come abbassare potenza avvio motore monofase asincrono

[fabio111]

Buongiorno a tutti,
sono completamente ignorante in elettrotecnica e ho il problema che non riesco a trovare qualcuno in loco (burkina faso) con competenze adeguate.
La situazione è questa:
devo far funzionare un motore monofase 4,5 kW con un impianto solare in modo diretto quindi senza batterie di accumulo. Il motore aziona un mulino per ridurre in pasta le noci di karité per fare il burro di karité. Una prova di funzionamento ha dato una potenza di avvio di 9,2 kW e 46 A, poi il motore a regime funziona con 2,6 kW e 13 A.
per limitare l'impianto solare mi consigliano di utilizzare 2 inverter 5KW e 28 pannelli 250 W e lavorare solo durante le 5-6 ore di max insolamento.

la prima domanda è questa: un motore 220 può veramente funzionare senza batterie?

la seconda è questa: come posso diminuire la potenza di avvio in modo da limitare il numero di pannelli e utilizzare un solo inverter? guardando un po' su internet ho capito che non posso utilizzare il collegamento stella/triangolo, che un sofstarter abbasserebbe troppo poco. Quale può essere altra soluzione?

grazie
fabio

[stefanopc]

Non c è modo di avviare il motore senza il carico del mulino e poi con una frizione quando il motore è avviato innestare il carico.
Non è la soluzione migliore ma visto dove ti trovi forse è più facile trovare un buon meccanico.
Ciao

[MarcoD]

Benvenuto nel forum,
non sono così competente da poterti aiutare bene.
Per quanto capito, integro i tuoi dati e contemporaneamente chiedo se sono corretti.

Motore asincrono monofase, potenza nominale 4,5 kW a 230 Vac 50 Hz ?
Motore avviato con un condensatore sfasatore.
Motore alimentato da un inverter a sua volta alimentato dai pannelli solari senza batteria di accumulo.

A regime assorbe 2,6 kW 13 A ( 2600/13 = 200 V )

Allo spunto assorbe 46 A ( 200 V x 46 A = 9200 W)
Alla messa in moto, se il mulino è vuoto lo sforzo e quindi la correne è minore.

Per ridurre la corrente allo spunto dovresti mettere in serie al motore una resistenza per ridurre la
tensione applicata, ressitenza che cortocircuiti una volta avviato.
Supponendo volere dimezzare la corrente (da 46 a 23 A) applicando metà tensione ( 100 invece che 200 V)
dimensionarei la resistenza così:
R = ( 200 - 100)/ 23 = circa 4 ohm. Potenza dissipata 100 x 23 = 2300 watt.

Per realizzare la resistenza userei una matassa di cavo elettrico unipolare da circa 1 mm di diametro lungo qualche decina di metri, dovrebbe presentare una resistenza dell'ordine dell'ohm ed essere in grado di dissipare qualche kwatt per qualche decina di secondi, senza surriscaldarsi troppo.
Se ci indichi sezione e lunghezza del cavo disponibile, potremmo dimernsionarlo meglio.
La re4ssitenza dovrebbe poi venire cortocircuitata dai contatti di un relè con azionamento ritardato,
la cui bobina va messa in parallelo ai morsetti del motore.
Il mio è un suggerimento rudimentale, forse gli esperti possono consigliare qualcosa di meglio.

Per eventuale migliori consigli, dovresti comunicarci tutti i dati di targa del motore, modello inverter e pannelli solari.

[fabio111]

Intanto grazie a tutti per la disponibilità.
Allego la targa del motore. E leggermente diverso da quello di cui ho dato i dati ieri perché lo stanno sostituendo per cercare di abbassare la potenza nominale: è 4 kW invece che 4,5KW. L'inverter non è ancora acquisito quindi chiedo un consiglio sul tipo di inverter da installare per questa situazione. Qui si trovano inverter da 5Kw.
Per il resto:
non so se il motore viene avviato da un condensatore sfasatore
confermo che il motore alimentato da un inverter a sua volta alimentato dai pannelli solari senza batterie di accumulo
se viene avviato a vuoto la potenza è maggiore, quella che ho scritto di 9,2 kW è la potenza di avvio a vuoto, se pieno si riduce a 4,7 kW, ma bisogna per forza partire a vuoto
Chiedo anche se un motore trifase avrebbe vantaggi in termini di riduzione della potenza richiesta e della riduzione della potenza di avvio.

fabio

[MarcoD]

Qualcosa nel tuo messaggio mi sconcerta.

se viene avviato a vuoto la potenza è maggiore, quella che ho scritto di 9,2 kW è la potenza di avvio a vuoto, se pieno si riduce a 4,7 kW, ma bisogna per forza partire a vuoto.
Le potenze sono scambiate fra loro per un errore di stampa?

Per avviamento a vuoto, intendiamo motore senza carico meccanico?
Come sono stati misurati i picchi di potenza elettrica assorbita?
Di solito ci si preoccupa di limitare il picco di corrente corrente assorbita, è anche vero che la potenza è il prodotto della corrente per la tensione, quindi sono proporzionali fra loro.

Che problemi ti pone l'attuale funzionamento del motore/inverter/pannelli solari ?

Ho proposto di limitare la corrente allo spunto inserendo una resistenza in serie,
lo hai compreso ?, lo ritieni praticabile ?


non so se il motore viene avviato da un condensatore sfasatore
In effetti, per l'installatore è irrilevante se il condensatore è all'interno del motore.
Se guardi l'immagine della targa del motore, nello schema elettrico sono indicati i condensatori C1 e C2 che dovrebbero generare lo sfasamento di un avvolgimento per l'avviamento.
Purtroppo le mie conoscenze delle macchine elettriche sono solo teoriche e limitate.

Chiedo anche se un motore trifase avrebbe vantaggi in termini di riduzione della potenza richiesta e della riduzione della potenza di avvio.
Un motore asincrono trifase, dovrebbe avere un picco di assorbimento minore di quello del monofase di pari potenza/tensione. Poi puoi fare la commutazione stella triangolo.

Marco

[fabio111]

OK, grazie per la pazienza. Le tue risposte mi sono molto utili.
I dati che ho comunicato sono stati misurati mentre il motore funzionava a vuoto intendendo collegato al mulino ma con mulino senza il prodotto all'interno (almeno è quello che io ho capito, posso richiedere informazioni) e a pieno cioè con prodotto all'interno. Se capisco bene la potenza a vuoto dovrebbe invece essere minore di quella a carico ? Va considerato che qui è tutto un po' approssimativo perché non ci sono competenze, quindi i dati misurati potrebbero essere non completamente corretti o la trascrizione sbagliata. Anche su tutte le altre macchine (concasseur, baratteuse) mi hanno comunicato potenza a vuoto maggiore di quella a carico.

Il problema è che l'installazione è in zona senza elettricità e bisogna farla funzionare per forza con pannelli solari. E' quindi necessario abbassare la potenza più possibile.

Si ho capito la soluzione con la resistenza, mi sembra fattibile ma devo chiedere se qui riescono a fare il collegamento. Nei prossimi giorni ti so dire cosa mi dicono.
Ti chiedo ancora:
Il collegamento stella triangolo può abbassare di molto la potenza per l'avvio?
L'inverter trifase ha costi molto maggiori de quello monofase?

grazie
fabio

[MarcoD]

I dati che ho comunicato sono stati misurati mentre il motore funzionava a vuoto intendendo collegato al mulino ma con mulino senza il prodotto all'interno (almeno è quello che io ho capito, posso richiedere informazioni) e a pieno cioè con prodotto all'interno. Se capisco bene la potenza a vuoto dovrebbe invece essere minore di quella a carico ?
Minore, pensa alla mola dell'arrotino, per mantenerla in rotazione con la manovella, basta poca fatica, quando applichi il coltello da affilare, fa attrito e rallenta e occorre faticare per mantenerla in rotazione. Mentre in meccanica la potenza in watt è uguale al prodotto di coppia per la velocità, in elettrotecnica la potenza (apparente) in watt è tensione ai morsetti per la corrente che li attraversa (quasi, in corrente alternata c'è di mezzo un cosfi che tiene conto dello sfasamento)

Se ho ben capito non hai ancora scelto/acquistato l'inverter; come sono state candotte le prove sui motori ? Alimentandoli con un gruppo elettrogeno ?
Che frequenza genera 50 Hz, 60 Hz ? Una forma d'onda quasi sinusoidale o quadra?
Che strumenti (multimetro, amperometro a pinza) sono stati adoperati ?

Per permetterci di capire meglio le complessità, invia una immagine del quadro elettrico del comando motore. Esiste un interruttore ON/OFF o due pulsanti marcia e arresto e un teleruttore ?
Anche altre immagni di insieme sarebbero gradite.

Con la connessione a stella, a pari tensione di alimentazione, la potenza assorbita è un terzo di quella assorbita con la connessione a triangolo. La corrente è quindi 1/radice quadrata di 3 = 1/1,73.

Il motore asincrono è un ottimo motore robusto. dopo che è avviato, ma durante l'avviamento assorbe molto ed eroga poca coppia.

Per il costo dell'inverter trifase, non saprei dovrebbe esssere minore del doppio di un inverter monofase di pari potenza. Ma vuol dire cambiare motore e interruttori, ecc.
Spero che qualche esperto elettrotecnico EY, ti possa rispondere meglio di me.


Ti allego il rimando a un esempio di pinza amperometrica/voltmetrica di costo basso per fare delle misura , è la prima che ho trovato nel web , non la possiedo e non la pubblicizzo.

https://it.trotec.com/shop/pinza-ampero ... group+%231

[attilio]

Che frequenza genera 50 Hz, 60 Hz ? Una forma d'onda quasi sinusoidale o quadra?
Che strumenti (multimetro, amperometro a pinza) sono stati adoperati ?

ehm, già fanno difficoltà a capirsi se la corrente la misurano a vuoto o sotto carico

non è il mio campo e non ho idea dell'irraggiamento medio in Burkina Faso, ma per garantire il funzionamento di un motore con potenza all'asse di 4 kW, credo serva una potenza complessiva dei pannelli maggiore di 6 kWp, poi l'inverter e tutto il resto (o quasi)

ma un generatore endotermico? mi pare di leggere tra le righe che il gasolio li è un problema (non ho idea se sia reperibile né a che prezzi)

in ogni caso non confondere la corrente con la potenza, negli ultimi messaggi in cui pensavi di adottare un motore trifase, ragiona sempre secondo la potenza richiesta dal carico

[fabio111]

Minore, pensa alla mola dell'arrotino, per mantenerla in rotazione con la manovella, basta poca fatica, quando applichi il coltello da affilare, fa attrito e rallenta e occorre faticare per mantenerla in rotazione. Mentre in meccanica la potenza in watt è uguale al prodotto di coppia per la velocità, in elettrotecnica la potenza (apparente) in watt è tensione ai morsetti per la corrente che li attraversa (quasi, in corrente alternata c'è di mezzo un cosfi che tiene conto dello sfasamento)
OK, è chiaro, cerco di capire se hanno trascritto male i dati misurati con pinza amperometrica

Se ho ben capito non hai ancora scelto/acquistato l'inverter; come sono state candotte le prove sui motori ? Alimentandoli con un gruppo elettrogeno ? con gruppo elettrogeno da 5Kw ma non funzionava bene, il motore a volte si fermava
Che frequenza genera 50 Hz, 60 Hz ? Una forma d'onda quasi sinusoidale o quadra? Non ho l'informazione
Che strumenti (multimetro, amperometro a pinza) sono stati adoperati ? amperometro a pinza

Per permetterci di capire meglio le complessità, invia una immagine del quadro elettrico del comando motore. Esiste un interruttore ON/OFF o due pulsanti marcia e arresto e un teleruttore ?
Anche altre immagni di insieme sarebbero gradite. c'è solo un interruttore OFF/ON da quanto ricordo. Non sono sul posto ma nei prossimi giorni invio immagini di tutto.

Con la connessione a stella, a pari tensione di alimentazione, la potenza assorbita è un terzo di quella assorbita con la connessione a triangolo. La corrente è quindi 1/radice quadrata di 3 = 1/1,73. OK, quindi mi sembra di capire che un motore trifase sarebbe una buona soluzione. Siccome ci sono altre 2 macchine da far funzionare (non contemporaneamente) con motore monofase 1,5 kW e 2,2 kW, chiedo se con un'inverter trifase posso far funzionare anche queste.

[fabio111]

Che frequenza genera 50 Hz, 60 Hz ? Una forma d'onda quasi sinusoidale o quadra?
Che strumenti (multimetro, amperometro a pinza) sono stati adoperati ?

ehm, già fanno difficoltà a capirsi se la corrente la misurano a vuoto o sotto carico

non è il mio campo e non ho idea dell'irraggiamento medio in Burkina Faso, ma per garantire il funzionamento di un motore con potenza all'asse di 4 kW, credo serva una potenza complessiva dei pannelli maggiore di 6 kWp, poi l'inverter e tutto il resto (o quasi)

ma un generatore endotermico? mi pare di leggere tra le righe che il gasolio li è un problema (non ho idea se sia reperibile né a che prezzi)

in ogni caso non confondere la corrente con la potenza, negli ultimi messaggi in cui pensavi di adottare un motore trifase, ragiona sempre secondo la potenza richiesta dal carico

Un generatore endotermico sarà l'ultima scelta, perché fa molto rumore, aumenta i costi di produzione e soprattutto non permetterà la certificazione biologica del prodotto finale. Ma se non si riesce a trovare una soluzione diversa faremo così.
Il mio dubbio è se i mtori monofase o trifase con inverter possono realmente funzionare senza batteria. Se ho questa certezza cominciamo a installare l'impianto solare e poi si vede come fare, altrimenti non si può fare niente perché le batterie qui con il caldo durano poco oltre a costare molto perché vengono importate.