Controllo Motore ad Induzione tramite taglio di fase

[E685X]

Ciao a tutti!

Credo che ormai abbiate capito che la mia passione è il controllo di velocità di motori, quindi vado subito al punto.

Avevo letto, non molto tempo fa, che prima dell'avvento di inverter economici si era soliti controllare i motori ad induzione (mono/tri-fase) attraverso il taglio di fase della stessa. Cercando documentazione riguardo a questo, ho solo trovato molte poche informazioni confuse. In particolar modo, ho notato che i linea di massima c'è sempre un micro che controlla uno o più triac per effettuare il taglio, ma non sono riuscito a capire perchè alcuni circuiti utilizzino un solo triac, mentre altri ne usino due.

Ovviamente sono a conoscenza che il controllo di motori di questo genere NON con rapporto V/Hz costante provochi una perdita di coppia non irrilevante, ma proprio per questo motivo pensavo di implementare un controllo ad anello chiuso.

Voi cosa fareste al mio posto? I fondamenti del taglio di fase li conosco, ma come applicarli al motore ad induzione (per ora monofase) è ancora un mistero, soprattutto non saprei se utilizzare o meno il condensatore e, se sì, come collegarlo al circuito.

 

Allego foto di una scheda che ho trovato sul forum (era da riparare, ma il concetto c'è):

 

 

e anche quella di un circuito che fa al caso mio:

 

Qui, invece, non so cosa sia il "Series RLC Load".

Spero possiate aiutarmi.

Grazie in anticipo.

 

E685X

[Livio Orsini]

Partendo dal fondo.

Si usa una coppia di SCR in antiparallelo per realizzare un equivalente Triac; la dicitura "Series RLC Load" indica semplicemtne che il carico in serie è un dispositivo RLC.

 

L'uso di un dispositvo dimmer, ovvero di regolatore ad "taglio di fase", per controllare la velocità di un  motore asincrono è possibile ad una condizione ben precisa: che si realizzi una sorta di equilibrio tra la coppia erogata e la coppia richiesta dal carico.

Diminuire la tensione di alimentazione di un asincrono significa ridurre la sua coppia, quindi in teoria il motore potrebbe ruotare alla sua massima velocità con una tensione molto inferiore alla nominale.

Se devo regolare la velocità di un motoventilatore, questo tipo di regolazione è abbastanza valido perchè il ventilatore richiede una coppia proporzionale al queadrato della velocità di rotazione, partendo da coppia zero a velocità zero.

E' quindi facile ottenere un equilibrio tensione di alimentazione-velocità di rotazione.

per altre applicazioni non è possiible questa regolazione, al limite si può avere la condizione di una tensione in cui coppia erogata e coppia richiesta sono in equilibrio. Al di sotto il motore stalla, al di sopra il motore ruota sempre alla velocità nominale.

[E685X]

Grazie della risposta!

Potrebbe illustrarmi come avviene la regolazione della coppia in base a quella richiesta dal carico?

[Livio Orsini]

No la coppia non viene regolata, è il carico che richiede la quantità di coppia necessaria.

Se caletti sull'albero un braccio la cui lunghezza è pari a 1m dal centro di rotazione e poni al termine del braccio un peso da 1kg, il motore dovrà fornire 1 kgm di coppia quando il braccio è posizionato ad ore 3 e ore 9. Se porti il peso a 2 kg il motore dovrà fornire esattamente 2kgm nelle medesime posizioni.

 

Pensa ad un carico come un ventilatore che assorbe coppia proporzionalmente al quadrato della velocità.

Hai un motore la cui coppia nominale corrisponde alla coppia richiesta dal ventilatore alla velocità nominale del motore.

Per ipotesi si alimenti il motore con metà della tensione nominale; supponendo che dimezzando la tensione di armatura si dimezzi la coppia motorice, la velocità si stabilizzerà a quel valore a cui corrisponde una coppia resistente pari a metà della coppia nominale. Essendo la coppia richiesta dal ventilatore, proporzionale al quadrato della velocità, metà coppia significa 0.707 della velocità nominale; quindi se il motore fosse un 2 poli si stabilizzarebbe a circa 2200 rpm.

[E685X]

Quindi, se riuscissi a mantenere la velocità costante (leggasi controllo ad anello chiuso) allora potrei facilmente ottenere una coppia costante, giusto?

Anche perché immagino che il taglio avvenga nello stesso modo in cui avviene quando si controllano motori universali, giusto?

[Livio Orsini]

Quote

allora potrei facilmente ottenere una coppia costante, giusto?

 

Sbagliato.

La coppia è quella richiesta dal carico che può essere costante o variabile.

Con un motore asicrono non puoi lavorare ne a velocità imposta.

Puoi solo lavorare in limitazione di coppia.

 

Quote

Anche perché immagino che il taglio avvenga nello stesso modo in cui avviene quando si controllano motori universali, giusto?

 

Questo è giusto ma gli effetti sono completamente differenti.

Nel caso del motore universale la funzione di trasferimento della velocità è w = k * V_A quindi riducendo la tensione si riduce la velocità in modo direttamente proporzionale.

Una particolarità del motore universale è che la coppia erogabile è massima a velocità zero, decresce con il crescere della velocità.