Motore a doppio avvolgimento ad anelli aperti - Siemens

[suibaf]

Cari amici,mi sono imbattuto con una macchina etichettatrice del 1982 (non avevo i peli sotto le braccia) che ha un motore siemens da 5,5KW a doppio avvolgimento ad anelli aperti (non so cosa siano, così mi ha detto per telefono il tecnico della macchina) 1100 giri. Viene azionato in maniera strana con un inverter siemens (io ne ho installati molti inverter) che prima di capire che era un'inverter se fatta notte. In maniera strana perchè contemporaneamente un'avvolgimento viene alimentato dall"'inverter" e l'altro avvolgimento da un contattore come se fosse un'avviamento normale.

Ora, siccome si prevede che l'inverter sia guasto vorrei sostituirlo con un siemens attuale cercando di utilizzare lo stesso motore e lo stesso riduttore. Il tecnico della macchina (ma credo che non sia sincero per ovvi motivi) dice che se si sostituisce l'inverter occorre sostituire anche motore e riduttore perchè essendo (il motore) un 1100 giri, l'inverter a valocità bassissime lavorerebbe a frequenze troppo basse e quindi lavorerebbe male. Premesso che sono disponibile a dare tutte le informazioni che mi chiediate vorrei essere illuminato sul da farsi da chi nel 1982 aveva i peli sotto le braccia (tipo Orsini od altri) ma anche da chi non ce li aveva, ma che ne sappia più di me. Vi ringrazio anticipatamente.

Buona domenica

[tecno]

Potresti cambiare solo il motore e prenderlo a 6 poli ( circa 1000 g/min ) risolvendo così il problema ; non mi soffermo a commentare il motore ad anelli aperti perchè non mi sembra il caso.

Ciao

Tecno

P.S. - Sottolineo che il problema del surriscaldamento del motore si ha quando si scende sotto i 10 Hz ( se non servoventilato ) per un periodo di

tempo abbastanza lungo o sottoposto a sforzi notevoli

[suibaf]

TECNO, lui diceva che il problema era per l'inverter a bassissime velocità!!

Fammi capire il problema degli anelli aperti

[taddeus]

anche io sono interessato a saperne di piu', tra gli asincroni 'strani' mi fermo al dahlander.

Ciao.

[Mario Maggi]

Caro Suibaf,

nel 1982 la coppia di spunto dei motori sotto inverter era un problema, e si sono adottate le soluzioni piu' strane. Ho visto e smontato tanti motori, ma dalla tua descrizione non riesco a capire se:

a) se si tratta di un motore ad anelli "fisici", cioe' un motore che non la gabbia di scoiattolo sul rotore, ma un avvolgimento trifase, con ciascuna delle fasi collegata ad un anello di bronzo, isolato elettricamente. C'e' poi un portaspazzole con tre spazzole che strisciano sugli anelli. Di solito questi motori, per la presenza del portaspazzole, sono piu' lunghi assialmente, e spesso non sono stagni, ma hanno una protezione IP23.

oppure

"anelli" potrebbe essere una traduzione malfatta. Si poterbbe trattare di una macchina americana con motore a 6 poli, con possibilita' di bypass su rete legato alla scarsa affidabilita' degli inverter di allora (ma e' proprio vero, se dopo 20 anni funziona ancora?) evitando la commutazione con contattori. Il motore in questo caso sarebbe un normale motore a doppio avvolgimento separato.

oppure

c) Si tratta effettivamente di un motore "strano", in tal caso mi piacerebbe approfondire.

Ciao

Mario

[rguaresc]

Credo di conoscere quell’applicazione.

Nel lontano passato, quando non c’erano gli inverter, si regolava la velocità usando motori ad induzione ad anelli permanentemente caricati con resistenze sul rotore. La regolazione avveniva per scorrimento con dissipazione di potenza nelle resistenze esterne. Con la comparsa dei primi inverter qualcuno escogitò la soluzione di caricare il circuito rotorico dell’asincrono con un inverter di bassa potenza preceduto dal raddrizzatore che rimandava la potenza in rete. E questo accadeva proprio circa 25 anni fa perché l’inverter per la piena potenza costava troppo. In quell’applicazione gli anelli del rotore non venivano chiusi dopo l’avviamento da ciò l’espressione di “anelli aperti”. La potenza raccolta dal rotore ed elaborarta dall’inverter, se il motore è un 4 poli è, a 1100 giri, circa 400/1500 della potenza trasmessa al traferro.cioè il 26%. L’inverter, insomma tratterebbe solo il 30 % circa della potenza resa di 5,5 kW

Magari l'inverter era un ripiego successivo dopo la guerra del Kippur.

Queste rare applicazioni avvenivano in un momento di transizione, con la discesa dei prezzi dell’inverter e il prezzo proibitivo del motore a rotore avvolto di oggi è meglio cambiare tutto.

Saluti

R.G.

[suibaf]

Tempo di fare le scansioni ed invio lo schema elettrico

[suibaf]

Ragazzi ho inserito gli schemi elettrici nel forum inerente ai plc perchè mi è sembrato di capire che solo li potevo inserire delle immagini.

Ciao

[Gabriele Riva]

suibaf+Jan 12 2003, 11:23 AM-->

certo!

Ho riportato di qua la il post

[Mario Maggi]

Senza ombra di dubbio, rguaresc aveva centrato la soluzione.

Trattasi di motore ad anelli, ottimo da regalare a www museoelettrico com

Sostituendo motore e inverter, tieni presente che questa configurazione aveva una coppia di spunto elevata; forse dovrai mettere un motore a 8 poli di pari potenza oppure a 6 o 8 poli di potenza superiore.

Ciao

Mario

[suibaf]

Certo che ne sapete una più del demonio. Grazie a tutti.

Ma i motori ad anelli sono ancora attuali? Se si a cosa servono?

Ho visto su internet delle aziende che li trattano ancora!!!!

[rguaresc]

Ciao Suibaf,

Ora che ho visto lo schema, se la macchina è ancora così, credo che ci siano vari problemi.

L’inverter è uno solo e i motori interagiscono fra loro.

Penso che chiudendo K14 all’inizio K16 resti a riposo, M2 M3 M4 partano a tensione ridotta dalle resistenze R4 e R5. Contemporaneamente M1 con K16 aperto funziona da trasformatore monofase genera tensione sulla linea di uscita e i tre motori partono con resistenza rotorica “virtuale” alta e corrente assorbita bassa.

A un certo punto si commuta K16 e i 4 motori vanno insieme. Avendo le uscite in parallelo beneficiano di una specie di “bilanciamento dei carchi” tendono cioè a lavorare con coppie uguali. Se si altera questo si deve riprogettare il trasportatore.

Se adesso i motori del trasportatore funzionano l’inverter è ancora buono e il problema è del solo M1

Se invece l’inverter è guasto davvero credo che dovrai cambiare tutto., non si può in questa macchina sostituire il solo M1 con un suo inverter dedicato.

Il motore ad anelli ha lo statore normale e si verifica nei modi consueti.

Il rotore ha un avvolgimento trifase o bifase che fa capo ai tre anelli. Se è trifase misurando le resistenze ai terminali devi trovare R, R, R. Se è bifase (probabile) devi misurare R, R, 2R.

Per provare il motore puoi anche staccarlo dal carico, chiudere in corto i tre morsetti del rotore e dare tensione. A vuoto il motore parte e va senza problemi come un motore a gabbia.

Saluti

R.G.

[Mario Maggi]

I motori ad anelli non hanno piu' alcun interesse per le potenze medio-basse. Su potenze molto elevate possono essere interessanti solo se la coppia di spunto richiesta e' elevata.

Ci sono poi applicazioni particolari dove si usa questo funzionamento:

rete trifase (es.: 50 Hz)

primo motore ad anelli alimentato da rete

dagli anelli viene prelevata una tensione a frequenza minore

secondo motore che usa questa frequenza minore, quindi gira a velocita' ridotta.

In pratica, i due motori equilibrano le proprie velocita' automaticamente, quando uno gira lento l'altro va veloce e viceversa.

Qualcuno li usa ancora su presse con forte inerzia (ma non si sono accorti che ci sono stati due salti tecnologici, ora si va col motore lineare), oppure nel sollevamento (ma i motori con inverter vettoriali danno prestazioni migliori).

Ciao

Mario

[suibaf]

X rguaresc:

no lo schema non è più così. Adesso esiste solo M1 gli altri motori non ci sono più.

Grazie di cuore a tutti.

[suibaf]

se cambio il motore (montando un 7,5kw 6 poli) e l'inverter dovrei risolvere il problema non credete?

(ovviamente devo rifare il quadretto di controllo)

Grazie

[Mario Maggi]

Col 7,5 kW 6 poli non ci metto la mano sul fuoco.

I motori ad anelli possono dare coppie di spunto molto alte (anche 600 %); se la macchina e' molto dura all'avviamento, il 7,5 kW con un inverter che da il 150% non basta (sarebbe molto a spanne 7,5 / 5 kW *150 /100 = 225 % di coppia di spunto).

Dovresti raccogliere un po' di informazioni per non sbagliare il dimensionamento; in ogni caso non dare garanzie se non sei certo del risultato.

Ciao

Mario

[suibaf]

Mario documentazione della macchiana non ho. Ti posso dire che agendo sulla puleggia del motore riesco a far girare la macchina con le mani. Non credo sia necessaria una grande forza. (la macchina è dotata tra l'altro di un grosso riduttore.

[Mauro Dalseno]

Una applicazione di questi motori particolari ad'anelli rotorici la vedo spesso nelle mie zone.Sono collegati assialmente su pompe da 600 lt/sec e mandano l'acqua sulle colline.La potenza di questi motori e' di 1050Hp,per l'avviamento vengono utilizzati adeguati teleruttori che inseriscono delle grosse resistenze a gradini.Il motore parte piano aumentando la sua velocita ad' ogni gradino poi alla fine l'ultimo teleruttore di avviamento mette in cortocircuito il rotore.Su questi motori faccio parecchia manutenzione e sono vecchi di almeno vent'anni!!Ad'ogni avviamento c'e' da star male dal rumore e dagli spunti di assorbimento iniziale veramente notevoli.

[bit]

Mi pare di capire che è l'inverter che è rotto, mentre il motore è efficiente. Se davvero è un motore ad anelli e l'inverter serve solamente da resistenza fittizia di regolazione, non dovrebbe essere un elettronica poi così complicata. Si potrebbe tentare una riparazione, se ha durato così tanto il sistema dovrebbe essere affidabile, magari si può anche migliorarlo con i nuovi componenti. Così risparmi di cambiare il motore, se effettivamente ci sono problemi di spunto eviti problemi. Se mi fai avere un po' di documentazione posso provare ad aiutarti. La mia e-mail è bit.mail[at]tin.it

[Mario Maggi]

x suibaf: non dici de la puleggia e' piccola o grande, comunque puoi calcolare tu la coppia: forza esercitata da una mano in senso tangente alla puleggia in kG x raggio puleggia in M = kGM . Se moltiplichi x 9,81 ottieni i Nm.

Questa coppia deve essere inferiore a 70 Nm (valuta tu se la componente di attrito di primo distacco - cioe' quella resistenza che si manifesta solo al primo istante) e' elevata o no. Questa forza puo non considerarla nel calcolo (il motore ha comunque una cioppia di spunto superiore alla nominale)

Ciao

Mario

[Mario Maggi]

bit+Jan 12 2003, 11:25 PM-->

CITAZIONE(bit @ Jan 12 2003, 11:25 PM)

Caro bit,

vorrai dire "funzionante", non efficiente.

L'efficienza (=rendimento) di quel sistema e' tale che se cambia il motore con un asincrono di classe Eff1 se lo ripagano da solo in poco tempo, grazie al risparmio energetico, poi cominciano a guadagnare e a inquinare meno l'aria senza sprecare potenza inutile. Perche' si guarda sempre e solo alla spesa immediata?

Ciao

Mario

[Mario Maggi]

Mauro Dalseno+Jan 12 2003, 08:01 PM-->

CITAZIONE(Mauro Dalseno @ Jan 12 2003, 08:01 PM)

Caro Mauro,

vedi sprecare CENTINAIA di kilowatt e resti impassibile?

Per questa classe di potenza ci sono ottimi inverter, e si puo' recuperare lo stesso motore eliminando le spazzole. Si elimina l'avvolgimento rotorico, e si montano delle barre di ottone coma gabbia di scoiattolo.

Effetti:

- aumentata affidabilita' del motore che non ha piu' spazzole

- migliorata dolcezza di funzionamento, senza scatti nei passaggi di velocita', niente colpi d'ariete nenache durante il rallentamento

- maggior efficienza, quindi risparmio energetico

- comandabile a distanza

- il sistema non crea buchi di tensione come l'attuale

- la ditta di Mauro lavorerebbe per un miglioramento ambientale, a vantaggio di tutti.

Ciao

Mario

[bit]

Sono d'accordo con te Mario. Il mio commento era dettato dalla mia piccola esperienza in fatto di macchine industriali, vedendo come è difficile convincere un cliente a rimodernare le vecchie e inefficienti macchine.

[Mauro Dalseno]

Abbiamo gia' chiesto preventivi a diverse ditte produttrici di inverter...ma il cliente almeno per ora non e' disposto a spendere cifre cosi' astronomiche per impianti che sono stagionali.