Motori Asincroni Multipolarità - costruzione - acquisto - e ... fantasia

[alex3complc]

Ciao a tutti,

sono al mio primo post, premetto che non ho grandi conoscenze di macchine elettriche, anche se ho superato brilantemente l'esame di elettrotecnica.

Arrivo al dunque:

se vogliamo avere un asse meccanico un 10 Kw di potenza e 50 rpm dobbiamo comprare un motore (asincrono perchè più economico), esempio 12 poli (il più lento facilmente reperibile e metterli un riduttore (epicicloidale, se lo volgliamo ad assi coincidenti)

Se però volessimo evitare il riduttore, dovremmo costruirci da noi un motore a 120 poli.

E qui è il problema.... io vorrei costruirlo!

E' qui la mia prima domanda:

Esiste un libro sulla costruzione e progettazione dei motori asincroni? Se si quale mi consigliereste?

Ed ora un semplice calcolo:

Se il motore a 120 poli è trifase, abbiamo bisogno di 120 * 3 = 360 cave

Penso (spero erroneamente, che ogni cava deve avere almeno 2 cm a disposizione tra l'avvolgimento e il nucleo ferromagnetico), quindi la circonferenza è 2 cm * 360 cave = 720 cm da cui ricaviamo un diametro di circa 230 cm (BEN 2,3 metri!!!!), possibile.

Oppure nei multipoli, è possibile ridurre il flusso per poli, visto che lasciamo invariata la tensione (360 tra le fasi) e quindi ridurre le sezioni delle cave?

Riducendo le cave a 0.5 cm il diametro diventa 57 cm (ora si ragionerebbe!)

Quale è la relazione che lega il flusso con la coppia, visto che la rotazione è imposta dalla frequenza, e poi se gli avvolgimenti li faccio in aria quanto posso perdere?

Se la coppia, immagino è legata alla corrente e quindi al flusso, abbiamo I^2 R che è la potenza termica che dovrei smaltire, radiatori, ventole, acqua, come meglio credo. Giusto?

Ho sentito parlare delle correnti parassite, più o meno ho capito cosa sono, non capisco però come mai i motori commerciali, sono in genere pressofusi e non lamierati, oppure è una pressofusione speciale che non sonsente il passaggio di corrente tra sezioni perpendicolari all'asse di rotazione?

So che sono tante domande e tutte d'un botto, da parte di uno che si chiama non so, comunque spero che potete togliermi qualche dubbio.

Saluti

Alessandro

[alex3complc]

Scusate se aggiungo un domanda, ma come si fa a evitare che passi la corrente tra due lamierini consecutivi?

[Mario Maggi]

Alessandro,

e' il punto di partenza che non mi convince

anche se ho superato brilantemente l'esame di elettrotecnica.

E vorresti partire a costruire un motore gearless ? Ho capito bene?

Ciao

Mario

[Stefano Sormanni]

I motori ad alta polarità (12, 16 poli) vengono costruiti soltanto per grosse potenze in quanto hanno dei rendimenti bassissimi, a causa della mancata ventilazione, scaldano fortemente, risuonano, non troverai mai nessuno che ti costruirà i lamierini per lo statore ed il rotore... etc, etc.

Ma fondamentalmente la domanda è: che cosa ci fai? E' come andare da Roma a Milano passando da Cagliari

[Mario Maggi]

Confermo quanto detto da Stefano.

L'unica volta che ho messo le mani su un motore a 120 poli da 45 kW, c'erano dietro capitali e anni di lavoro.

Ciao

Mario

[alex3complc]

Bhe... Provo a spiegare a cosa serve:

Io vorrei usarlo come generatore, accoppiato direttamente ad una turbina a bassa velocità.

Riguardo la ventilazione, si potrebbe provvedere con un ventilatore aggiuntivo.

La mia domanda è se si possono realizzare i lamierini i ferro commerciale.

L'idea è quella di lavorare i lamierini di ferro al laser, in modo che dopo li posso legare lungo un asse parallelo a quello di rotazione e lo statore è fatto.

Per il rotore, va bene la gabbia di scoiattolo, molto più semplice da costruire.

Non riesco però a capire come faccio a isolare un lamierino da un'altro, per evitare che si formino correnti parassite.

Anche se, se mi dite che:

"L'unica volta che ho messo le mani su un motore a 120 poli da 45 kW, c'erano dietro capitali e anni di lavoro. " :ph34r:

Se riuscissi a realizzare il tutto a meno di €. 1500,00 (potenza 7-8 KW) sarebbe già più economico dell'accoppiamento riduttore epicicloidale motore a poca polarità.

Se passando da Cagliari spendo meno, fa niente, passo da li

Perchè i rendimenti dei motori ad alta polarità sono bassissimi?

Dimenticavo, purtroppo l'esame di elettrotecnica non trattave le macchine elettriche, ma si fermava alle correnti sinusoidali, senza neanche i sistemi trifase.

[Paolo Cattani]

Che cos'è una turbina a bassa velocità? Tutti cercano di aumentarla e tu...

O è una ruota da mulino?

[samumcr]

mai sentito parlare di lamierini isolati e di impregnazione? Mi sembra di capire che parli di qualcosa più grande di te

[alex3complc]

Bhe... forse hai ragione...

comunque prima di abbandonare completamente, mi direste un buon libro di costruzioni di macchine elettriche.

.....è una ruota di bicicletta

[Mario Maggi]

Lamierini fatti al laser uno per uno? E poi per farlo costare poco usi il ferro commerciale?

non so .... (si vede)

Dalle nostre parti si dice "gio' de la pianta" per dire di tornare coi piedi per terra.

Ciao

Mario

[Colombani]

Tutto si può fare, basta avere il tempo, l'esperienza e soprattutto un piccolo capitale da investire.

Già che si decide di spendere tempo e danaro conviene sempre lavorare bene ed utilizzare i materiali più adatti. Forse avresti dovuto specificare il motivo per cui non hai scelto di prendere qualcosa di già fatto o di farlo fare. No?

[alex3complc]

Vi posso assicurare che i lamierini fatti al laser, costano poco.... ho un amico che mi farebbe pagare solo il materiale, perchè la macchina da E.500.000,00 ce l'ha già e la usa per la sua ferramenta.

Poi ho scoperto durante la mia assenza dal forum, che esiste una semplice vernice, che si può passare tra un lamierino e l'altro.

Volevo dirVi poi, che se qualcuno conosce un produttore che mi vende un asincrono a 200 poli (anche 150 potrebbero bastare) a doppia polarità, io lascio subito l'idea di crearmelo e lo compro già tutto fatto. Il problema è che non ho trovato nessun produttore che lo realizza, tranne una ditta tedesca, che però lo vende solo all'interno di una sua macchina da E.600.000,00

Perchè il Sig. Maggi rideva di fronte al ferro commerciale, che prodotto potrei utilizzare?

Poi rifaccio la richiesta...magari qualcuno la accoglie: un buon libro di costruzioni di macchine elettriche quale può essere?

Poi per chiarire, io lo uso già il un motore asincrono a tripla polarità con un riduttore epicicloidale e mi costa E. 2.000,00 (motore + riduttore) quindi risparmiare già E. 500,00 sarebbe già tanto.

Modificato: 10 novembre 2005 da non so

[Mario Maggi]

Caro non_so,

Volevo dirVi poi, che se qualcuno conosce un produttore che mi vende un asincrono a 200 poli (anche 150 potrebbero bastare) a doppia polarità,

Dalle nostre parti si dice "gio' de la pianta" per dire di tornare coi piedi per terra. (repetita juvant)

Perchè il Sig. Maggi rideva di fronte al ferro commerciale, che prodotto potrei utilizzare?

Dammi pure del tu (cosi' fan tutte)

Se usi ferro il motore scaldera' eccessivamente. Devi usare lamierini cosiddetti "magnetici", studiati per avere basse perdite, non del tipo a grani orientati.

Vi posso assicurare che i lamierini fatti al laser, costano poco....

ma i bordi non sono adatti ad essere impaccati col necessario isolamento.

Mi sto ancora chiedendo cos'e' una turbina a bassa velocita', intendi una Kaplan? Che velocita' consideri bassa? Forse vuoi montare lo statore all'esterno della turbina stessa, usata come rotore? L'uscita del generatore verrebbe convertita da un convertitore di frequenza statico?

Ciao

Mario

[Paolo Cattani]

Se riuscissi a realizzare il tutto a meno di €. 1500,00 (potenza 7-8 KW) sarebbe già più economico dell'accoppiamento riduttore epicicloidale motore a poca polarità.

Il problema è che non ho trovato nessun produttore che lo realizza, tranne una ditta tedesca, che però lo vende solo all'interno di una sua macchina da E.600.000,00

Differenza di prezzo =300 a 1 . Di che stiamo parlando?

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Perchè il Sig. Maggi rideva di fronte al ferro commerciale, che prodotto potrei utilizzare?

mai sentito parlare di lamierini isolati e di impregnazione? Mi sembra di capire che parli di qualcosa più grande di te Devi usare lamierini cosiddetti "magnetici", studiati per avere basse perdite, non del tipo a grani orientati

l'uso dei lamierini magnetici è una delle prime cose che si studiano in elettrotecnica: si fa in terza itis, non in quinta all'esame.

Questa discussione è completamente sballata, io abbandono, e continuo ad usare i soliti motori da 10 kW con riduttore, che pago 860 euro.

[alex3complc]

Grazie della simpatia.

Comunque un libro di macchine elettriche non me lo avete consigliato.

[rguaresc]

Questo è un libretto facile: Baldan_ecc

non per costruire il motore ma per cominciare a capire.

[Mario Maggi]

Caro non so,

consigliare un libro non e' facile, andrebbe scelto in base alle tue esigenze e capacita' di leggere in altre lingue.

Quasi certamente non trovi nessun libro in italiano che parli di generatori di piccola potenza a 120 poli.

Potresti trovarlo in inglese, o in tedesco.

Comunque un libro di macchine elettriche non me lo avete consigliato.

Comunque tu una risposta alle nostre domande (piu' d'una) sulla velocita' del generatore non ti sei ancora degnato di darla. Se lo chiediamo in piu' di uno (e ti assicuro che qualcosa ne capiamo di queste cose) ci deve essere un motivo, non e0 uno sfizio. E' un segreto? Precisa la velocita' massima e quella minima.

Ciao

Mario

[alex3complc]

Ok, provo a spiegare:

Sto facendo una ricerca sulla generazione eolica. La maggior parte dei produttori utilizza un accoppiamento turbina eolica (pale) generatore elettrico (asincrono, o sincrono a magneti permanenti) mediante moltiplicatore di giri.

Ora tutti quei produttori, che hanno evitato il moltiplicatore di giri, 3 in tutto il mondo che io sappia, ma al massimo arrivano a 5, hanno installato un sincrono a magneti permanenti ha multipolarità, ma, tranne uno, non riuscendo a creare un sincrono a numero di poli superiore a 30-50 accoppiano il sistema con un inverter per adattare la frequenza a qualla di rete.

L'unico produttore che è riuscito a fare un 200 poli è tedesco, ma ha costruito comunque un sincrono!

La mia idea, era quella che un piccolo asincrono, a 150 - 200 poli, con doppio avvolgimento e 2 polarità, per avere 2 velocità di funzionamento, potrebbe essere economicamente molto più vantaggioiso.

Rivolgendomi però alle aziende che producono i motori, mi hanno tutti chiuso le porte (perchè mai una ditta dovrebbe modificare la sua produzione, per un solo prototipo?).

Ho pensato allora, che se volessi un motore così, devo imparare come si progetta.

Ci deve comunque essere almeno una piccola possibilità che il sistema diventi più efficiente e meno costoso dell'accoppiamento che già si utilizza (riduttore motore)

So che il progetto è impegnativo, ma non credo che sia impossibile, il mio problema è in una fase così prematura valutare che possibilità ci potrebbero essere di ecomicità. E poi iniziare gli studi, che in 3-4 mesi mi portino a capire i passi da fare per la progettazione vera e propria.

PS.

Riguardo i lamierini andrebbero fatti in ferro-silicio, giusto?

Grazie per il link

[Stefano Sormanni]

Olivieri Ravelli - Macchine Elettriche vol.3

[Mario Maggi]

Caro non so,

Dalle nostre parti si dice "gio' de la pianta" per dire di tornare coi piedi per terra. (repetita and repetita juvant)

OK, la velocita' non te la chiedo piu' perche' evidentemente e' un segreto.

Hai presente cle la SIE....NS ha comprato negli ultimi mesi piu' di una ditta che costruisce aerogeneratori grossi?

Hai presente che il mercato interessante e' dai 2 MW in su, e che la convenienza (ROI) delle installazioni piu' piccole e' sempre meno interessante?

Hai presente che un generatore a commutazione di poli ha necessariamente un rendimento inferiore? Alle velocita' intermedie cosa fai, regoli l'inclinazione delle pale (sistema costoso in manutenzione) o metti un giunto idrodinamico Voith Windrive fatto proprio per questo?

Hai presente che di generatori sopra il MW se se producono migliaia ogni anno, e che per realizzare in serie generatori di queste dimensioni servono centinaia di operai specializzati?

Con le sole idee e con approfondite conoscenze tecniche e con l'esperienza sul campo non si va da nessuna parte (te lo dico per esperienza diretta, purtroppo). Per fare un buon aerogeneratore con buon rendimento e buone prestazioni ci vuole almeno un politico ed un supporto finanziario notevole. L'artigianato non e' per questo settore in espansione, troppo appetibile da parte dei grossi gruppi.

Ciao

Mario

[irpick]

provocazione...

perchè anzichè pensare ad un grande generatore , non ti focalizzi su micro alternatori

(mossi tramite ventoli) che sfruttano le correnti ascensionali naturali p.es di un camino

(dai 20 mt in sù).....

forse a conti fatti un 2/3 KW per un'abitazione ne escono...

[alex3complc]

Grazie per i libri.

Se si ragiona così non si conclude mai niente....qualche volta si può richiare di tasca propria!

Grazie mi avete aperto gli occhi.

[MuccaPazza]

...però, e penso concordino tutti, dal punto di vista "entusiasmo" ci siamo e questa è una gran bella cosa.

[Colombani]

Vi posso assicurare che i lamierini fatti al laser, costano poco....

ma i bordi non sono adatti ad essere impaccati col necessario isolamento.

Mario, su spessori fini il taglio al laser non produce bave e comunque si possono sempre spazzolare a mola, forse cuoce l'isolante allora si potrebbero impiegare lamierini non isolati e trattarli il seguito (serve un bel forno!). D'altra parte per la costruzione di prototipi come si procede? Il costo di una tranciatura diverrebbe proibitivo, impossibile abbattere i costi della dima di tranciatura per pochi pezzi.

[Mario Maggi]

Caro non so,

Se si ragiona così non si conclude mai niente....qualche volta si può richiare di tasca propria!

Ti riferisci al mio post? In tal caso, beato te che hai soldi da buttare!

Invece di partire sempre da poco piu' di zero, perche' non partire da dove sono arrivati gli altri che hanno gettato la spugna?

Caro Colombani,

su spessori fini il taglio al laser non produce bave e comunque si possono sempre spazzolare a mola, forse cuoce l'isolante allora si potrebbero impiegare lamierini non isolati e trattarli il seguito (serve un bel forno!).

OK, deduco dal primo post di "non so" che la velocita' del 120 poli e' di 5 RPM. Evidentemente ci sara' il solito inverter rigenerativo che provvede a generare la frequenza necessaria. Parliamo quindi di un generatore con una coppia da 20.000 Nm , quindi un generatore che deve necessariamente avere un diametro non piccolo. Fare i lamierini "spazzolati a mola" per un motore grosso non lo raccomando a nessuno.

Passo e chiudo.

Ciao

Mario