Domande Varie Sugli Inverter

[stefano_]

Salve a tutti,

A breve dovrei installare un inverter su di un trapano a colonna ecome sempre mi affidò a voi per avere chiarimenti anche basilari !!!

- l'inverter dovrà comandare un motore da 1 / 1,5 kw 1400 giri 400v

e tale motore dovrebbe poter girare da 220 giri min (8 Hz) a 2800 giri ( 100 Hz)

...... È fattibile oppure le frequenze sono troppo esasperate e quindi mi conviene comunque utilizzare anche delle riduzioni mediante cinghia / pulegge ?

- ho visto che ci sono inverter con ingresso monofase ed uscita trifase ..... quando vengono utilizzati !!??

Per ora ....ma solo per ora mi fermo qui

Grazie

[Livio Orsini]

E' sempre meglio utilizzare anche cambi di velocità meccanici.

Comunque un inverter decente, in modalità vettoriale sensorless, fa egregiamente l'escursione di velocità che hai previsto. Resta da verificare se il motore sopporta velocità doppie della nominale.

Modificato: 27 febbraio 2014 da Livio Orsini

[stefano_]

Ciao Livio e grazie dell'informazione, ma se dici che un inverter decente fa egregiamente l'escursione di velocità che ho previsto perche dici che è sempre meglio utilizzare cambi di velocità meccanici ?
Vorrei evitare un cambio meccanica in quanto pensavo di mettere dei pulsanti per settare la 4 / 5 velocita in modo tale da non dover stare a spostare la cinghia o a spostare la leva del cambio meccanico !!!

Grazie.

PS: per quanto riguarda il motore acquisterei un motore su misura idoneo a tale scopo e nel caso anche servo ventilato !

[lelos]

ciao

per me a 8 hz lo fermi "con un dito"

dimenticavo

a 8 hz serve un motore con ventilazione forzata

[Livio Orsini]

per me a 8 hz lo fermi "con un dito"

Certo se usi un ciofeca in modo V/f.

Se usi un vettoriale decente a 8 Hz da oltre lo 80% della coppia nominale; quelli veramente validi, magari accoppiati con un ottimo motore come la serie DTC ABB (ma anche altri), danno oltre il 90% della coppia nominale. Se poi si usano in modo vettoriale con reazione hanno prestazioni di coppia paragonabili ai motori in continua.

a 8 hz serve un motore con ventilazione forzata

Motori a ventilazione forzata sono obbligatori se si lavora, non solo istantanemente, dai 40 Hz in giù.

Praticamente tutti i motori seri da accoppiare ad inverter vettoriali hanno la ventilazione forzata.

ma se dici che un inverter decente fa egregiamente l'escursione di velocità che ho previsto perche dici che è sempre meglio utilizzare cambi di velocità meccanici ?

Perchè quando lavori oltre i 50 Hz lavori in regime di potenza costante, quindi perdi progressivamente coppia con l'aumentare della velocità

Ci sarebbe il modo di arriva a circa 87 Hz a coppia costante, però bisogna ottimizzare bene l'inverter ed avere un potore che sia in grado di rendore 1.7 volte la potenza nominale.

Io lo sconsiglio a meno di avere una discreta esperienza nell'uso di inverter.

Modificato: 27 febbraio 2014 da Livio Orsini

[stefano_]

sopra gli 87 Hz problemi di coppia non ce ne dovrebbero essere in quanto a quella velocita la coppia richiesta è poca ( fori con punte da 4 su alluminio !!)

comunque grazie come sempre dei vostri preziosissimi consigli !!!

[robyelara]

Buonasera a tutti, io ho a che fare con inverter ABB ACS che per la mia limitata esperienza fanno di tutto,ma non sapevo che si potesse portare un motore al doppio della velocità nominale, probabilmente non mi sono mai spinto oltre i 65 Hz .Per me è' una cosa nuova.

Ma non fai prima a montare un 2 poli?

[stefano_]

Ma non fai prima a montare un 2 poli?

il problema non è solo arrivare a 2800 giri ma è anche scendere a 200/300 giri !!

[robyelara]

dici che non riesci con un 2800? non so non ho mai avuto il piacere di fare un applicazione simile. Seguiro' la discussione fino alla fine, poi facci sapere che soluzione adotterai che ormai sono curioso.

Buona serata.

[stefano_]

dici che non riesci con un 2800?

Livio mi ha detto che già sto al limite con un 1400 ( lo devo portare ad 8 Hz circa ) figuriamoci con un 2800 !!!

comunque vi terrò aggiornati anche se credo ci vorrà un pò di tempo !!!

[Mario Maggi]

Non si sa niente sul tipo di servizio (continuo o intermitttente, e come), e sulle esigenze normative specifiche.

Sarebbe interessante calcolare la potenza quadratica media necessaria per il ciclo di foratura piu' impegnativo.

Io probabilmente metterei un motore trifase da 0,75 kW o da 1,1 kW ad alto rendimento, 230/400 V, 50 Hz, collegato a triangolo, inverter impostato per erogare 400 V a 87 Hz, frequenza massima 150 Hz.

Il motore deve essere buono, ben equilibrato almeno fino a 3000 rpm, molto probabilmente non servira' la servoventilazione se il motore sara' montato in modo da dissipare calore sulla struttura del trapano. Consumera' meno, e sara' piu' silenzioso. Inoltre costera' meno e l'impianto elettrico sara' semplificato. Il motore potra' essere aiutato a raffreddarsi curando l'emissivita' infrarossa delle sue superfici. Una buona emissivita' puo' far aumentare anche del 4...5 % la dissipazione termica per irraggiamento, a costo zero.

L'inverter - come sempre - dovra' essere dimensionato in corrente, quindi per quella a triangolo.

Ciao

Mario

Modificato: 28 febbraio 2014 da Mario Maggi

[stefano_]

Ciao mario e grazie delle info anche se la mia ignoranza non mi permette di apprezzare fino in fondo !!!

Per quanto riguarda l'utilizzo diciamo che al massimo può lavorare un paio d'ore in continuo ,

le maggiori lavorazioni vengono effettuate a 2800 giri circa ..... Perché parli di 150 Hz non conviene un 1400 giri ed arrivare al massimo a 100Hz ??

Grazie

[Livio Orsini]

Perché parli di 150 Hz non conviene un 1400 giri ed arrivare al massimo a 100Hz ??

Si è riservato un discreto margine di sovra velocità.

Da quanto ho capito può capitare che il motore possa lavorare per parecchi minuti a frequenza molto inferiore a 40 Hz, dovendo erogare buona parte della coppia nominale, quindi non sono assolutamente d'accordo sull'eliminare la ventilazione assisitita. Per conto mio non solo la dissipazione di calore attraverso il corpo macchina non è sufficiente, ma soprattutto non è assolutamente omogeneo; si rischia di avere sovrariscaldamenti di alcune parti degli avvolgimenti.

Non credo che su di un trapano la rumorosità della piccola ven tola di raffreddamento cambi radicalmente la rumorosità totale della macchina. In quanto ai costi meglio spendere qualche decina di euro in più inizialmente per avere la sicurezza di una buona affidabilità. Dover mettere pezze poi costa sempre molto di più.

Se poi, come sembra, non è una macchina prodotta in grande serie questo risparmio non è assolutamente significativo

Come ho scritto nel #5 la pratica di sfruttare a coppia costante un motore sino 1,73 volte la sua velocità nominale, è abbastanza delicata, da considerare solo se si conoscono bene le macchine elettriche.

Da ultimo, ma non meno importante. Non eliminare la trasmissione a cinghia. E' una sicurezza in caso di blocco dell'utensile. E' un insgnamento che mi ha "martellato" nella testa, più di 50 anni fa, il mio insegnante di tecnologie meccaniche (tal ing. Merkel ); sosteneva giustamento che la possibilità di slittamento di questa trasmissione può scongiurare eventuali danni maggiori.

Modificato: 1 marzo 2014 da Livio Orsini

[stefano_]

Ciao Livio e grazie,

nel post # 5 scrivi :

Come ho scritto nel #5 la pratica di sfruttare a coppia costante un motore sino 1,73 volte la sua velocità nominale, è abbastanza delicata, da considerare solo se si conoscono bene le macchine elettriche.

secondo me per la mia applicazione problemi di coppia a 2800 giri non ce ne dovrebbe essere in quanto a questa velocità vengono effettuati solo fori con punta da 4 su alluminio ,

Credo che l'unico problema su sulle basse velocità !

Non credi ?

PS: come lavora un vettoriale sensorless ?

[Livio Orsini]

Quale coppia sia necessaria lo devi sapere tu.

Certo se fai un fore del 25 nella ghisa la coppia necessaria è molto differente da quella per un foro del 4 nell'alluminio.

Se come dici tu ad alta velocità non ci sono problemi di coppia perchè eseguiresti solo fori di piccolo diametro su materiali abbastanza teneri, a maggior ragione è il caso di considerare un 4 poli da 1400 rpm circa. A parità di potenza da il doppi dell commpia nominale di un 2 poli; ed a 2800 rpm, cioè a 100 Hz, avresti metà della coppia nominale che sarebbe identica a quello di un 2 poli di pari potenza; questo perchè la potenza è il prodotto della coppia per la velocità angolare.

In compenso riesci a scendere più in basso di velocità mantenendo la coppia al valore nominale o quasi.

Un buon inverter con controllo vettoriale sensorless, accoppiato con un buon motore, mantiene il valore di coppia prossimo al valore nominale anche a meno di 10 rpm.

Quando 20 anni fa il controllo vettoriale era lo stato dell'arte potevi vedere dei curiosi "giocattoli" espossti nelle fiere, per testimoniare della bontà del controllo di coppia da parte degli inverter.

In sostanza si trattava di un piccolo motore, 500 W circa corrispondenti ad una coppia di 0.35 kgm a 1400 rpm. All'albero motore si accoppia un'asta di 10 cm con una massa di 1000g circa all'estremità. Nella posizione orizzontale quest'asta esercita una coppia all'albero motore di 0.1 kgm.

L'andamento della coppia resitiva è sinusoidale; si passa dal massimo positivo quando è orizzontale da un lato (ore 3) al massimo negativo quando è orizzontale dall'altro (ore 9) in alto e basso la coppia resistiva è nulla.

Se fai ruotare il motore ad 1 rpm o anche meno puoi vedere quanto è valido il controllo. Un buon controllo permette la rotazione "rotonda" senza tentennamenti, con costanza di velocità.

Questo per spiegare come un controllo vettoriale permette di avere da un asincrono prestazioni molto simili a quelle di un motore in continua ad eccitazione separata.

Come ho detto prima l'inverter deve essere di buona qualità ed il motore anche. Se si trattasse di motori medio grnadi ti suggerirei l'uso di ABB DCT sia per inverter che per motore; a mio parere le prestazioni sono da anni ai vertici.

Ma anche Mitsubishi e Yaskawa sono ottimi; forse un poco più sotto trovi Toshiba e gli italiani della SIEI. Però questa è una mia opinione personale.

[stefano_]

Grazie Livio gentilissimo !!

ma non mi è chiara una cosa !!

tutti i vettoriali sono sensorless ?

Oppure è una caratteristica solo di alcuni ?

E soprattutto cosa significa sensorless ??

Grazie

[Livio Orsini]

tutti i vettoriali sono sensorless ?

Assolutamente no.

Anzi il controllo vettoriale dovrebbe avere un trasduttore di posizione per poter conoscere la posizione del rotore rispetto allo statore. Da circa 20 anni tutti i gli inverter a controllo vettoriale, di buona qualità, possono lavorare in modalità "sensorless", ovvero senza trasduttore di posizione. Questo perchè la capacità di calcolo dei processori usati permette di stimare, per mezzo di modelli amtematici precisi, la posizione del rotore.

Ovviamente le prestazione senza trasduttore sono inferiori a quelle con trasduttore. Nei casi in cui l'azionamento sia impiegato per sollevamenti è sempre consigliato l'uso del trasduttore di posizione.

Anche il controllo di coppia su 4 quadranti è pienamente disponibile solo in modalità "sensor".

Come sensore basta un encoder calettato sull'albero motore, anche se un rsolver è più indicato.

Spero di averti chiarito, anche se in modo semplificato, cos'è un sensorless.

Modificato: 4 marzo 2014 da Livio Orsini

[stefano_]

Si Livio gentilissimo ma allora un sensorless non ha per nulla l'ingresso per encoder ? Oppure c'è l'ha e può o meno essere utilizzato?

[ken]

dipende dal costruttore e dall'inverter stesso, ci sono inverter che possono lavorare con encoder ma anche in modalità sensorless. altri solo con encoder o solo in sensorless.

[stefano_]

Grazie

Gentilissimi

[stefano_]

Perdonate se riesumo questa discussione ma a breve dovremmo iniziare i lavoro ...

La domanda è:

Livio parlava di un vettoriale sensorless perché tramite encoder ( ma anche senza) l'inverter sa dove si trova il rotore.... Bene ma a cosa serve far sapere sll'inverter dove sta il rotore ?

Questo serve nel caso in cui devo fare un controllo posizione ma per un motore di un mandrino di un trapano a colonna ???

Come sempre perdonate l'ignoranza !!!

[Livio Orsini]

La posizione del rotore relativa allo statore, stimata o misurata, è indispensabile per effettuare la regoalzione vettoriale, non ha nulla a che vedere con un controllo di posizione.

[Mirko Ceronti]

[stefano_]

ho dato un occhiata sul sito rs per es. e sulla voce frequenza di uscita leggo:

500Hz

oppure

0 - 500Hz

cosa cambia fra le due ?

e poi una frequenza così elevata quando viene utilizzata ?
Si insomma qui è un problema arrivare a 100 Hz e questi ne tirano fuori ben 500 !!!

Grazie per l'aiuto.

Ps: sono andato subito a farmi un giro in bici !!

pss ecco il link

Modificato: 23 luglio 2014 da stefano_

[Livio Orsini]

Non cambia niente entrambi funzionano sino a 500 Hz. Ci sono motori che accettano anche frequenze maggiori. Io ho un elettromandrino che lavora a 13600 Hz.

Certo che un motore progettato e costruito per lavorare a 50 Hz, checchè ne dica qaulcuno io non lo farei lavorare oltre i 100 Hz, speciealmente se è di qualche kW.