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birkof

Aumento rendimento motore asincrono

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birkof

Ciao a tutti,

ho una domanda.

Nell'azienda in cui lavoro si usano dei motori asincrono trifase per pilotare dei "trasloelevatori".

E' da poco che mi occupo di motori e azionamenti vari..Alcuni tecnici piu' esperti di me mi hanno detto che i motori costruiti per funzionare a triangolo 230v 50 hz, vengono in realta' collegati a stella ovvero con tensioni di fase 400v 85Hz. In questo modo si aumenta la coppia e il rendimento del motore. Mi rendo conto che la spiegazione e' poco precisa ma la riporto come mi e' stata raccontata da un'elettricista che non mi ha saputo dare ulteriori spiegazioni a parte la solita frase "non so ma tutti fanno cosi'..". Potrei avere informazioni a riguardo?

Grazie dell'attenzione.

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Mario Maggi

Caro Birkof,

su PLCforum c'e' stata una discussione recente su questo argomento. Se usi la funzione "cerca" e scrivi per esempio "triangolo" la trovi subito.

Comunque:

1) Non e' vero che aumenta la coppia

2) Non e' detto che aumenti il rendimento, anzi, spesso diminuisce

3) La potenza aumenta

Ciao

Mario

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birkof

Grazie dell'informazione,

avevo letto la discussione..ma quindi l'unico vantaggio che ottengo con il collegamento e' aumentare la potenza del motore? Visto che la coppia non aumenta allora aumenta la velocita' del motore? Non e' possibile aumentare ilrendimento del motore in nessun modo (suppongo che si possa agire sulla forma d'onda che l'inverter impone al motore...)?

Grazie

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Mario Maggi

Certo!

Aumenta la velocita' e la potenza, ma non in proporzione diretta.

Costruisci trasloelevatori o li impieghi?

Se li costruisci, puoi ottimizzare il rendimento in tanti modi, non solo agendo sull'inverter. Ci vuole pero' uno studio accurato per evidenziare i punti deboli dove si puo' intervenire.

Se li usi solo, hai meno possibilita'. Tieni presente che i rendimentio dichiarati dai motoristi sono sempre riferiti a motori che funzionano stabilmente a velocita' fissa. Nel caso del trasloelevatore ci sono invece frequenti accelerazioni e rallentamenti.

Ciao

Mario

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birkof

I trasli li costruisco ma io intendevo aumentare il rendimento una volta costruito il traslo senza adottare criteri costruttivi particolari... Effettivamente posso agire sul profilo di velocita' imposto al motore..non ci avevo pensato. Il rendimento dovrebbe aumentare in caso di profili "raccordati" o variazioni "morbide" della velocita' ?

Grazie ancora

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Mario Maggi

Bravo!

Il rendimento aumenta quando lo scorrimento nel rotore rimane limitato.

Ci sono anche altri miglioramenti.

Stai cercando il risparmio energetico, o qualcos'altro? Quant'e' la potenza totale di un impianto? E la potenza media dei motori a 50 Hz?

Ciao

Mario

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birkof

E' che non mi sono mai piaciuti discorsi del tipo "E' cosi' perche' il tizio prima di me

faceva cosi'.." a me piace agire per un motivo.. Comunque rendimento piu' alto vuol dire

consumo piu' basso e questo non fa mai male.La potenza massima del motore che permette la traslazione del traslo (e' il motore piu' grande) e' di circa 15Kw mentre la potenza totale di un impianto e' dell'ordine di 30 Kw.

Una cosa e' certa, mi sa che prendo in mano qualche buon libro sulle macchine elettriche e mi studio il funzionamento dei motori asincroni. Qualcuno ha qualche buon testo da consigliarmi? All'universita' non ho fatto esami completi sulle macchine elettriche e sto scoprendo di non saperne poi molto...

Grazie dell'attenzione

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Mario Maggi

Caro Birkof,

purtroppo i libri di solito parlano dei motori, o degli inverter, o degli impianti, ma difficilmente presentano un know-how esteso e integrato.

Nessun libro ti dira' mai com'e' fatto il motore che usi, e talvolta anche il costruttore stesso del motore non conosce alcuni dettagli importanti ai fini del rendimento (molti acquistano i rotori pressofusi a peso).

Devi considerare il bilancio energetico in regime transitorio:

- nel motore

- nei cavi, se lunghi

- nell'inverter

- nel sistema di alimentazione dell'inverter (a corrente continua, con recupero?)

- nell'impianto elettrico (qui puoi ridurre le armoniche generate e ridurre il riscaldamento dei cavi in fabbrica)

Puoi forse ridurre gli attriti, con lubrificanti migliori.

Se c'e', forse puoi eliminare un resistore di frenatura, o perlomeno impostarlo in modo che non funzioni normalmente ma solo in emergenza.

Se la potenza richiesta durante la traslazione a velocita' massima costante e' molto minore della potenza nominale del motore, puoi ridimensionare motore e inverter a parita' di coppia di spunto e di avviamento.

Se la traslazione non incontra picchi di coppia sul motore, puoi deflussare il motore riducendo la tensione.

Puoi usare un inverter con funzioni evolute di risparmio energetico, che tenga la corrente magnetizzante al minimo.

Puoi usare un inverter con ventilazione dipendente dalla temperatura.

Puoi scegliere un motore fatto meglio, che consumi meno (classe EFF1).

Puoi evitare l'azionamento di freni elettromagnetici se non e' assolutamente necessario.

Ciao

Mario

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birkof

Grazie delle utili informazioni.

E' vero che non ci sono libri che descrivano come e' fatto il mio motore specifico. Ma il fatto e' che io non conosco molto bene nemmeno i motori e gli inverter generici.. Ci sono alcuni concetti che mi sfuggono e che vorrei approfondire..come funziona un motore asincrono trifase, cosa vuol dire "deflussare", cosa succede all'interno del motore dopo questa operazione, come pilota il motore un inverter vettoriale, cosa succede se stacco una fase del motore ecc. Insomma la lista di domande sarebbe bella lunga e non mi sembra il caso di far scrivere poemi a chi vuole spiegarmi questi concetti :-) Preferisco sbatterci la testa cercando materiale in internet, leggere qualche libro che non si perda in disquisizioni poco pratiche (all'universita' ho trovato libri orrendi da cui non si capisce nulla di pratico..meglio i libri delle scuole superiori..).

Qualcuno ha del materiale da segnalarmi?

Grazie dell'attenzione

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Stefano Sormanni

Non capisco perchè tu debba collegare un motore a 85Hz, hai problemi di velocità ? Per quanto riguarda un testo ti consiglio il vecchio libro "Macchine Elettriche" Olivieri-Ravelli è ottimo! ;)

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Federico Milan

Ciao birkof,

deflussare è molto semplice, riduci il flusso, quindi per la legge di lenz hai minore tensione a parità di velocità , quindi per il princicpio della macchina elettrica generale questa se ce la fà aumenterà la sua velocità ! (stessa cosa di un continua infondo tutti i motori possono essere visti come la macchina elementare) ...

Un inverter vettoriale non fa altro che modulare le tre tensioni concatenate con dei parametri ben precisi, in breve (da quel che mi ricordo ... non ho voglia di ricavarmi i concetti ... troppo tempo ....) la tua terna di tensioni che non deve essere collegata con centro stella viene modulata scondo due parametri, in particolare i tuoi tre riferimenti Le tre tensioni vengono mappate da un sistema a tre dimensioni con una banale matrice di passaggio su un sistema a due assi (per la verità 2 assi perchè il terzo non essendoci il neutro è combinazione lineare degli altri due), bene questi due assi rappresentana uno la coppia e uno la velocità (o se non erro stessa cosa uno la corrente e uno la tensione, ma sono cose duali ...), quindi andando a modificare i paramentri di uno dei due assi o entrambi si va a toccare i parametri di coppia e velocità del motore (questo non è però il vettoriale vero ... ), bene un'evoluzione è trasferire questi assi in un sistema rotante, in questo modo puoi prevedere lo scorrimento e quindi andare a pilotare il tuo motore in modo molto preciso, quasi paragonabile ad un sincrono ...

Queste però sono solo nozioni di elettronica di potenza, secondo me trovi appunti anche in qualche sito universitario ... io mi ricordo di aver trovato qualcosa presso l'università di pisa ... ma se cerchi con google trovi sicuramente un bel po' di materiale, effettivamente i libri sono un po troppo incasinati troppe equazioni differenziali e matrici di passaggio che potrebbero essere spiegate meglio ... però studiare un assincrono secondo me non è molto semplice, anzi fin che si tratta di campo rotante e correnti statoriche rotoriche viste sui libre ok, ma in realta nascono problemini non trascurabili anzi ... (ma questa è solo la mia senzazione, non ho mai avuto esperienze a rigurdo sing !!! :( )

ciao

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birkof

Rispondo a Stefano Sormanni,

Da quel che so il flusso di una macchina asincrona e' proporzionale al rapporto tra tensione e frequenza. Se diminuisci l'una devi aumentare l'altra per mantenere il flusso costante (forse per evitare problemi di saturazione..)

Quindi se voglio diminuire la tensione devo aumentare la frequenza.

Ciao

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Federico Milan

No!

Saturazione è giusto, ma è un altro il fatto, infatti lo statore o rotore si comporta come una induttanza, quindi a bassa velocità quindi a bassa frequenza l'impedenza è piccola, quindi per evitare saturazioni come dici, si diminuisce la tensione ... V = Ldi/dt :) -> variazione lenta della derivata segue che dovrei abbassare la tensione ... Al contrario aumentando la velocità aumento la tensione, ci vuole infatti maggior tempo a parità di tensione prima che saturi ...

Ovviamente si satura il campo magnetico, che essendo di materiale ferroso, superato un certo valore non ha più senso ...

ciao

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Mario Maggi

No, caro birkof,

se aumenti la frequenza a devi aumentare anche la tensione, e viceversa.

Ciao

Mario

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Stefano Sormanni

in campo sinosuidale vale la legge V=4.44 n f (phi) dove n è il numero delle spire, f è la freq. (phi) è il flusso. Ricordati che le machine elettriche sono macchine a flusso costante, ovvero data una tensione con una freq. ed un certo numero di spire, la macchina genera un cert flusso che mantiene sempre costante al variare delle condizioni di carico.

Se devi mantenere costante la coppia oltre 50Hz devi collegare a triangolo il motore e dire all'inverter di raggiungere la tensione di 400V non a 50Hz ma a 50*1,73=86,5Hz. L'unica pecca è che l'inverter sarà più grosso di 1,73 volte... però alle basse velocità (:blink:

Edited by Stefano Sormanni

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birkof

Chiedo perdono! che errore :-) Ho pensato una cosa e ne ho scritta un'altra..

Come ho detto il flusso e' costante e proporzionale al rapporto tra tensione e frequenza. Confermo cio' che avete detto tutti: se aumento la V devo aumentare la f.

Mi scuso per la svista.

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