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Regolazione velocità asincrono

Generalità sugli azionamenti

Gli azionamenti a velocità variabile, un insieme costituito dal motore elettrico (attuatore) dal sistema elettronico di alimentazione e controllo coadiuvato da trasduttori di posizione e velocità,  oltre ad essere, per certe applicazioni, assolutamente indispensabili, consentono un'ottimizzazione dei processi con incremento di produzione e miglior rendimento degli impianti. Spesso si ottiene un risparmio energetico se si può disporre di una rampa di accelerazione controllata e con certi carichi, come pompe e ventilatori, una riduzione del 20% della velocità significa ridurre la potenza assorbita del 50%. L'azionamento può essere collegato mediante opportuno bus di comunicazione alle logiche di controllo (PLC e/o  PC) aumentando le potenzialità e la flessibilità del sistema di automazione.

Azionamento con asincrono

Il motore asincrono è, a grandi linee, un motore a velocità praticamente costante se la frequenza è costante. Nella zona di stabilità, che va dalla velocità di sincronismo alla velocità cui si ha la coppia massima, la caratteristica meccanica è in genere ripida e  la variazione di velocità è grossomodo del 10%. Se poi si tiene conto che la corrente non può superare il valore nominale che si ha alla velocità nominale cui corrisponde uno scorrimento sull'ordine del 3..5%, l'intervallo di variazione si riduce drasticamente, non potendo il motore sostenere per lungo tempo una velocità inferiore, per il surriscaldamento che l'intensità di corrente, superiore al valore nominale, determina. C'è dunque una variazione dipendente dal carico che non è controllabile in modo efficace modificando la tensione. Diminuendo la tensione diminuisce la coppia massima e  si ha, di conseguenza, una minor pendenza del tratto stabile, per cui, a parità di coppia resistente, la velocità diminuisce; però l'aumento dello scorrimento può richiedere al motore una corrente maggiore nonostante la tensione ridotta. E', in altre parole, una regolazione di scarsa efficacia.
Si può variare la velocità variando il numero di poli, ma questo comporta complicazioni costruttive degli avvolgimenti e consente un numero limitato di velocità (generalmente due).
La regolazione migliore si ottiene invece variando la frequenza, quindi la velocità del campo rotante o di sincronismo che è data da n0=60*f/p in giri/min (rpm) con f frequenza di alimentazione e p coppie polari dell'avvolgimento.
La variazione della frequenza richiede un circuito elettronico più complesso di un circuito elettronico che vari la sola tensione. Maggior complessità implica un maggiore costo ma il rapido sviluppo dell'elettronica ha fatto si che ,se qualche decennio fa un sistema di regolazione della velocità era un dominio assoluto del motore a corrente continua, la cui velocità è variabile con la tensione d'armatura, attualmente la regolazione di velocità con variazione di frequenza ottenuta con motori asincroni, sottrae sempre più spazi agli azionamenti in continua, che comunque non sono  scomparsi per le ancora migliori proprietà dinamiche del motore a cc. I motori asincroni hanno infatti un momento di inerzia più alto degli equivalenti in continua, il che ne peggiora dinamica. E' possibile utilizzare motori particolari, ma così si vanificano in parte i vantaggi dell' azionamento in ca


Un azionamento elettrico con un asincrono trifase è dunque essenzialmente costituito, oltre al motore, da un convertitore statico di frequenza  ed il vantaggio che esso offre rispetto all'azionamento in corrente continua è che l'asincrono, più semplice costruttivamente quindi meno costoso, non richiede manutenzione ed i convertitori statici hanno ormai raggiunto standard qualitativi che assicurano un'ottima durata nel tempo.

Variazione della frequenza


Le specifiche di un motore asincrono sono la tensione nominale Un, la potenza nominale Pn, la corrente nominale, la frequenza nominale fn, lo scorrimento nominale sn. Al valore nominale di tensione è legato il flusso magnetico al traferro, quindi la corrente a vuoto. La velocità di rotazione effettiva alla frequenza f se p è il numero di coppie polari ed s lo scorrimento è : n=60*(f/p)*(1-s)
Devono essere sempre rispettate le condizioni per il buon funzionamento del motore, che sono le seguenti:

  1. La corrente assorbita non deve superare il valore nominale per evitare aumento delle perdite nel rame e surriscaldamenti eccessivi;
  2. la tensione non deve superare il valore nominale per il quale è dimensionato l'isolamento;
  3. la corrente a vuoto I0, quindi il flusso polare al traferro da essa generato F(I0), quindi l'induzione massima nel ferro, legati dalle relazioni
    U1» k*f*F(I0)=K*f*BM in cui le costanti k, K riassumono parametri costruttivi fissi quali il fattore di avvolgimento, l'area della superficie polare ed il numero di poli, non devono superare i rispettivi valori nominali per non saturare il circuito magnetico ed evitare l'aumento di perdite nel ferro con conseguente surriscaldamento.


Le considerazioni che seguono per valutarne le prestazioni al variare della frequenza, si basano sul circuito equivalente semplificato e sono valide finché lo scorrimento è piccolo, tale cioè che si possa ritenere soddisfatta la condizione R12/s >>Xcc e per una frequenza non eccessivamente piccola in modo che si possa ritenere Xcc>>R1.
La corrente di rotore riportata allo statore, che sommandosi vettorialmente alla corrente a vuoto dà luogo alla corrente totale assorbita, è data da:

che, nelle ipotesi specificate, può essere approssimata con

I12 = s*U/(R12*1,73)

cioè la corrente assorbita è proporzionale allo scorrimento.


Per ridurre la velocità si diminuiscono frequenza e tensione mantenendo costante il rapporto U/f.
Poiché la tensione diminuisce, la corrente nominale si ha ad uno scorrimento che aumenta al diminuire della frequenza. La coppia che si ottiene con la corrente nominale è uguale alla coppia nominale perché il flusso si mantiene costante. Anche la coppia massima ottenibile rimane la stessa, mentre lo scorrimento a cui essa si verifica aumenta, poiché la differenza tra la velocità di sincronismo e la velocità cui si ha la coppia massima rimane costante: si ha il funzionamento a coppia costante. La caratteristica meccanica si sposta parallelamente a se stessa come mostrano i diagrammi di figura 1. La coppia di avviamento cresce, e la potenza ottenibile è proporzionale alla frequenza.


Si vede nei diagrammi, tracciati sulla base del circuito equivalente semplificato, che al di sotto di una certa frequenza la coppia massima diminuisce e si intuisce che per ottenere realmente, anche alle basse frequenze, una regolazione a coppia costante non è più possibile mantenere costante il rapporto U/f.
Occorre in realtà aumentare il valore dell'induzione massima BM, quindi aumentare la tensione, la quale deve essere ulteriormente aumentata in quanto la caduta ohmico-induttiva sull'avvolgimento primario non è più trascurabile. In questa situazione il circuito equivalente semplificato non schematizza più con sufficiente precisione il comportamento reale. Una formula empirica che potrebbe andare bene per calcolare la tensione di fase da applicare per motori trifase a 380 V è U=40+3,6*f. Ma come diremo la soluzione più efficace è un'altra.

Figura 1

Se si vuole superare la velocità di sincronismo, bisogna aumentare la frequenza rispetto al valore nominale. Aumentando la frequenza e non potendo, per il dimensionamento dell'isolamento superare la tensione nominale, il flusso magnetico diminuisce (deflussaggio). La coppia, con il motore che assorbe la corrente nominale, è inferiore alla coppia nominale. Essa diminuisce proporzionalmente all'aumento della frequenza, quindi della velocità. La potenza che il motore può erogare rimane costante e pari al valore nominale  è il funzionamento a potenza costante. Contemporaneamente diminuisce, ancora più rapidamente, la coppia massima, che, da un certo punto in poi diventa addirittura minore della coppia che parrebbe erogabile con la corrente nominale. Per velocità superiori il motore può lavorare erogando una coppia massima ottenuta da una corrente inferiore alla nominale. La potenza fornibile decresce all'ulteriore aumentare della frequenza, proporzionalmente. Quando il motore raggiunge la velocità massima ammissibile per ragioni di sollecitazione meccanica, non si può ulteriormente aumentare la frequenza di alimentazione.

La regolazione di velocità descritta, basata unicamente sulla variazione della frequenza con il controllo del rapporto U/f  è ottenuta con l'inverter più semplice, detto scalare. L'inverter è un alimentatore elettronico che trasforma una tensione continua in una tensione a frequenza variabile con possibilità anche di variarne il valore medio. La tensione continua è ottenuta dalla rete in corrente alternata mediante circuito raddrizzatore.


L'inverter scalare ha notevoli limitazioni alle basse velocità come osservato.

Gli inverter vettoriali consentono una modifica delle grandezze elettromagnetiche molto più efficace. Essi adottano un modello matematico più preciso del circuito equivalente semplificato, ma anche più complesso.  E' in grado di trattare correttamente  il comportamento della macchina in regime dinamico, oltre che stazionario. La matematica necessaria è abbastanza complessa ed astratta. Qui cercheremo di fornire un'idea dei concetti di base del modello. Occorre innanzitutto pensare a come la coppia si sviluppa. Il campo rotante delle correnti di statore genera delle correnti nel rotore che a loro volta producono un campo rotante che risulta fisso rispetto a quello di statore. L'interazione tra i due campi genera la coppia: il due campi si spingono con una forza che si trasmette per reazione ai loro supporto, statore e rotore. Il  rotore è mobile quindi la forza tangenziale trasmessa lo pone in rotazione. L'entità della forza, quindi della coppia, dipende dalla posizione reciproca dei due campi ed è massima quando i loro assi sono in quadratura.
Anche in una macchina a corrente in continua ad eccitazione indipendente, la coppia è determinata dai campi di statore e di rotore (la reazione di indotto) e dalla loro posizione reciproca. Nel caso della macchina cc però i due campi sono fermi anche rispetto allo statore. La corrente d'armatura produce un flusso magnetico, detto reazione di indotto, e la coppia è l'interazione dei flussi di statore (eccitazione) e rotore (armatura). I due flussi nella macchina cc possono essere regolati indipendentemente, intervenendo sulle correnti di eccitazione e d'armatura, mentre la loro posizione reciproca non cambia essendo l'asse del flusso di eccitazione coincidente con l'asse dei poli di statore, e l'asse del flusso di reazione determinato dalla posizione delle spazzole. I due assi sono sempre in quadratura, posizione che consente la coppia massima possibile. In generale  la coppia è data dal prodotto del flusso di statore per il flusso di rotore per il seno dell'angolo di sfasamento tra i loro assi magnetici. C=K*FR*FS*sinq . Questo vale anche per la macchina asincrona.  Le correnti di rotore producono un flusso che, per la legge di Lenz, richiama negli avvolgimenti di statore una corrente che lo annulla. Non è la totale corrente di statore che produce la compensazione ma una parte di essa. La corrente di statore viene perciò scomposta in due componenti tra loro in quadratura. Il flusso di rotore è proporzionale alla componente ad esso in fase id, cioè FR=k*id la quale non fornisce coppia ma unicamente compensa l'azione smagnetizzante della corrente di rotore. L'altra componente della corrente di statore, iq, può essere pensata come generatrice della parte di flusso statorico che interagisce con il flusso di rotore. Si ha in definitiva per la coppia un'espressione del tipo C=k'* id * iq. Un sistema di alimentazione in grado di regolare separatamente le due componenti della corrente è in grado di far funzionare l'asincrono come un motore c.c. ad eccitazione indipendente: regolando id si regola FR, con la regolazione di iq ad id costante si regola la coppia. Le due componenti si comportano  rispettivamente come la corrente di eccitazione e la corrente d'armatura di una macchina cc. Bisogna conoscere istante per istante l'asse del flusso di rotore per determinare id ed iq. Ciò richiede una notevole potenza di calcolo in tempo reale. L'evoluzione dei computer l' ha reso possibile. L'algoritmo che interpreta il funzionamento del motore sulla base del modello matematico è implementato nel software della scheda a  microprocessore di cui l'inverter è dotato, richiede la conoscenza di induttanze e resistenze, tra l'altro variabili per le variazioni di temperatura e delle condizioni di saturazione del circuito magnetico. Esso permette il calcolo in tempo reale della posizione del campo di rotore in base ai valori della corrente di statore modificando quest'ultima in modo da ottenere sempre la posizione più favorevole tra i due campi.

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Commenti e note

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di ,

La coppia dipende dal prodotto di flusso per corrente. La corrente non puo' superare il valore nominale e per mantenere il flusso costante, il che significa mantenere costante la coppia disponibile, occorre diminuire frequenza e tensione mantenendo costante il loro rapporto. Pero' non si arriva a tensione zero: a frequenze basse occorre aumentare il rapporto U /f. Per la tensione esiste un valore minimo abbastanza maggiore de zero perche' il motore possa partire e funzionare. Nell'articolo questa osservazione c'e' gia'.

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di ,

va bene...la cosa che volevo capire è semplicemente se per un motore 4 poli dichiarato nominale a 102Hz è possibile che il punto di divisione coppia costante/potenza costante sia a circa 2990 giri...ora capisco che è possibile! naturalmente ciò significa che lavora a potenza costante fino a circa 6000 giri. per finire...nella zona di funzionamento a coppia costante: la corrente è fissa al valore nominale e varia solo la tensione da 0 fino al valore nominale?

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di ,

Alla velocita' di sincronismo la coppia e' sempre nulla ovviamente, qualunque sia la frequenza. Se si alimenta con la frequenza nominale ed il carico applicato e' quello nominale, la velocita' e' inferiore a quella di sincronismo. La differenza relativa definisce lo scorrimento nominale. Quindi al di sotto della frequenza nominale, coppia disponibile costante; al di sopra potenza costante. Poiche' per avere a carico la velocita' identica alla velocita' di sincronismo corrispondente alla frequenza nominale, occorre aumentare la frequenza, a quella velocita' si e' gia' in zona di funzionamento a potenza costante. Quindi nel tuo caso, non puoi avere la coppia nominale a 3060 rpm perche' per arrivare a quella velocita' devi aumentare la frequenza oltre il valore nominale

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di ,

a tu mi vuoi dire che se il motorista mi da i dati nominali a 2990 giri/min e 102 Hz per un motore 4p, la coppia rimane costante fino a 3060 giri/min (60f/p)? e la potenza diventa costante oltre questa velocità? io non ne sarei così sicuro....secondo me quello è il punto di massimo rendimento!

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di ,

Non ho capito quale sia il problema: data la frequenza nominale ed il numero di poli, e' definita la velocita' di sincronismo per quella frequenza calcolabile con la solita formula. Per velocita' inferiori coppia disponibile costante; per velocita' superiori potenza costante.

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di ,

salve, si è detto che il punto in cui un motore smette di funzionare a coppia costante e inizia a lavorare a potenza costante è quello in cui si ha la velocità nominale. ora la mia domanda è questa: se ho un motore 4 poli 50Hz questo punto sarà a circa 1500 giri/min, ma se ho un motore con frequenza nominale 60Hz...questo punto si sposta a 1800 giri/min? capire dov'è questo punto diventa ancora più difficile quando si hanno motori a bassa tensione dove i dati nominali sono ad esempio: 16V 102Hz 2990 giri/min!!!! in questo caso come capisco l'andamento della curva???

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di ,

Roberto,
certo che esistono gli inverter monofase !.

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di Roberto Corsi,

Gentile professore. Gli inverter forniscono solo tensione trifase? Ce ne sono per regolare la velocità di motori asincroni monofase di potenza intorno a 500 Watt ? Grazie.

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di Alessandro,

Perche' pıuttosto che un inverter statico o vettoriale non si usano dei converter di frequenza al fine di regolare il numero di giri di un motore asincrono? Oppure un converter di frequenza e' un altro modo di chiamare l'inverter?

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di Franco,

Per quale ragione con un motore asincrono trifase 6 poli da 1,5 Kw controllato da un inverter di potenza equivalente non è possibile superare la frequenza di 100Hz? La potenza nominale richiesta a quel regime di frequenza è di soli 600W.

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di ,

Matteo

innanzitutto devi ricordare che la potenza effettivamente erogata dipende dal carico collegato all'albero. La tua domanda allora deve essere così formulata: aumentando la frequenza, la potenza disponibile aumenta o diminuisce? La risposta allora è: fino alla velocità nominale la potenza disponibile aumenta perché è uguale al prodotto della coppia per la velocità e la coppia disponibile è costante e pari alla nominale nella regolazione a U/f costante. Alla velocità nominale la potenza disponibile è la potenza nominale del motore, che non può più crescere, se non si vuole rovinare il motore. Dopo la velocità nominale tale potenza rimane costante.

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di matteo,

per variare la velocità si varia la frequenza,ma la potenza aumenta o diminuisce?

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di ,

Innanzitutto si sfrutta la piena potenza del motore, cosa che non è possibile a velocità inferiori a quella di sincronismo. Si ha inoltre un margine di coppia che è molto utile durante il transitorio od in condizioni anomale. Lavorando sotto la velocità di sincronismo si ha un margine di velocità che nel caso specifico non serve a nulla. Inoltre occorre valutare attentamente la coppia che il motore sviluppa. Se ad esempio necessita di una coppia prossima alla nominale, al di sotto della velocità di sincronismo è inevitabile prevedere una ventilazione forzata, altrimenti il motore si surriscalda.
Quando si sceglie un motore per un azionamento occorre fare in modo che il luogo dei carichi sia interno al campo di funzionamento del motore azionato dall'inverter. Vedere in proposito la seguente lezione

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di Ciccio,

Potrebbe chiarirmi il perchè della preferenza di operare nella zona a potenza costante per un motore collegato ad inverter (n0

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di ,

L'invito per domande di questo genere è di inserirle nel Forum. Se la velocità deve essere costante e pari a 1000 rpm, non si capisce la necessità di passare al quattro poli poiché è preferibile per un buon sfruttamento di un motore collegato ad inverter, che esso operi nella zona a potenza costante, quindi ad un velocità superiore a quella di sincronismo n0 (compresa tra n0 e 2n0).

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di Ciccio,

Ingegnere, se su un ventilatore di grossa taglia con motore asincrono a 6 poli regolato da inverter (velocità di rotazione imposta dal ventilatore circa 1000 giri/min), mantenendo lo stesso inverter e le stesse potenze richieste, cambio il motore con uno a 4 poli, in che modo possono modificarsi le prestazioni della macchina ? Grazie.

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di ,

Salvatore,
la potenza idealmente non cambia. La potenza meccanica è il prodotto di coppia per velocità. Raddoppiando i poli, dimezza la velocità e raddoppia la coppia. C'è però un'osservazione da fare. A parità di potenza meccanica il quattro poli avrà maggiori perdite nel rame, quindi un rendimento inferiore. Per ottenere esattamente la stessa potenza nominale del due poli potrebbe allora essere necessario migliorare il sistema di raffreddamento, oppure bisogna considerare per il quattro poli una potenza inferiore. Se si volesse mantenere identica la potenza persa nel rame nel due e nel quattro poli, immaginando che la sezione del rame nel quattro poli sia doppia di quella del due poli, la corrente nel quattro poli non può raddoppiare ma solo aumentare del 42%, quindi anche la coppia. Allora la potenza nominale del quattro poli diventa circa il 30% inferiore a quella del due poli. La potenza specifica, cioè i watt per ogni kg ottenibili, è tanto maggiore quanto più elevata è la velocità. Puoi leggere in proposito questo articolo

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di salvatore,

Salve professore. Vorrei porle una domanda. Vorrei sapere cosa acadrebbe ad un m.a.t.(in termini di potenza)a 2 poli se lo trasformassi in 4 poli. Se è possibile vorrei sapere le relazioni matematiche che giustifichino le eventuali variazioni. Grazie per la risposta

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di luca-meteo-6,

salve,gradirei sapere come posso variare nella maniera piu' economica possibile la velocita' di rotazione di motorini sincroni dell'ordine dei 10-15 w che ruotano tipicamente a 250 g./min a 50 hz e se e' possibile utilizzare piccoli inverter da auto magari modificando qualcosa per ottenere una 220 a frequenzA diversa.grazie
Risposta automatica: porre il quesito nel Forum di elettronica

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di ,

Non comprendo la difficoltà. La frequenza dello statore è imposta dalla rete. Quindi la velocità del cmr di statore è costante. Quella che varia è la velocità del rotore che deve essere sempre superiore per erogare potenza alla rete. Il convertitore statico adegua la corrente di rotore in modo da ottenere la caratteristica statica adeguata alla effettiva velocità del rotore.

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di Antonio Vullo,

Ho studiato il funzionamento del gruppo Kramer che era utilizzato come azionamento elettrico per la regolazione della velocità di un motore asincrono a rotore avvolto sul quale era possibile iniettare (attraverso un sistema di spazzole e anelli) un sistema trifase di tensioni regolabili in ampiezza e frequenza in modo tale da aumentare o diminuire le correnti indotte sul rotore e quindi regolare la velocità del motore Asincrono, agendo sulla corrente di eccitazione e sulla velocità all'albero di una macchina sincrona la quale generava queste tensioni. Il duale principio si ritrova a governare il funzionamento della Generatrice Asincrona utilizzata per la conversione di energia da fonte eolica; ovviamente in questo caso si utilizza un convertitore AC/DC - DC/AC PWM (che sostituisce la vetusta convertitrice rotante) il quale converte la forma d'onda sinusoidale della tensione "flottante" a frequenza aleatoria (dipendente dalla velocità del rotore) e prelevata dallo stesso, in una tesione a frequenza pari a quella di rete. Ciò che non ho capito è il motivo per cui le fasi dello statore della generatrice asincrona possono essere direttamente collegati alle barre di rete come viene evidenziato in alcuni schemi di principio visti sul web (ho cercato DFIG). Cioè, la domanda è la seguente: perché dai morsetti di statore si misurano (e si iniettano in rete) tensioni a frequenza pari a quella di rete? il rotore non ruota con una velocità diversa rispetto a quella di sincronismo? per generare, evidentemente lo scorrimento è negativo e se lo scorrimento è negativo significa che le amperspire rotanti statoriche ruotano con una velocità maggiore rispetto a quella del rotore. ma chi mi dice che le frequenze delle correnti statoriche hanno proprio la frequenza di rete? è sicuro che hanno una pulsazione pari alla velocità angolare del vettore di campo Galileo Ferraris Statorico, ma la velocità angolare di questo campo non dipende dalla velocità del campo Galileo Ferraris rotorico? Sono sicuro che la soluzione è semplice in quanto il principio è identico a quello del funzionamento del gruppo Kramer solo che nel gruppo Kramer si alimentava lo statore con la frequenza di rete e quindi trovo il riferimento, mentre dualmente, per il generatore eolico, non lo trovo.... può essere però... che il convertitore è bidirezionale e fornisce al rotore tensioni tali da portare la velocità al sincronismo e quindi.... se riesce a seguire il mio ragionamento (o combinato un pasticcio) può aiutarmi? grazie! Antonio

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di ,

La soluzione più semplice penso sia cambiare motore.

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di CICCIO80,

SALVE SONO UN INGEGNERE AERONAUTICO. aVREI BISOGNO DI POTER REGOLARE IL NUMERO DI GIRI DEL MOTORE DI UNA TURBINA ASINCRONA MONOFASE ALIMENTATA A 220V, 1.5 Kw. Non so come fare perchè mi hanno dtto che con gli inverter è difficile se non si tratta della 380. La prego prof Martini mi aiuti Grazie

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di ,

La scelta dell'inverter si fa in base alla corrente assorbita dal motore nella condizione più gravosa. Se ad esempio deve erogare una coppia Cmax a frequenze inferiori a 50 Hz, cioè nella zona di funzionamento a coppia disponibile costante costante, la corrente dell'inverter sarà uguale o superiore a I=In*Cmax/Cn essendo In e Cn, rispettivamente corrente e coppia nominale del motore.
Se si lavora oltre i 50 Hz, cioè in zona a potenza costante, detta w_max la velocità massima alla quale il motore deve erogare la coppia Cmax, si sceglie l'inverter in modo che la sua corrente nominale sia superioe a I=Cmax*w_max / Pn dove Pn è la potenza nominale del motore. In genere è comunque sufficiente che la corrente nominale dell'inverter sia uguale o superiore a quella nominale del motore. In genere è tollerabile un sovraccarico del 150% per un minuto o del 200% per mezzo secondo. Se i sovraccarichi che si prevedono sono maggiori occorre sovradimensionare l'inverter.

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di Gianni,

Una volta scelto il motore asincrono, secondo quali criteri si giunge all'individuazione dell'inverter da accoppiare a quel motore? ps. anche un esempio "tipo" mi sarebbe da aiuto.

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di Mauri,

sono uno studente di ing.meccanica e volevo sapere se esistono motori elettrici,o in generale degli azionamenti,che mi permettano di azionare un pistone con un ciclo(andata + ritorno)che dura circa un secondo e dove sia possibile programmare diverse velocita'istante per istante nel ciclo,cioe una pulsazione a velocita variabile.Grazie in anticipo

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di ,

Rotore avvolto, a gabbia semplice a doppia gabbia. Avviamento diretto, stella triangolo (inutile, ma si fa ancora), con autotrasformatore, con soft-starter, con inverter.

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di ,

Declassamento sta ad indicare una diminuzione della potenza erogabile. Generalmente è indicato in percentuale della potenza nominale. Il motivo del declassamento più o meno elevato nel caso di un azionamento a velocità variabile con variazione di frequenza è dovuto al fatto che la corrente assorbita non è sinusoidale ma contiene armoniche. Queste producono un aumento delle perdite nel ferro e nel rame. Se le modalità di dissipazione del calore non cambiano, poiché la temperatura massima per l'isolamento è sempre la stessa, la quantità di calore prodotto deve essere la stessa. Se il motore erogasse la potenza nominale però le perdite sarebbero maggiori di quelle previste, il calore sviluppato cioè superiore e la temperatura cui sarebbe sottoposto l'isolante eccessiva. Non rimane che pretendere dal motore meno di quello che la sua targa promette in termini di potenza. Il che equivale a considerarlo di potenza inferiore: in breve si dice declassarlo.

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di ,

Rifletti bene, Marco: ti pare abbia senso una domanda del genere? Il vantaggio è ciò che mette qualcosa in posizione favorevole rispetto a qualcos'altro. Con che cosa lo metti a confronto l'avviamento per trovarne i vantaggi? Un motore o sta fermo o si muove e per muoversi deve avviarsi. Ma un motore fermo serve a poco, a meno che non interessi solo farlo vedere. Quindi l'unica risposta che ti si può dare è circa il "vantaggio" dell'avviamento è che il motore avviandosi può fare il lavoro per cui è stato installato. Svantaggi non ce ne sono, a meno che il motore non parta quando non deve, oppure tenti di partire e poi si blocchi. Ma se questo succede c'è un errore dell'impiantista o del progettista del macchinario di cui il motore fa parte. Lo "svantaggio" dell'avviamento potrebbe allora essere che bisogna eseguire tutto a regola d'arte, occorre cioè un impianto adeguato affinché l'avviamento possa avvenire correttamente.

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di lorenzo,

sono uno studente di un istituto tecnico industriale e mi sarebbe utilissimo sapere quali sono i diversi tipi di rotore dei M.A.T. e i vari avviamenti che si possono realizzare

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di marco,

salve, sono uno studente elettrotecnico del quinto anno. desidererei sapere quali sono i vantaggi e gli svantaggi dell'avviamento di un mat con particolare riferimento alle grandezze elettriche(tensione e corrente) e meccaniche(coppia)

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di tredaser,

per quali ragioni un motore asincrono trifase alimentato a frequenza variabile viene declassato, e cosa si intende

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di ,

Alla prima ed alla terza domanda si risponde tenendo presente che la coppia è proporzionale al numero di coppie polari, a parità di tutto il resto. La seconda domanda è abbastanza insensata perché variando il numero di coppie polari cambia totalmente la velocità, quindi la pulsazione meccanica. Se il numero di coppie raddoppia la velocità a vuoto dimezza. Quella che è la velocità a vuoto con 2p poli è una velocità cui corrisponde una coppia in zona di funzionamento instabile quando la macchina ha p poli.

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di ten ten,

Cosa accade alla caratteristica elettromeccanica se si sceglie di regolare la velocità variando il numero di coppie polari? Quale è il valore della coppia motrice sulla nuova caratteristica a parità di pulsazione meccanica di rotore? Come si spostano sulla nuova curva i valori di coppia max e di coppia all'avviamento?

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di ricolino,

Un in bocca al lupo a tutti quegli studenti elettrotecnici che stanno al quinto anno e non sanno dove trovare la tesina... Ciao ciao...

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di Marcello,

E' possibile utilizzare un comune ventilatore da soffitto per generare corrente elettrica? Che modifiche sarebbero necessarie? Cordiali Saluti.

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di ,

Per variare in modo ampio la velocità di un asincrono non ci sono metodi alternativi: occorre un inverter.

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di Antonio,

Salve, vorrei porle una domanda. Devo realizzare un banco prova per una pompa a cilindrata variabile, azionata da un motore asincrono. Avendo necessità di effettuare delle prove a vari numeri di giri della pompa e quindi del motore, il sistema da Lei indicato potrebbe fare a mio caso?. Grazie per la disponibilità.

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di ,

La coppia resistente aumenta del 73% se varia con il cubo della velocità, mentre quella massima erogabile dal motore, che deve essere alimentato sempre alla tensione nominale diminuisce del 17%. Quindi il motore se già lavorava a 50 Hz alla coppia nominale si trova a dover lavorare a 60 Hz in prossimità della coppia massima a quella velocità con uno scorrimento eccessivo e, di conseguenza, una corrente eccessiva.

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di Riccardo,

Grazie. Quindi (quando il carico è una ventola ed a parità di tensione applicata)se la corrente assorbita è oltre il valore nominale a 50 Hz a maggior ragione lo sarà nella condizione di funzionamento a 60 Hz (mi attenderò una crescita di ordine cubico alla frequenza di alimentazione). E' corretto? Ancora grazie per la precisazione che vorrà darmi.

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di ,

La corrente assorbita dipende dal carico collegato all'albero. La coppia massima dipende dal quadrato della tensioni, quindi con una tensione che è inferiore del 2,5% della nominale si avrà una coppia massima inferiore del 5%. I calcoli teorici sul comportamento si hanno calcolando il circuito equivalente del motore, quindi con i dati della prova a vuoto, a rotore bloccato almeno.

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di Riccardo,

Buongiorno, vorrei prendere in esame il comportamento della corrente assorbita per un motore asincrono trifase, con dati di targa 400V, 60 Hz, 11 kW. Se io provo il mio motore alimentandolo a 390V e con f=50 Hz, quale sarè il comportamento che mi devo attendere dalla corrente rispetto alle condizioni nominali? Ringrazio sentitamente

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di Stefano,

Complimenti e grazie per il sito. Problema: un motore (700kW) a rotore avvolto originariamente a 6 poli viene riavvolto a 4 poli (sia statore che rotore) mantenendo il numero di conduttori per cava e la stessa lunghezza del rame per fase non varia significativamente. Lo statore resterà collegato a triangolo e il rotore a stella, come prima. La velocità passa da 1000 a 1500, ma la coppia?

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di ,

Il variac regola la tensione non la frequenza. E' un modo poco efficace in genere per variare la velocità che comunque si può adottare nel caso di ventilatori in quanto la coppia resistente offerta dal fluido è fortemente dipendente dalla velocità. La variazione della tensione modifica il valore massimo della coppia, quindi la pendenza del tratto di curva dove il motore ha un funzionamento stabile. Il punto di funzionamento, quindi l'effettiva velocità, si trova intersecando questo tratto con la caratteristica di resistenza del fluido.

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di margherita,

sto curando lo studio di un modulo di dissalazione solare nell'ambito della ricerca universitaria. il sistema è dotato di un piccolo ventilatore per la circolazione dell'aria umida all'interno di un percorso chiuso affinchè si recuperi il calore di condensazione. il motore del ventilatore è asincrono, monofase, 2 poli, 50Hz, tensione 220-240V, corrente 0,52-0,56A, potenza assorbita 91-103W. per regolarlo è stato usato un variac (trasformatore toroidale). vorrei sapere che cosa del motore riesco a regolare se agisco sulla manopola del variac dallo 0 al 100%. regolo la tensione di alimentazione e/o la frequenza? il mio problema è che devo correrale le diverse produzioni di distillato del dissalatorecon le diverse posizioni della manopola del variac, in modo da trovare la portata ottimale d'aria soffiata dal ventilatore per la massima efficienza del sistema. quali dati di targa dovrebbe avere il variac per un tale regolazione?

ringrazio per la gentile attenzione. sono già registrata nel vostro sito.

marykourimi@yahoo.it

 

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di ,

Uno degli obiettivi di Electroportal è aiutare chi ha desiderio di imparare e di impegnarsi. In bocca al lupo!

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di chiara,

grazie mille sarà grazie a lei ke riuscirò a prendere almeno 10/15 in sistemi!!!!e scusi del disturbo.la saluto

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di ,

Se si scende sotto la velocità nominale diminuendo la frequenza poiché si mantiene costante il rapporto tensione/frequenza, cioè il flusso, quindi la coppia, la potenza che è il prodotto di coppia per velocità, decresce.

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di chiara,

caro signor Martini io la ringrazio della risposta ma non ho ben afferrato il concetto avrei bisogno di una spiegazione un pò più ampia poichè ho gli esami di stato e ho bisogno del suo aiuto.se cortesemente può illuminarmi maggiormente gliene sarei grato.

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di ,

Quando scendi sotto la velocità nominale la potenza è decrescente.

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di chiara,

e se io dovessi regolare la velocità di un motore asincrono trifase con potenza decrescente?

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di ing. marco escobar,

le vostre nozioni mi sono state decisamente utili, invito l'autore a proporre altri testi informativi.cordiali saluti.

p.s. voto 10

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di Lex,

Con il termine Inverter vettoriali intende quelle macchine che basano il loro funzionamento sul modello matematico della trasforazione di Park?? Sarei curioso di avere informazioni più dettagliate sia a livello teorico che pratico sull'argomento. Può aiutarmi? Grazie

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