Dimensionamento motore Brushless

[KKMeph]

Ciao a tutti!

Sono nuovo di questo forum e desideroso di imparare!

Mi sto scontrando con i motori Brushless (in particolare Brushless AC 1ph)...non riesco a calcolarmi nulla!
C'è qualche link con formule e calcoli (oltre a questo, http://www.electroyou.it/admin/wiki/bru ... _brushless)?

Cioè tanto per dire, il catalogo mi da la costante di tensione in mV/RPM...io ho i dati sperimentali, metto dentro scilab i valori di corrente e relativa coppia (dal ricavata dalla costante di coppia) trovati su quella pagina (corretti per motore monofase) e niente...non mi torna!

Vi faccio una domanda: per calcolare la coppia (o corrente, ho il coefficiente di coppia) ad un determinato numero di giri, posso utilizzare la tensione di alimentazione del motore giusto? E a quale faccio riferimento? Quella che ottengo con Ke*RPM?

Grazie mille!

[SandroCalligaro]

Le tue domande sono poco chiare.

In ogni caso, con "brushless" si intendono di solito motori sincroni a magneti permanenti superficiali, trifase.
Per quelli i modelli sono relativamente semplici.

Ne esistono anche di monofase, ma si tratta di tipologie di motori particolari, per le quali non credo ci siano modelli matematici assodati, tanto meno semplici.

[KKMeph]

Ciao!

Grazie della risposta. In effetti, il motore è proprio monofase sincrono AC.
Nel catalogo viene indicata come "serie del motore" la tensione di 220 V, tuttavia considerando la costante di tensione e i giri massimi permessi (5000), trovo al massimo 50V...mah!

Ripropongo le domande, mi rendo contro della poca chiarezza.

Mi trovo di fronte una curva caratteristica poco chiara. Mi risulta chiaro che fino ad una certa velocità, chiamiamo N1, il motore mi può fornire la coppia nominale (ovviamente) e pure la coppia massima (in determinate condizioni d'uso - S3).

La domanda è: come faccio io a scoprire quale coppia può fornire il motore ad una velocità X? Per esempio,
N1=3000 rpm, Nmax=5000 rpm. Coppia massima garantita fino a N1.

Se mi metto a 4500 RPM, che coppia posso ottenere al massimo?

Grazie mille!

[SandroCalligaro]

Faresti been a postare i dati (compresa la curva) o un link.

[KKMeph]

Certo!

Allora, la curva è in allegato. I dati in mio possesso (ma posso ovviamente inserire tuuuuuto il datasheet), quelli fondamentali almeno:

Rated Power: 200W
Coppia Nom: 0.64 NM
Coppia Max: 1.92 Nm
Giri Nominali: 3000 RPM
GIri Massimi: 5000 RPM

Corrente Nominale: 1.55A
Corrente Max: 4.65A

KT (Costante di coppia): 0.41 Nm/A
KE (Costante di tensione): 16 mV/RPM

R Armatura: 2.79 Ohm
L Armatura: 12.07 mH

Può servire altro? Power Rating? Costante di tempo elettrica? Costante di tempo meccanica?

Grazie!

[SandroCalligaro]

Secondo me hai preso un abbaglio, anche a causa di tabelle scritte male.
Anche se non hai postato il link ad un manuale o catalogo, immagino che tu abbia a che fare con queste serie della Delta:
http://www.deltaww.com/filecenter/Produ ... 151021.pdf

La dicitura "1 phase/3 phase" è riferita all'inverter, ad es. a pag. 13.

Mi sbaglio?

[KKMeph]

Ciao,

grazie! Si, il motore è Delta!

In particolare i dati sono a pagina 15 del catalogo (terza colonna).

Comunque, per calcolare la coppia, ho provato a far così:

Conosco la mia coppia massima desiderata (la voglio a, per esempio a 4200 rpm): 1Nm
Conosco il fattore di coppia, quindi la corrente assorbita dal motore sarà 1 Nm/Kt = 2,43A.

Sono a 4200 rpm, che mi corrisponde (se sto facendo un utilizzo corretto del Ke) a 67V (Ke*4200 = 0,016*4200).

Ora che ho la tensione e la corrente mi calcolo la potenza, quindi E*I = 162,81W -> il mio motore riesce a soddisfare queste richieste, perché è da 200W.

PS: Ovviamente tutto mediante programmino ricorsivo che mi dia il risultato sbagliato ed il risultato corretto per approssimazioni successive.

Potrebbe essere un approccio corretto?

[KKMeph]

Rettifica:

Lasciando stare la tensione ed il KE.

Io conosco la potenza del motore.
Conosco la coppia che desidero.

Utilizzo la formula C = P/w, con C definita come obiettivo e la potenza inserita come max power del motore.
Incognita, la velocità w.

In questo modo, mi ricavo la velocità w, che poi porto in RPM e vedo se mi fitta con i dati che desidero. Ovviamente a velocità inferiori ci sarà una potenza richiesta del motore inferiore.

Torna?

[SandroCalligaro]

La coppia dipende solo dalla corrente, in particolare per il tuo motore solo dalla corrente di asse q.

Siccome la tensione a disposizione dell'inverter è notevolmente superiore a quella del motore, anche alla velocità massima (5000 rpm), mi aspetto che l'inverter possa erogare la corrente nominale anche a quella velocità.

Il problema, semmai, è nel motore, la cui corrente è dichiarata solo per il punto nominale.
Mantenendo la stessa ampiezza della corrente anche a velocità superiori, si rischia il surriscaldamento (se il funzionamento è continuativo).
Questo perché, mentre le perdite Joule di statore dipendono quasi solo dalla corrente, e quindi si manterranno, le perdite nel ferro e quelle meccaniche (cuscinetti) a velocità oltre la nominale saranno sicuramente più alte che nel punto nominale.

Per calcolare la tensione di lavoro, dovresti ragionare con il modello di tensione in dq a regime:


sapendo che e .
Da qui puoi calcolare il modulo del vettore , e riportarlo in termini di tensione concatenata.

Tipicamente, per un SM-PMSM, la tensione a velocità alta è di poco superiore alla back-EMF.

[KKMeph]

Chiarissimo.

Lasciando stare il discorso di affidabilità ed altro, come si evince dalla curva caratteristica, il motore riesce a fornire la coppia massima in S3 fino ad un tot di giri.

Probabilmente, erogando la massima potenza disponibile (200W).

Aumentando il numero di giri, il motore necessariamente (lo si vede dalla curva caratteristica), dovrà fornire una coppia bassa. Mantenendo però la potenza erogata, quindi aumentando la richiesta di tensione.

La domanda è: esiste una formula che mi dica, data la potenza massima del motore (che è il reale collo di bottiglia), data la coppia "richiesta" (e quindi anche la corrente, che ricavo dal Kt)...posso calcolarmi i giri di motore per queste caratteristiche?

Trovati i giri, posso calcolare allora la potenza e vedere se rientra all'interno del campo di potenza disponibile del motore oppure no.

Sbaglio?

EDIT: Ho visto la risposta!