Motore da 125.000 RPM

[brabus]

IsidoroKZ, questa soluzione mi sembra ottima, su quali veicoli viene applicata? Diesel o anche benzina?

Al momento su un Diesel Audi (il 4.0 montato su SQ7 e pochi altri modelli); il Diesel è tipicamente il primo motore ad accogliere le novità lato turbo, viste le temperature in gioco notevolmente inferiori rispetto al benzina. Stessa storia per la geometria variabile, apparsa sui benzina molti anni dopo rispetto al diesel.

Oh, certo, poi c'è la Formula 1

[EcoTan]

OK grazie. Ho una modestissima Panda turbodiesel che spinge fortissimo ma quando il rettilineo è già finito

[brabus]

OK grazie. Ho una modestissima Panda turbodiesel che spinge fortissimo ma quando il rettilineo è già finito

Hey, anche io! Il 1.3 80 cv.

[Meiko]

Salve a tutti.
Da elettronico: Un motore a due poli, che sia a magneti permanenti o asincrono, fa una rivoluzione (un po' meno se asincrono) ad ogni ciclo della corrente altrenata. Perciò a 50Hz ne fa 3000, ovvero 50Hz X 60sec =3000RPM; OK?
Se il nostro motore è alimentato a 2083Hz ne fa 124980, 124980Hz X 60sec = 124980RPM.
Ora 2083Hz, per l'elettronica non è poi quel gran ché come frequnenza siamo ampimente dentro le basse frequnze, nel campo audio, non vi pare? Altrimenti come farebbe il vostro PC ad andare a qualche GHz e il micro della centralina di iniezione dell'auto a girare tra i 12MHz e i 50MHz?
Voglio dirvi una cosa curiosa, nell'avionica, ancora oggi si usano sistemi elettomeccanici per i controlli. Ci sono dei piccolissimi motorini asincroni che fanno girare i volani dei giroscopi che sono alimentati a 400Hz o a 800Hz e perciò girano a 23000RPM o 45000RPM. Questi sono in uso nell'avionica dalla II° guerra mondiale ed erano così affidabili già allora che vennero montati sui sitemi per la difesa aerea, nella giuda degli aerei e delle navi.
Anche l'Apollo11 aveva un sitema di navigazione che faceva uso di motorini ad alta freqeunza e che giravano a 45000RPM.
Oggii l'elettornica gestisce senza alcun problema motri brushless ad alta velocità, ed è uno scherzo!

[setteali]

......
Oggii l'elettornica gestisce senza alcun problema motri brushless ad alta velocità, ed è uno scherzo!

Per alta velocità che RPM intendi?

D'accordo che ci sono motori che raggiungono e superano, sembra facilmente i 200.000 o 300.000 RPM, ma come sono costruiti, che materiale viene usato per la costruzione, sono brushless e che potenze raggiungono?
Quali sono i campi in cui vengono utilizzati e le dimensioni che hanno .

Non è che voglio degli spaccati di costruzione, ma ad esempio ho apprezzaato molto quando hai detto " se poi si usano quelli con le sfere in carburo di molibdeno fanno questi giri a secco e reggono anche il calore. " , ma informazioni grossolane , mi affascina conoscere queste novità nell'ambito della vita normale.

[IlGuru]

Niente supererà mai il bidone aspiratutto

[setteali]

Niente supererà mai il bidone aspiratutto

Sono pienamente d'accordo con te, anche nel prezzo!!!!!!

[SandroCalligaro]

Ora 2083Hz, per l'elettronica non è poi quel gran ché come frequnenza siamo ampimente dentro le basse frequnze, nel campo audio, non vi pare? Altrimenti come farebbe il vostro PC ad andare a qualche GHz e il micro della centralina di iniezione dell'auto a girare tra i 12MHz e i 50MHz?

Purtroppo il paragone diretto coi MHz del micro non si può fare così, dritto per dritto.

Quasi tutti i motori moderni per applicazioni spinte sono trifase o multifase, sincroni a magneti permanenti.
Bisogna considerare quindi che di mezzo c'è un inverter che lavora a commutazione.

Per applicazioni di bassa potenza (sempre che l'efficienza non interessi molto), potrebbe essere sufficiente controllare in "Brushless-DC", cioè commutare 4 volte a periodo elettrico, su ciascuna fase, con una logica relativamente semplice. E' quello che si fa nelle ventole per PC e in molti motori per modellini. Lo svantaggio è che non si sfrutta bene il motore e si generano vibrazioni in più, rispetto al controllo "sinusoidale".

Per poterli controllare "come Dio comanda", e quindi applicare le tecniche assodate per il controllo di motori trifase (o multifase), cioè FOC (Field-Oriented Control), in un periodo elettrico devono esserci possibilmente una ventina di periodi di switching (PWM) e di controllo (le due cose solitamente corrispondono)... in questo modo arriviamo a 40 kHz. Già così occorre tener conto di qualche accorgimento dal punto di vista del controllo, ma niente di straordinario.
Sempre dal punto di vista del controllo, andare a 40 kHz corrisponde ad eseguire un certo numero di operazioni (conversioni A/D e calcolo) in 25 s, cosa non fattibile col primo microcontrollore che passa il convento (e forse nemmeno col secondo, infatti ci sono micro pensati per il controllo di motori/convertitori).
Se si vuole abbassare il rapporto frequenza di switching (e di controllo) vs. frequenza fondamentale del motore, occorre iniziare ad uscire dalle tecniche standard.
Va poi considerato che ci deve essere un inverter che lavora a quella frequenza, cosa relativamente facile per potenze piccole (sotto 1 kW, per dire un valore), molto meno per potenze (e tensioni) alte, specie se il costo è importante.

Dimenticavo di dire che motori "brushless" a 2 poli praticamente non ce ne sono, si hanno almeno 4 poli, il che significa raddoppiare la frequenza fondamentale.

Dal punto di vista anche meccanico, pensando allo sviluppo, non mi pare che allestire un banco prova per motori che girano oltre i 100 krpm sia così facile, anche perché tutto va bilanciato per bene. Anche avere un carico controllabile a quelle velocità non è facile (già oltre i 25-30 krpm non lo è, specie per potenze alte).

Quindi, che un motorino piccolo come quello del Dyson vada a oltre 100 krpm non mi stupisce più di tanto, mentre che ci siano applicazioni industriali a quelle velocità, per potenze alte, è un altro discorso!
Le applicazioni sui turbo si sono viste in Formula 1 e in pochi altri casi (come ha detto brabus, io non lo sapevo).

[Meiko]

Il caso del motore del motore del Dyson è una banalità di fatto. Oggi si fanno motori piccoli che girano ad elevate velocità con l'uso delle FPCGA (Field Programmable Complex Gate Array) che possono operare con PWM a freqeunza di MHz.

Aggiungo poi che il numero di poli di un motore è a scelta del progettista e genericamente se si deve andare veloci si fanno motori a 2 poli, soprattutto se piccoli e ciò è per una semplice ragione: più si sale con la frequenza di funzionamento, più diminuiscono le spire, a parità di tensione. Di motori con meno di mezza spira, io non ne ho mai visti. In più i micro motori a volte non usano il ferro per la parte elettromagnetica, ma delle ceramiche simili al Feroxcube a base di cobalto, il che permette le frequnza di MHz nel PWM garantnedo il numero di cicli per semiperiodo anche ad elevatissime velocità.

Per maggiore chiarezza sui dispositivi Complex, di cui dicevo all'inizio e che sono agli esordi, faccio una scempissima descrizione: essi integrano elettronica analogica programmabile e core digitali in grado di eseguire calcoli di media complessità in modo diretto, ovvero senza ricorrere ad ALU e a registri. Ma la particolarità è che questi sistemi non eseguono più la conversione da analogico in digitale, ma usano direttamente la grandezza analogica che viene indirizzata verso circuiti di sotto-array che al limite convertono con la tecnica dei due modi e che contengono amplificatori, comparatori e logiche, il tutto inserito in celle che opportunamente configurate (programmate) calcolano direttamente l'uscita nella forma che vogliamo (Tensione; PWM; Freqeunza). In sostanza se vogliamo fare un confronto questi dispositivi sono più simili a "neuroni" che a micro processori. Metto neuroni tra le virgolette perché comunque sono ancora ben lungi dal esserlo veramente.

Perciò forse sono stato influenzato dalla mia realtà dove siamo abituati a lavorare con sistemi che operano con logiche diverse, e le commutazioni a MHz sono normali; così come i calcoli più semplici, che vengono eseguiti in qualche nano secondo. Per cui la cosa mi pareva normale che un controllore per un ventilatore, perché di ciò si tratta, potesse essere fatto senza il ben che minimo problema, anche usando 4 transistor e un paio di porte logiche a 50MHz, visto che in questo caso FOC e DTC servono relativamente.
Ad onor del vero nel 1997 la Micro Linear realizzò un Integrato ML4421 che arrivava a freqeunza di 100Hz realizzando un controllo FOC ad anello chiuso su motori bifase senza ricorrere ad alcun processore. Era un oggetto semplice, ma funzionava bene, peccato che l'abbiano tolto dal mercato.

Comunque sia costruttori di micro servomotori stanno già realizzando e commercializzando sistemi basati su FPGA e FPCGA da usare nella robotica chirurgica, dove è normale trovare motori a 100kRPM. Ne sono l'esempio gli avvitatori per protesi e micro protesi, dove il servomotore (diametro 3mm) controllato in FOC e DTC regola la forza di avvitamento dell'inserto nell'osso, applicando l'esatta forza necessaria a non romperlo.

Purtroppo è l'industria convenzionale che si è affezionata a certi sistemi, che pian piano stanno diventando obsoleti anche lì. Ne vediamo un esempio con l'avvento dei SicMos. Molti costruttori si ostinano ad usare ancora gli IGBT che ormai stanno ai SicMos come le valvole stanno ai transistor BJT. Lo dico con rispetto agli audiofili, perché le valvole hanno ancor oggi la sonorità migliore in assoluto!

[claudiocedrone]

...perché le valvole hanno ancor oggi la sonorità migliore in assoluto!...

... Scusa, mi dispiace, non metto in discussione tutto il resto perché non ne so e non ci capisco nulla però questa ultima affermazione è assolutamente priva di senso! (Parola peraltro di chitarrista elettrico, categoria questa tra le maggiormente a rischio di essere turlupinata dalla colossale balla del suono valvolare).