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Effetto usura spazzole su corrente

Trasformatori, macchine rotanti ed azionamenti

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[1] Effetto usura spazzole su corrente

Messaggioda Foto UtenteAleopra » 15 dic 2014, 10:32

Salve a tutti,

Sto cercando di creare un sistema che faccia la diagnostica dello stato di un motore elettrico in cc basandosi sulla misura delle correnti assorbite (in realtà è una macchina universal che va sia in Dc che in AC monofase).

Simulando I vari timi di malfunzionamenti ho notato che quando c'è un'usura delle spazzole prima di arrivare alla totale mancanza di continuità elettrica si notano delle oscillazioni ad alta frequenza della corrente(penso dovute alla commutazione tra una lamella e l'altra) la cui ampiezza via via cresce con il loro consume.

Qualcuno potrebbe gentilmente darmi una bree spiegazione del perché l'usura delle spazzole porti a questo fenomento?

Grazie mille!
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[2] Re: Effetto usura spazzole su corrente

Messaggioda Foto Utentealdofad » 15 dic 2014, 11:11

E' l'essenza dell'elettromagnetismo, l'induttanza mantiene costante la corrente alzando la tensione (spikes). Questo avviene negli istanti in cui le spazzole di un DC brush non sono in contatto.

Tanto per dare un risvolto economico che valore avrebbero i motori brushed da dotare di questo sistema?
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[3] Re: Effetto usura spazzole su corrente

Messaggioda Foto UtenteAleopra » 15 dic 2014, 11:34

Non avevo pensato a questa spegazione, grazie!

Quindi se ho capito bene l'innalzamento della tensione dovuto all'induttanza del circuito si ha nel passaggio tra una lamella e l'altra e questo causa un innalzamento di corrente quando si ha di nuovo la continuità in seguito alla commutazione?

I motori in sè costano poco, circa 50 €, ma sono installati in un applicazione per la quale è molto uitle sapere in anticipo il loro degrado perché un loro malfunzionamento compromette l'intero sistema causando danni molto maggiori.
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[4] Re: Effetto usura spazzole su corrente

Messaggioda Foto Utentealdofad » 15 dic 2014, 13:53

Aleopra ha scritto:...l'innalzamento della tensione dovuto all'induttanza del circuito si ha nel passaggio tra una lamella e l'altra e questo causa un innalzamento di corrente quando si ha di nuovo la continuità in seguito alla commutazione?

Non un innalzamento di corrente ma di tensione e non quando si ristabilisce la continuità ma quando questa viene a mancare

Aleopra ha scritto:I motori in sè costano poco, circa 50 €, ma sono installati in un applicazione per la quale è molto uitle sapere in anticipo il loro degrado perché un loro malfunzionamento compromette l'intero sistema causando danni molto maggiori.

In tal caso si usano motori BLDC senza spazzole... :)
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[5] Re: Effetto usura spazzole su corrente

Messaggioda Foto UtenteAleopra » 15 dic 2014, 14:30

aldofad ha scritto:Non un innalzamento di corrente ma di tensione e non quando si ristabilisce la continuità ma quando questa viene a mancare


Si che sia un innalzamento di tensione quando la continuità viene a mancare è chiaro, il mio dubbio era sul perché questo fenomeno generi dei picchi di corrente ad alta frequenza durante il funzionamento.

aldofad ha scritto:In tal caso si usano motori BLDC senza spazzole... :)


Il tipo di motore non l'ho deciso io, mi devo solo accupare di come segnalare eventuali malfunzionamenti basandomi solo sulla misura delle correnti assorbite.
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[6] Re: Effetto usura spazzole su corrente

Messaggioda Foto UtenteEcoTan » 15 dic 2014, 15:31

Aleopra ha scritto:la cui ampiezza via via cresce con il loro consume.

Consumandosi la spazzola, e quindi accorciandosi il carboncino, si avvicina la parte metallica avente una minore resistenza elettrica quindi la commutazione si fa più gravosa. Se la crescita del disturbo è graduale, questa potrebbe essere la causa. Se invece il disturbo aumenta bruscamente a spazzola già consumata, allora incolperei le perdite di continuità. Ma non si possono cambiare le spazzole dopo tot ore di funzionamento o mettere un traguardo ottico?
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[7] Re: Effetto usura spazzole su corrente

Messaggioda Foto UtenteAleopra » 15 dic 2014, 15:38

Direi che è un effetto combinato dei due che hai elencato tu, alter cause non mi vengono proprio in mente.

EcoTan ha scritto:Ma non si possono cambiare le spazzole dopo tot ore di funzionamento o mettere un traguardo ottico?


Devo realizzare questo sistema di misurazione e diagnostic dello stato del motore per un progetto universitario, ovviamente sostituire le spazzole o mettere il traguardo ottico sono soluzioni più che sensate ma il mio scopo è vedere gli effetti del consumo delle spazzole (e di altri possibili malfunzionamenti) sul segnale di corrente assorbita.
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[8] Re: Effetto usura spazzole su corrente

Messaggioda Foto Utentealdofad » 15 dic 2014, 17:18

Aleopra ha scritto:...il mio dubbio era sul perché questo fenomeno generi dei picchi di corrente ad alta frequenza durante il funzionamento

La frequenza e' data dai "saltelli" delle spazzole, l'amplitudine dipende molto da quanto e' sotto carico il motore perche' e' maggiore la corrente assorbita

Il contesto universitario spiega tutto :)
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[9] Re: Effetto usura spazzole su corrente

Messaggioda Foto UtenteAleopra » 15 dic 2014, 18:07

aldofad ha scritto:La frequenza e' data dai "saltelli" delle spazzole, l'amplitudine dipende molto da quanto e' sotto carico il motore perche' e' maggiore la corrente assorbita.


Questo è chiaro, il mio dubbio era solo perché a pari corrente assorbita dal motore le armoniche ad alta accentuano il loro valore picco-picco con il degrado delle spazzole (il valore medio attorno alla quale oscillano è il medesimo).
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[10] Re: Effetto usura spazzole su corrente

Messaggioda Foto Utenteeddy » 15 dic 2014, 22:54

ALEOPRA
i parametri legati allo scintillio di una macchina elettrica sono diversi e gli effetti dipendono da molti fattori:
mescola inadeguata, carichi eccessivi, pressione non idonea, ambienti contaminati ecc ecc
Per il tuo scopo ti consiglierei un tipo di spazzola speciale che è dotata di un contatto a circa metà vita della spazzola
Quando la spazzola si consuma non appena arriva in quel punto il contatto si chiude e si apre un interruttore di macchina
Ora francamente non so se per le taglie di motori che adopererai potrai trovare questa tipologia di spazzole
Potresti provare a sentire la Carbonio o la Morganite (rivenditori di spazzole) e spiegare il problema
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