due domandine di elettronica

[serbring]

cos'è un inverter? ed un resolver? A cosa servono ad un motore elettrico?

[TXFW]

L'inverter e' un'apparecchiatura elettronica che permette di generare corrente alternata a frequenza variabile.

Il resolver e' un sensore angolare di posizione.

Per un motore elettrico in corrente alternata l'inverter e' usato per farlo girare a velocita' variabile (con la frequenza). Il resolver puo' essere usato per misurare la velocita', ma in genere lo si usa per posizionare il motore (per esempio un mandrino in cui bisogna inserire un utensile con un angolo specifico).

[serbring]

Originariamente inviato da TXFW
L'inverter e' un'apparecchiatura elettronica che permette di generare corrente alternata a frequenza variabile.

Il resolver e' un sensore angolare di posizione.

Per un motore elettrico in corrente alternata l'inverter e' usato per farlo girare a velocita' variabile (con la frequenza). Il resolver puo' essere usato per misurare la velocita', ma in genere lo si usa per posizionare il motore (per esempio un mandrino in cui bisogna inserire un utensile con un angolo specifico).

Grazie mille, ora capisco perchè certe cose, infatti si usano nei motori asincroni.... Mi sapresti chiarire anche il perchè per muovere un'asse c'è bisogno di un motore che sviluppa una potenza costante, e per muovere un mandrino ci vuole una coppia costante?

[TXFW]

In realta' dipende dai giri.

Sia che lavori con motori in corrente continua che con motori a corrente alternata, puoi avere un campo di utilizzo a coppia costante e un campo di utilizzo a potenza costante.

Prendo come esempio il motore in continua e poi espando il concetto.

La coppia del motore e' un valore che dipende da come e' costruito il motore, da una costante e dalla corrente di campo (o corrente di eccitazione, come preferisci).

La potenza e' quella roba li' moltiplicata per il numero di giri.

Di conseguenza hai due modi per aumentare il numero di giri.

Puoi mantenere costante la coppia e aumentare la potenza, oppure puoi mantenere costante la potenza e ridurre la coppia.

Partiamo dal motore fermo, con la corrente di eccitazione fissa.
Per aumentare la potenza meccanica (che e' zero) sviluppata forniamo potenza elettrica, aumentando la tensione di armatura.
La coppia e' fissa, la potenza aumenta, i giri aumentano.

Non possiamo aumentare la tensione all'infinito, di conseguenza se arrivati alla tensione nominale del motore i giri non sono sufficienti, iniziamo a ridurre la corrente di eccitazione (e di conseguenza la coppia) e aumentiamo ancora i giri.

Si puo' fare perche' in generale la coppia necessaria a mantenere in rotazione un mandrino non e' cosi' alta ad alti giri.

Un asse invece ha bisogno di molta coppia sempre. Perche' gli attriti sono diversi e perche' anche ad "alta" velocita' deve essere in grado di arrestarsi in modo rapido ed eventualmente invertire la direzione, per esempio se stai facendo una maschiatura.

In effetti si sono usati molto per gli assi i motori a magneti permanenti (niente avvolgimento di campo), nonostante tutti i problemi (smagnetizzazione dovuta a picchi di corrente d'armatura) che si portavano dietro.

I motori in alternata hanno un funzionamento meno intuitivo, ma simile.

La corrente di campo (e per quello che ci interessa qui esiste solo quella) e' legata al rapporto tra la tensione e la frequenza, normalmente identificato come rapporto V/Hz.
Tralasciando il momento dello spunto, in cui si fornisce molta tensione (e corrente) per spuntare, con un inverter si accelera il motore mantenendo il rapporto V/Hz (e dunque il campo) costante.
Insomma, se il motore e' un 380V - 50Hz a 25Hz gli si danno 190V.
Se arrivato a 380V i giri (che dipendono dalla frequenza e dal numero di poli del motore) non sono sufficienti si continua ad aumentare la frequenza mantenendo costante la tensione, di conseguenza riducendo il rapporto V/Hz, ovvero il campo, ovvero la coppia.

Non so se ho fatto troppa confusione. Fammi sapere.

[serbring]

ma sei un grande... ne sai di roba, studi o lavori nel settore dei motori elettrici?.....DI NUOVO GRAZIE!!!!CIAO!

[TXFW]

Ho lavorato per 5 anni con gli azionamenti a corrente continua e alternata.....

E' passato del tempo, ma non e' che sia cambiata la fisica

[serbring]

Originariamente inviato da TXFW
Ho lavorato per 5 anni con gli azionamenti a corrente continua e alternata.....

E' passato del tempo, ma non e' che sia cambiata la fisica

In 5 anni ne avrai imparate di cose...io invece le devo imparare per un'esame ... la materia è carina, hanno degli enormi pregi questi motori
scusa se ti disturbo ancora, ma ti volevo chiedere
-perchè nei motori brushless a fem sinousidale è necessario un trasduttore di posizione ad elevata risoluzione?
-qual'è il vantaggio di avere nei motori elettrici la quadratura dei campi magnetici di rotore e di statore?
Ti ringrazio CIAO!

[TXFW]

Originariamente inviato da serbring
-perchè nei motori brushless a fem sinousidale è necessario un trasduttore di posizione ad elevata risoluzione?

Il brushless puoi considerarlo come un motore a corrente continua (piu' o meno). Meglio ancora, consideralo come un magnete che gira agganciato a un campo magnetico.
La FEM sinusoidale genera il campo magnetico rotante a scalini (in realta' e' a scalini, non davvero sinusoidale, solo che gli scalini sono tanti).
Devi generare lo scalino corrispondente alla successiva posizione del rotore, per "attirarlo" li'. Quindi e' importante sapere dove si trova.
La spiegazione e' maccheronica, ma spero che con la spiegazione maccheronica e la spiegazione dei libri tu possa fare le somme.

-qual'è il vantaggio di avere nei motori elettrici la quadratura dei campi magnetici di rotore e di statore?

Non credo di avere capito la domanda.

[serbring]

Originariamente inviato da TXFW
Il brushless puoi considerarlo come un motore a corrente continua (piu' o meno). Meglio ancora, consideralo come un magnete che gira agganciato a un campo magnetico.
La FEM sinusoidale genera il campo magnetico rotante a scalini (in realta' e' a scalini, non davvero sinusoidale, solo che gli scalini sono tanti).
Devi generare lo scalino corrispondente alla successiva posizione del rotore, per "attirarlo" li'. Quindi e' importante sapere dove si trova.
La spiegazione e' maccheronica, ma spero che con la spiegazione maccheronica e la spiegazione dei libri tu possa fare le somme.

Adesso ci penso un po'

Non credo di avere capito la domanda.

per quadratura intendo che devono essere ortogonali le due risultanti, dei campi magnetici di rotore e di statore. Ora è un po' più chiaro?

[TXFW]

Originariamente inviato da serbring
per quadratura intendo che devono essere ortogonali le due risultanti, dei campi magnetici di rotore e di statore. Ora è un po' più chiaro?

No.

[serbring]

adesso mi rimane un po' complicato da spiegarti, perchè dato che non'ho capito bene il tutto farei un po' di casino. Senti mi sapresti spiegare un po' a grandi linee come funziona un motore asincrono e perchè il suo schema elettrico è così?
Inoltre sai il perchè un motore passo-passo se gira piano può perdere il sincronismo? Ancora grazie Ho questo esame lunedì e sto nella cacca, il professore per dei chiarimenti non si trova, a fare il corso eravamo pochissima gente, di cui la maggior parte non l'avevo mai vista, e non sò proprio a chi chiedere.

[TXFW]

Spero di non perdermi.....

Il motore asincrono devi considerarlo come una gabbia che gira. Quella dei criceti (o degli scoiattoli....).

Immagina due cerchi uniti da tante bandelle per fare un cilindro, ok? Quello e' il rotore.

Lo statore e' costituito da avvolgimenti.

Il punto e' questo. Se tu facessi passare negli avvolgimenti dello statore una corrente continua, si svilupperebbe un campo magnetico fisso e.... non succederebbe nulla.

Invece negli avvolgimenti metti una corrente alternata trifase, per cui il campo magnetico ruota (e guarda caso si chiama campo magnetico rotante).

Ruotando, le sue linee di flusso attraversano le bandelle del rotore.

Ora, pensa a un motore in continua o a una dinamo. Meglio la dinamo.
Crei un campo magnetico fisso con lo statore e fai ruotare il rotore. Gli avvolgimenti del rotore tagliano le linee di flusso del campo fisso e si genera una fem nel rotore. Gli ingredienti sono: un circuito (una spira), un campo magnetico e il movimento del circuito dentro il campo magnetico. Se manca uno degli ingredienti non generi nulla.
Il motore e' solo l'opposto, ovvero hai il circuito, la tensione applicata, il campo magnetico e generi il movimento.

Questa e' la chiave per capire il motore asincrono. All'inizio il rotore (la gabbia) e' fermo. Il campo magnetico ruota, dunque le sue linee di flusso tagliano le barre della gabbia, generando una fem (non importa che sia il rotore a ruotare o il campo magnetico). A quel punto la gabbia genera un campo magnetico suo, per cui diventa una elettrocalamita (molto maccheronico, di nuovo, ma penso potrai interpretare). Essendo un magnete, a quel punto si aggancia al campo magnetico rotante e ruota con lui.
Attento, perche' qui e' il trucco del motore asincrono.
Se la gabbia ruotasse esattamente alla stessa velocita' del campo magnetico rotante, le linee di flusso del campo magnetico non taglierebbero piu' i conduttori, per cui il rotore non sarebbe piu' un magnete e si fermerebbe. Pero', appena inizia a rallentare, taglia di nuovo le linee di flusso e riaccelera.
In realta' non e' che acceleri e rallenti, ma trova una situazione di equilibrio per cui ruota un po' piu' lentamente del campo rotante. Questo ritardo rispetto al campo rotante si chiama scorrimento e aumenta se aumenti il carico meccanico sull'asse del rotore (se aumenti lo scorrimento tagli piu' linee di flusso e generi piu' coppia motrice).
Prova a mettere le mani una di fronte all'altra, con le dita puntate. Ruota una mano in avanti e immagina l'altra che la segue cercando di rimanere sincronizzata. La prima mano e' il campo rotante, la seconda il rotore.
Se il carico meccanico cresce troppo il rotore si sgancia dal campo rotante (perde il sincronismo o se preferisci il passo) e si ferma. Non e' una bella cosa, la corrente nello statore cresce parecchio e scalda.

Il motore SINCRONO e' un motore asincrono dove la gabbia e' sostituita da un magnete (puo' essere un magnete permanente o un avvolgimento alimentato dall'esterno). A quel punto hai un grosso magnete che ruota agganciato al campo magnetico e basta.
Se carichi troppo si sgancia e si ferma.

Ora, sai che i giri nominali di un motore si calcolano come 120 x f / p,
dove f e' la frequenza e p il numero di poli dello statore.
Quindi se prendi un motore a due poli alimentato a 50 Hz gira a 3000 giri al minuto.
Se il motore e' sincrono la targa indichera' 3000 giri.
Se il motore e' asincrono la targa indichera' un valore in genere tra 2900 e 3000. Quel valore e' lo scorrimento al carico meccanico nominale.
Supponiamo che la targa indichi 2930 e che il motore sia da 10 cavalli.
La targa ti dice che se gli spremi 10 cavalli fara' 2930 giri. Se gli spremi meno (per esempio a vuoto, senza carichi sull'albero) girera' piu' forte perche' lo scorrimento necessario (la coppia) e' minore.

Il motore a passo e' riconducibile a un motore sincrono, ovvero a un magnete agganciato a un campo rotante. Nel caso del motore a passo, il campo viene fatto ruotare a passi (appunto) su diversi poli.
Supponiamo che il motore abbia sei passi. Avra' 6 poli (o tre coppie di poli). Supponiamo che vogliamo che il motore si fermi in una posizione (in corrispondenza di un polo). Diamo tensione alla coppia di poli che ci interessa e il magnete si orienta tra quei poli.
Poi vogliamo che si sposti di 60 gradi, per cui diamo tensione alla coppia successiva e il rotore si sposta di fronte a quella.
Se facciamo questa operazione in maniera continua, il rotore continua a girare e se la variazione di campo e' graduale gira "rotondo", non a scalini.

Il problema delle basse velocita' e' la coppia. Il motore in quelle condizioni ha poca coppia e se il carico meccanico e' troppo elevato potrebbe non riuscire a rimanere agganciato al campo magnetico, perdendo il passo e cercando di agganciarsi la prossima volta che il campo magnetico fa il giro. Pero' magari nel frattempo la velocita' di rotazione del campo magnetico e' aumentata, rendendo l'aggancio ancora piu' difficile.
Immagina di voler fermare con le dita (magnete) una girandola che sta accelerando (campo rotante). Se la agganci quando va piano fai cosa vuoi, se accelera non la becchi piu'.

[serbring]

Originariamente inviato da TXFW
Spero di non perdermi.....

Questo ritardo rispetto al campo rotante si chiama scorrimento e aumenta se aumenti il carico meccanico sull'asse del rotore (se aumenti lo scorrimento tagli piu' linee di flusso e generi piu' coppia motrice).

sei un grande ho capito come funziona un motore asincrono!!!!l'unica cosa che non'ho capito è perchè se aumento lo scorrimento aumenta la coppia? Senti un'altra cosa il professore ci ha detto che la gabbia a scoiattolo si usa per motori fino a 4 kW sopra si usa un'avvolgimento trifase a stella. come mai? GRAZIE MILLE mi hai aiutato parecchio. Sono 4 giorni pieni che studio avevo capito le formule ma in pratica come funzionava non l'avevo proprio capito.

[TXFW]

Originariamente inviato da serbring
sei un grande ho capito come funziona un motore asincrono!!!!l'unica cosa che non'ho capito è perchè se aumento lo scorrimento aumenta la coppia? Senti un'altra cosa il professore ci ha detto che la gabbia a scoiattolo si usa per motori fino a 4 kW sopra si usa un'avvolgimento trifase a stella. come mai? GRAZIE MILLE mi hai aiutato parecchio. Sono 4 giorni pieni che studio avevo capito le formule ma in pratica come funzionava non l'avevo proprio capito.

Allora le spiegazioni maccheroniche funzionano .

Vediamo di completarle.

Per il discorso scorrimento-coppia pensa a questo: lo scorrimento non e' una differenza di angolo (cioe', il rotore non e', supponi, 3 gradi indietro rispetto al campo magnetico), ma una differenza di velocita' (cioe' il campo magnetico fa 3000 giri al minuto e il rotore ne fa solo 2950).
Torna alla dinamo. Se la velocita' del rotore e' piu' alta, la tensione generata e' piu' alta. Il motivo e' che nella dinamo il campo magnetico e' fisso. Aumentando la velocita' del rotore aumenta la velocita' con cui le spire tagliano le linee di flusso e dunque aumenta la fem.
Quindi, piu' velocita' = piu' fem e viceversa nel motore.

Nel motore asincrono lo scorrimento e' una differenza di velocita' tra rotore e campo magnetico, ovvero tra spira e linee di flusso. Piu' alta la differenza di velocita', piu' alta la fem, ecc.

Per la costruzione del motore, la gabbia di scoiattolo e' comoda per capire come funziona. In realta' puo' essere fatto in qualunque modo, purche' ci sia un circuito chiuso libero di ruotare nel campo magnetico. Come lo costruisci dipende dalle esigenze e dalla potenza. Probabilmente quello che vuol dire il prof. e' che costruire una gabbia che possa gestire piu' di 4 kw sarebbe poco pratico.

[serbring]

Originariamente inviato da TXFW
Allora le spiegazioni maccheroniche funzionano .

Vediamo di completarle.

Per il discorso scorrimento-coppia pensa a questo: lo scorrimento non e' una differenza di angolo (cioe', il rotore non e', supponi, 3 gradi indietro rispetto al campo magnetico), ma una differenza di velocita' (cioe' il campo magnetico fa 3000 giri al minuto e il rotore ne fa solo 2950).
Torna alla dinamo. Se la velocita' del rotore e' piu' alta, la tensione generata e' piu' alta. Il motivo e' che nella dinamo il campo magnetico e' fisso. Aumentando la velocita' del rotore aumenta la velocita' con cui le spire tagliano le linee di flusso e dunque aumenta la fem.
Quindi, piu' velocita' = piu' fem e viceversa nel motore.

Nel motore asincrono lo scorrimento e' una differenza di velocita' tra rotore e campo magnetico, ovvero tra spira e linee di flusso. Piu' alta la differenza di velocita', piu' alta la fem, ecc.

Per la costruzione del motore, la gabbia di scoiattolo e' comoda per capire come funziona. In realta' puo' essere fatto in qualunque modo, purche' ci sia un circuito chiuso libero di ruotare nel campo magnetico. Come lo costruisci dipende dalle esigenze e dalla potenza. Probabilmente quello che vuol dire il prof. e' che costruire una gabbia che possa gestire piu' di 4 kw sarebbe poco pratico.

wow, tutto chiaro.... il risultato del mio esame sarà anche merito tuo Toglimi una curiosità ma tu sei del texas?

[TXFW]

Diciamo che sono un italiano che vive e lavora in Texas

[serbring]

ah però....come sono gli states?se ne sente tanto parlare sembra oro, tutto bello, tutto spettacolare e sono curioso di sapere se è vero...

[TXFW]

Dove sono io e' notevole.

Nel senso che i servizi sono eccellenti e l'ambiente ottimo. Per dirlo in maniera piu' vicina a una persona che vive in Italia, come esempio, i servizi pubblici sono davvero servizi. L'impiegato delle poste, il poliziotto, l'impiegato dell'ufficio dove fai l'esame per la patente, insomma, un po' tutti, sono dipendenti del contribuente al servizio del contribuente. Non i "rappresentanti dell'Autorita'". La "A" maiuscola e' voluta, sempre per confronto.

Diciamo che a Fort Worth, per trovare un posto dove non vuoi andare di sera devi andare alla stazione dei Greyhound o nella parte sud est della periferia.

Il resto e' buono. Anche in centro e' molto bello. Tutto illuminato, locali aperti, bella gente in giro.

Non vale per tutta "l'America", ma capisci che essere in un posto dove puoi approfittare dei vantaggi senza pagare con gli svantaggi non e' male.

[serbring]

in effetti é vero in Italia i servizi pubblici é un casino un po' dappertutto. Due mesi fa sono andato al pronto soccorso perché ero caduto in bici, ho aspettato 3 ore e mezzo e mi hanno trattato male..Ma tu abiti in una grande cittá?
Oggi ho fatto l'esame la parte sugli asincroni penso di averla passata, mentre la parte sui motori cc e sui brushless no. Vedo di rifarla. Senti potresti spigarmi il perché in un brushless a fem sinousidale i magneti sono sfalzati un po lungo l'asse longitudinale del rotore?

[TXFW]

Abito in una piccola citta' (Benbrook) attaccata a una grande citta' (Fort Worth), per cui diciamo si', abito in una grande citta'.

Non so perche' i magneti dei brushless siano sfalsati lungo l'asse longitudinale. L'unica cosa che mi viene in mente e' che sposti il punto di applicazione della coppia motrice distribuendolo lungo la lunghezza, ma e' proprio buttata li'. Meglio cercare qualcosa in rete.

Ciao.