiorno a tutti ed intanto grazie per le risposte, mi sono reso conto dopo di aver dato informazioni insufficienti ma purtroppo la combinazione funzionamento motore/tipo di applicazione è oggetto di un brevetto che sto facendo.
La macchina che sto costruendo è un esoscheletro per fare riabilitazione e sport, che guida il paziente dalla riabilitazione post operazione fino al potenziamento muscolare agonistico.
Allora il motore gira a 2000 giri con coppia di 15 nm. Fin qui il problema potrebbe non sussistere, anche se un trasformatore 200-48v da 3 kW è decisamente pesante.. Essendo uno dei punti di forza del mio brevetto la leggerezza e la compattezza devo trovare un modo per fare tutto più piccolo ed economico possibile.
Il motore dovrebbe girare sempre alla massima coppia ed avere accelerazioni (quando richiesto) di notevole intensità. Ecco poiché parlavo di avere per alcuni secondi fino a 3 volte la potenza nominale. Chiedere ad un trasformatore di erogare 150 ampere, anche se per pochi secondi, non credo sia possibile.. Vi chiedo quindi un consiglio per una architettura che possa erogare 48v e 50 ampere continui, ed avere spunti anche molti alti di circa 150 ampere. Sono in cerca di una persona qualificata che possa seguire lo sviluppo del mio progetto quindi chiedo a Manenti Carlo se fosse interessato!

[IsidoroKZ]

Cerca fra gli alimentatori a commutazione. Probabilmente il costruttore del motore sa anche indicare chi produce gli alimentatori, oltre ai driver del motore.

Mi lascia qualche perplessita` che si debbano usare 3 kW per la riabilitazione motoria, ma quello e` il tuo campo

[carlomariamanenti]

Ciao cupracing, nessun problema ad aiutarti.

Una domanda invece relativa all'applicazione: tu descrivi un'esoscheletro che dovrebbe forzare il movimento di articolazioni umane.
In questa condizione ti suggerirei, laddove tu no lo abbia già fatto, di considerare anche tutti gli aspetti relativi alla sicurezza dei sistemi in uso.
Immagino che se a seguito di un guasto del sistema un motore da 15Nm dovesse malauguratamente "andare in fuga", ciò potrebbe risultare pericoloso per il paziente sottoposto a terapia.
In questo caso dovrebbero essere utilizzati prodotti certificati per il "motion safety" dove velocità, profili di moto e condizioni di standby siano certificate e sicure.

Tempo fa, un nostro carissimo utente shadonvy, in questo post aveva espresso desiderio di realizzare un progetto che potrebbe essere, nelle funzionalità, qualcosa di simile a quello che tu desideri realizzare.

In quel caso, per evitare di dovere sottostare a tutte le restrizioni di sicurezza del caso, gli avevo suggerito l'utilizzo di un giunto magnetico a correnti di Foucault per "separare" meccanicamente il motore dal carico con tutti i benefici del caso.

Ho allora donato a shadonvy un motore e un giunto magnetico che vagava da tempo in laboratorio e credo, non ho notizie fresche in proposito, che lui lo stia utilizzando per la realizzazione del suo progetto.

Forse, anche nel tuo caso, ammesso che il tuo esoscheletro non sia già provvisto delle sicurezze del caso, una soluzione simile potrebbe essere adottata.

Una seconda domanda, se puoi rispondere: l'esoscheletro in questione viene azionato da un solo motore? Non è possibile pensare di controllarlo mediante diversi piccoli motori di taglia inferiore?
Se così fosse darebbe più semplice attingere dal mercato prodotti per realizzare quanto chiedi.

[dimaios]

Immagino che se a seguito di un guasto del sistema un motore da 15Nm dovesse malauguratamente "andare in fuga", ciò potrebbe risultare pericoloso per il paziente sottoposto a terapia.
In questo caso dovrebbero essere utilizzati prodotti certificati per il "motion safety" dove velocità, profili di moto e condizioni di standby siano certificate e sicure.

Propongo oltre a questo una solida e sana battuta meccanica che supporti il carico massimo posta sull'esoscheletro e che non permetta movimenti extracorsa che potrebbero causare danni da moto contro-articolazione.

Nel caso della riabilitazione le cose si complicano notevolmente.
Un ginocchio sano ed uno da riabilitare non hanno lo stesso angolo di escursione per cui sarebbe a cura dell'operatore fissare i limiti ..... a questo proposito un buon limite di coppia sarebbe piu' che opportuno.

Il concetto comunque e' sempre lo stesso .... do it hardware ..... is better !