Motori Monofasi - di elevata potenza

[Mario Maggi]

Carissimi,

sto valutando la possibilita' di realizzare dei motori monofase senza spazzole di potenza fino a 45 ... 55 kW, con rendimenti superiori al 93 %, senza condensatori, con corrente di spunto < 200 % In, fattore di potenza vicino a 1, un solo senso di rotazione, coppia di spunto e di avviamento bassa in valore assoluto ma elevata rispetto alla corrente assorbita, senza elettronica a bordo.

L'applicazione iniziale riguarda le pompe centrifughe per irrigazione con chilometri di cavo, ma potrebbero esserci altre applicazioni.

Chi vede delle possibili applicazioni e' pregato di farlo sapere, sara' contattato se il progetto verra' realizzato.

Ciao

Mario

[bit]

Attento Mario all'effettiva convenienza di tale prodotto.

Dalla tua descrizione mi pare di capire che punti alla convenienza della linea di alimentazione monofase rispetto alla trifase. Vado per supposizioni:

-Convenienza per mancanza di alimentazione trifase non credo proprio. Se si ha a disposizione una potenza del genere sicuramente la si ha in trifase (a parte forse applicazioni particolarissime, non certo la fornitura ENEL).

-Convenienza per minur numero di conduttori? 3 anzichè 4?

Ti ricordo che a parità di potenza e di condizioni (dissipazione del cavo, caduta di tensione) una linea trifase è più economica che una linea monofase, a parte potenze piccole.

Parli di km di linea, in tali condizioni la linea va dimensionata sicuramente a caduta di tensione, la portata del cavo non è certamente utilizzabile in pieno.

Un sistema trifase con tensione stellata pari a quella del sistema monofase necessita di conduttori di sezione pari alla metà di quella necessaria per un sistema monofase di pari assorbimento (e quindi potenza 1/3). Considerando il conduttore in più il risparmio di rame è di 1 a 4,5 a favore del trifase (a pari potenza).

Se si usa un sistema monofase di tensione pari alla tensione concatenata il risparmio si riduce, ma resta sempre di 1 a 2,6.

Per l'alimentazione e la linea non vedo vantaggi, se non ve ne sono nelle caratteristiche proprie del motore...

Ciao!

[Piero Azzoni]

anche a me sfugge qualcosa.

in ambito industriale non vedo grossi utilizzi, oltretutto avrei il problema di dover riequilibrare le fasi.

lo vederei invece in ambiente autotrazione per sostituire i motori in corrente continua che sono abbastanza onerosi come manutenzione.

si tratterebbe di realizzare una untita' di conversione ad una fase sola invece che tre

lo vedrei anche dove la linea di alimentazione fosse davvero tanto tanto lunga da rendere conveniente il trasporto di energia in cc. con conversione vicino all'utilizzo a contemporaneamente si richiedesse una affidabilta' e una quasi assenza di manutenzione che le spazzole certo non danno.

una paratoia in fondo alla valle ?

suppongo pero' che se ne parli ci hai visto molto di piu' del discutibile esempio che porti.

potresti aggiungere qualche altra informazione ?

[bit]

Perchè il trasporto in cc dovrebbe essere conveniente rispetto alla linea trifase? Ha gli stessi svantaggi da me citati rispetto alla linea monofase. Inoltre, per convertire la cc in ca per alimentare il motore serve un circuito elettronico (che Mario ha detto di non usare) e a questo punto convertire in monofase o in trifase cambia poco...

Per risparmiare rame della linea basta fare come l'ENEL: si utilizza una linea a tensione maggiore, per risparmiare rame. Bastano due trasformatori....

Ciao.

[rguaresc]

Concordo con bit sul vantaggio del trifase, pero':

Negli USA, nelle aree periferiche, suburbane si distribuisce molto in monofase. La linea trifase di media e' seguita da un Terra-neutro e le singole cabine sono dei trasformatori monofase tra una fase e la Terra-neutro. La potenza media e' 75 kVA, la BT e' 115 0 115 con lo zero a terra, il 115 per usi domestici, il 230 per potenza monofase e si vendono motori monofase a 220 V con condensatore fino a 5 kW. Questo sistema e' preferito al trifase perche' piu' flessibile se scompare una casa qui e ne nasce una la' basta deviare o derivare un solo filo di media. Il motore monofase a condensatore funziona abbastanza male; la coppia e' ondulata non continua (il tuo motore Mario che coppia ha?) e il condensatore da' un forte spunto, tempo fa si era discusso di un condizionatore che faceva scattare l'automatico ENEL ad esempio.

Tutto questo per potenze abbastanza piccole.

[Piero Azzoni]

il trasporto in cc e' estremamente conveniente su lunghe linee perche' la caduta di tensione e la perdita di energia e' solo resistiva

nel nord europa e' molto usato

da noi, da quello che so io, solo sulle isole e sui tratti sottomarini

[Mario Maggi]

Carissimi,

sono un sostenitore del trasporto/distribuzione in continua, ma qui l'argomento e' un altro: motore monofase di media potenza, senza condensatori, posizionato lontano.

E' vero, bit, che il tuo confronto vede perdente il monofase. Ma in fase di avviamento cosa fai? Accetti la corrente di spunto del trifase (non meno di 6 volte, per quelle potenze) o ti azzardi a fare un avviamento a tensione ridotta (stella/triangolo, soft starter, autotrasformatore, ecc.?) su qualche chilometro? Stiamo parlando di motori senza elettronica di potenza a bordo. O usi il cavo come induttanza (ma il motore riesce a partire?)?

Con un monofase "diverso" la corrente di spunto scenderebbe da oltre 600 A a meno di 300 A.

Caro rguaresc,

la coppia e' ondulata non continua

E' un problema comune di tutti i motori a corrente alternata sinusoidale, quindi anche di questi. Un trifase "vede" una frequenza di 150 Hz se la rete e' a 50, il monofase "vede" 50 Hz, quindi la pulsazione sara' maggiore del trifase.

Per carichi come le pompe, questo non da' problemi se non la necessita' della verifica della frequenza di risonanza tipica del motore.

Quando saro' piu' avanti, vi daro' informazioni anche sulla collocazione dei magneti permanenti, non anticipiamo troppo i tempi.

Ciao

Mario

[bit]

Allora aspettiamo aggiornamenti.

Ciao!

[pasquale]

x Mario Maggi.

Che intendi quando dici:

"Un trifase "vede" una frequenza di 150 Hz se la rete e' a 50, il monofase "vede" 50 Hz, quindi la pulsazione sara' maggiore del trifase."

Condivido l'affermazione di rguaresc:

la coppia erogata da un motore monofase è costituita da due componenti: una media (costante nel tempo)+ una ocillante intorno alla componente media;

la coppia erogata da un motore trifase è costituita da una sola componente: quella media (costante nel tempo).

Saluti.

[Mario Maggi]

Caro Pasquale,

da un motore trifase è costituita da una sola componente: quella media (costante nel tempo).

No, se ti riferisci ad un motore reale e non teorico. Esiste sempre una pulsazione di coppia, data non solo dalle armoniche legate alla forma e al rapporto di forma dei denti di cava, ma anche al fatto che il picco di flusso avvenga 6 volte ogni 20 ms in un trifase a 50 Hz. Attenzione, queste sono armoniche di spazio, da non confondere con le armoniche di corrente e di tensione di cui si parla molto piu' spesso.

Nel monofase ci sono picchi di flusso 2 volte ogni 20 ms, quindi il rotore "vede" una frequenza dei picchi di flusso tre volte piu' bassa.

E' ininfluente il fatto che questi picchi possano essere smorzati in vario modo (inclinazione cave, chiusura cave di rotore, ecc.) e che nel trifase "sembra" che non ci siano pulsazioni, piu' facili da attenuare data la loro frequenza piu' alta.

Quindi: la coppia erogata da un motore a corrente alternata puo' essere immaginata come costituita da due componenti: una coppia media (costante nel tempo) piu' una oscillante intorno alla componente media; questa oscillante sara' tanto piu' piccola quanto maggiore e' il numero delle fasi. Ho lavorato anche su motori pentafasi ed esafasi (esempio: turbocompressori ad alta velocita' per petrolchimica), dove la dannosa pulsazione di coppia scende a livelli bassissimi.

Ciao

Mario