Dati di targa brushless ac

[peppe855]

Buona sera, avrei gentilmente un paio di domande da sottoporre riguardo il motore brushless ac a magneti permanenti superficiali.
Sappiamo che per tali macchine Ld=Lq essendo la macchina magneticamente isotropa (nonostante sia meccanicamente anisotropa), bene adesso andando su un datasheet leggo tra i vari parametri le seguenti info:

Resistenza statore fase-fase=84 ohm;
Induttanza statore fase-fase=50mH;
Costante di tempo elettrica=0.59ms;

come posso da tali dati ricavarmi l'induttanza secondo l'asse diretto (che è la stessa secondo l'asse in quadratura) ??

Seconda domanda:

Visto che ho già realizzato un ponte raddrizzatore a diodi trifase alimentto da rete a 400Vac che sappiamo mi fornisce in uscita circa una Vdc=400*sqrt(2)=560Vdc tensione che usando un inverter (che voglio costruire) a modulazione PWM mi porterebbe ad avere solo 200Veff che risulterebbe insufficente per alimentare un motore brushless (che ho letto essere connesso a stella) avente tensione 400Vac è giusto il ragionamento?
La soluzione a questo problema dovrebbe essere l'iniezione di terza armonica, giusto anche questo?

Terza domanda:

Visto che i brushless sono connessi a stella se dal dato di targa mi dice 400vac significa che è possibile collegarlo come nel mio caso ad una rete con tensione concatenata 400vac (e stellata 230vac) giusto??
cioè intendo dire il dato di targa del motore è sempre riferito alla tensione concatenata nonostante sappiamo che sia connesso a stella.

Grazie un saluto.

[mario_maggi]

peppe855,

560Vdc tensione che usando un inverter (che voglio costruire) a modulazione PWM mi porterebbe ad avere solo 200Veff

ne sei certo?
Ciao
Mario

[peppe855]

salve Mario grazie per l'intervento, allora questo è il ragionamento che mi ha portato a fare quella consiferazione:

Ho Vdc circa pari a 560Vdc sul bus dc, quindi per la fisica dell'inverter il potenziale del punto medio di una delle tre gambe dell'inverter rispetto al punto medio ideale della tensione Vdc sul bus in continua puo' solo variare tra +Vdc/2 e -Vd/2 su questo penso siamo d'accordo, dopo di chè definito il dutycycle= (V1n*/Vdc)+1/2
ed essendo questa una quantita' che non puo' essere superiore ad uno va da se' che se il dutycycle è massimo e pari ad 1 allora V1n*=Vdc/2 (V1n* è l'azione di controllo del regolatore) quindi se mantenessi costantemente il dc=1 avrei una fondamentale di valore massimo Vdc/2=280vac e di valore efficace 200vac.
Mentre iniettando la terza armonica avrei un surplus di 1.15 tale da farmi raggiungere i 230 veff.
Dove sbaglio Mario? e grazie ancora

[SandroCalligaro]

Per l'induttanza, a me pare ci siano dati in sovrabbondanza :
sia dall'induttanza fase-fase che dalla costante di tempo e dalla resistenza fase-fase si può ricavare l'induttanza di fase, che poi corrisponderà sia ad Ld che Lq (supponendo, appunto, che il rotore sia magneticamente isotropo).


Se immagini il collegamento a stella, ed una misura di induttanza tra due fasi, il fatto che induttanza (e anche resistenza) fase-fase sia il doppio di quella di fase è abbastanza ovvio.

Le tensioni di targa sono concatenate (non conosco così bene le normative, ma in tutti i casi che ho visto era così, quindi immagino sia tassativo).

Non metterei in contrapposizione PWM e iniezione di terza armonica, ma piuttosto seno-triangolo e terza armonica, visto che il modo di attuare le tensioni di riferimento di ramo (uscita inverter - negativo del DC bus) è sempre tramite PWM.
In effetti, però, c'è confusione perché entrambi le operazioni ("traduzione" di tensioni di fase in tensioni di ramo ed attuazione di una certa tensione di ramo come duty-cycle di un'onda quadra) sono chiamate "modulazione".
Ci sono infiniti modi di calcolare il modo comune delle tre tensioni di ramo, a parità di tensioni di fase.

[peppe855]

Ciao Sandro grazie per l'intervento sei stato davvero molto chiaro e preciso.
Sto guardando in giro di acquistare un brushless ac che sia compatibile con il ponte raddrizzatore trifase che gia' mi ritrovo e dato che da li esco sul bus dc a 560Vdc sui dati di targa dei brushless leggo rated bus voltage, secondo te a cosa si riferisce quel valore?? un saluto

[SandroCalligaro]

Sicuro che non siano dei "brushless DC"?
In quel caso, essendo la tensione da applicare "quadra", non si ragiona sul valore RMS, e la concatenata raggiunge, al massimo, la tensione di bus.

[peppe855]

Ciao Sandro, allora io sto ricercando sotto la voce Brushless Ac che poi di norma dovrebbero essere anche a magneti superficiali penso.
Comunque ho detto una cosa errata prima, cioè sul bus dc avro' a disposizione 311Vdc (non più ponte raddrizzatore trifase ma monofase) percui tirerei fuori con iniezione di terza armonica un Veff=126,5V
Ora se guardo sulla targa dei motori (in alcune inserzioni di motori usati) leggo rated bus voltage che non ho capito se sono intesi al bus dc oppure è la tensione concatenata efficace a cui possono essere sottoposti, mentre se vado nei cataloghi leggo tensione nominale Vac=184 (per citarne uno appena letto) con questa Vac/rad(3)=106V non dovrei neanche fare l'iniezione di terza armonica quindi.
Cosa ne pensi?

[SandroCalligaro]

Credo che sia proprio come ipotizzavo: la maggior parte dei motori brushless a basso costo sono dei cosiddetti "brushless DC", cioè (teoricamente) motori a tensione indotta trapezoidale (nella realtà spesso sono quasi sinusoidali). Per questi motori (o, più precisamente, per motori controllati come "brushless DC" ha senso specificare la tensione di bus che occorre per farli funzionare nel punto nominale (coppia n. e velocità n.).
Se è vero quello che dico, la loro tensione nominale (concatenata, RMS) sarebbe


Nei cataloghi, invece, se cerchi "brushless AC" trovi motori sincroni a magneti permanenti superficiali con tensioni indotte sinusoidali, pensati per applicazioni di precisione (servo), che mediamente hanno caratteristiche costruttive e magnetiche migliori rispetto a quelli classificati come "brushless DC" (riguardo al ripple, in particolare).

Puoi controllarli in orientamento di campo, in entrambi i casi.

I valori nominali servono a definire le caratteristiche di ingresso ed uscita (punto di potenza massima in funzionamento continuativo) del motore, mentre la tensione massima applicabile (in termini di isolamento) è solitamente molto più alta della nominale.

[peppe855]

Ottimo ottimo grazie, spiegazione impeccabile.
Assodato questo adesso vado a scegliere se lo voglio con encoder o resolver, io avrei pensato al resolver per una questione di costi (penso si risparmi qualcosa), ah a proposito non per approfittare della tua gentilezza ma che tu sappia se lo prendo con resolver di norma è incluso il convertitore resolver-digitale oppure va preso a parte da altri venditori? capito questo mi faccio fare qualche preventivo.
P.s. sai molto grossolanamente su che cifre siamo per coppie sui 0.8-1.2 Nm??
e sinceramente grazie

[SandroCalligaro]

Di prezzi non ne so quasi niente, mi aspetto qualche centinaio di euro per un motore serio preso singolarmente.

Il resolver, per quel che posso vedere, è una complicazione, visto che ormai il controllo è sempre digitale.
Il convertitore te lo devi fare/procurare.

L'ideale sarebbe comunque un sensore assoluto, perché altrimenti ad ogni accesione del controllo devi prevedere un'inizializzazione della posizione.

Vorrei però metterti in guardia: costruire da zero un drive per brushless (ma in generale, un drive che non faccia solamente V/f) non è una cosa da poco, e comunque lavorare sullo stadio di potenza comporta anche qualche rischio. Occorre strumentazione adeguata, come minimo degli alimentatori isolati e/o variac + trasformatore di isolamento.
Se non altro, possibilmente sarebbe meglio provare prima a lavorare su qualche development kit.