FREQUENZA INVERTER

[roberto8303]

dovevo ordinare un motore ma leggendo questa discussione non so cosa chiedere al fornitore...

ma i brushless in generale sono l' opposto dei brushed

 

 

[Semplice 1]

Ciao  roberto8303

 

Ovviamente, facendo tu il mestiere dell'avvolgitore, non avrai il problema che dici......

 

Molto utile l'illustrazione che taglia corto a molte centinaia di parole altrimenti necessarie per cercare di esprimere il concetto e con il rischio anche di non riuscire a farsi comprendere da chi legge.

 

In fondo sarebbe molto meglio, molte volte, perdere qualche attimo di tempo a fare almeno qualche schizzo/disegno (se non reperibile già fatto).

Lo consigliava anche Leonardo da Vinci..........

[Mirko Ceronti]

 

Ringrazio Semplice 1 per le sue considerazioni sui miei scritti  ma ci tengo a precisare, che io qui, altri non sono che un "pretino" che passeggia.... in VATICANO.

I

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in fondo sarebbe molto meglio, molte volte, perdere qualche attimo di tempo a fare almeno qualche schizzo/disegno (se non reperibile già fatto).

Lo consigliava anche Leonardo da Vinci........

 

(P.S. un'immagine vale più di 1000 parole)

 

 

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Comunque Mirko non voglio ritornare daccapo con le disquisizioni sulle varie definizioni.

 

Puoi anche negare l'esistenza dei motori brushless, e puoi anche avere tecnicamente ragione.

Rimane il fatto che il mercato non lo sa e se parli di brushless al massimo ti chiedono: " trapezoidale o sinusoidale?" oppure: "continua o alternata" commettendo un'altro errore perchè son sempre alimentati comunque in corrente alternata.

Ma tant'è sui cataloghi scrivono DC brushless (perchè in inglese la corrente continua è detta direct current) e la gente continua a comprarli ed ad usarli.

 

 

Moppercarità di Dio Livio....
Lungi da me anche solo l'idea di abolire un gergo ormai acquisito, trito e ritrito.
Va benissimo così (e ci mancherebbe) la mia era solo una puristica sottilizzazione, per dissipare dubbi a chi si pone domande (in genere i curiosi) 
Le stesse domande che ad un certo punto, dopo essermi letto (ma che dico .....DIVORATO) lo "speciale" di SELEZIONE di ELETTRONICA (JCE) del lontano Agosto 1988, al termine delle 30 pagine dedicate, mi dissi perplesso fra me e me :

- Beh ....insomma, alla fine questi poi son semplicemente e banalmente dei motori sincroni; la loro particolarità è solo quella di recare già incorporato di serie, un trasduttore di posizione angolare, che per i "sinusoidali" è applicabilissimo anche esternamente in seconda istanza; il vero termine brushless si applica invece molto più propriamente all'azionamento ed a come agisce sul motore sincrono in questione.

Infatti una cosa non la si è ancora detta, e nemmeno Wikipedia ne fa cenno....
Un motore sincrono, per poter affermare che lo si sta pilotando (e trattando) da motore a corrente continua senza spazzole (brushless appunto) il suo azionamento deve provvedere a 2 cose fondamentali :

1) l'imposizione della rotazione deve essere funzione della posizione angolare del motore (e questo lo si è detto e ridetto)

2) la regolazione della velocità deve avvenire come nei motori a corrente continua tradizionali a spazzole, ossia attraverso l'incremento o decremento del valore della tensione sugli avvolgimenti. 

Solo così avremo assolto in pieno e riprodotto in toto, il pilotaggio con effetti (e caratteristiche) da motore a corrente continua, su un motore sincrono che in realtà sta girando ....a corrente alternata.

Saluti

Mirko

[Livio Orsini]

Certo Mirko, ogni tanto fa anche bene parlare di certe cose anche in linea generale e di principio; serve anche a meditare su defizioni di uso comune ed a riflettere su alcune cosa.

Per me è il bello di questo forum.

[Sandro Calligaro]

Non so da dove partire, avete scritto parecchi post molto lunghi...

 

Se dovessi classificare i vari motori, direi che il "brushless DC" è un motore sincrono a magneti permanenti con tensione indotta trapezoidale.

Qualcuno usa "brushless AC" per i motori sincroni a magneti permanenti con tensione indotta sinusoidale.

 

Il fatto è che, in realtà, i termini sono confusi comunque, perché spesso si usano motori sincroni a magneti permanenti con tensioni indotte sinusoidali, che però vengono controllati come "brushless DC". Quindi, bisognerebbe chiedere a chi ha inventato il nome "brushless DC" se si voleva riferire al motore o al controllo.

 

L'origine di "brushless DC" come nome credo che venga dal fatto che i motori a tensione indotta trapezoidale, teoricamente avrebbero bisogno di una correnti di forma d'onda quadra, per dare coppia costante:

Quella tratteggiata è la tensione indotta del magnete (back-EMF), le tracce nere squadrate sono le correnti ideali.

Se si fa il conto della potenza (tensione x corrente) si vede che la potenza di ciascuna fase ha la stessa forma d'onda della corrente, e che ci sono sempre solo due fasi alimentate per volta, con la stessa corrente (opposta) e la stessa potenza (stesso segno). La potenza complessiva quindi è costante, e siccome anche le perdite resistive complessive sono costanti, la potenza meccanica sarà costante.

Pattiva = Sommatoria(V·I) = Sommatoria(R·I2) + Sommatoria(E·I) = costante = velocita·coppia
A velocità costante, questo significa coppia costante.

 

Nella realtà, ci sono due problemi nel fare questa cosa:

- La tensione indotta E non è trapezoidale, se va bene è trapezioidale "smussata", in molti casi è quasi sinusoidale

- Non si riesce ad imporre una corrente squadrata, a causa delle induttanze di fase (occorrerebbe tensione infinita, nelle transizioni)

In pratica, in entrambi i casi il controllo fa le veci delle spazzole.

 

Per contro, se si accetta di approssimare questa cosa, si può fare in due modi, entrambi relativamente semplici:

- Prendere una tensione costante ed applicarla col giusto verso a due fasi per volta (dove vogliamo che ci sia corrente)

- Controllare la corrente sul bus DC (un solo controllore, magari ad isteresi) ed applicarla col giusto verso a due fasi per volta

Credo che la maggior parte dei controlli per modellini radiocomandati funzioni nel secondo modo.

 

L'alternativa ulteriore è quella di considerare il nostro motore come sinusoidale (anzi, magari è più vicino al sinusoidale che al trapezio!), e controllarlo di conseguenza (cioè come un "brushless AC".

 

 

 

Tornando a brushless vs. brushed, DC...

Si può certamente vedere il "brushless" come una configurazione evoluta dal "brushed", ma si potrebbe benissimo dire il contrario, concettualmente.

Anzi, è probabile che storicamente sia nato prima il sincrono, "brushless" (generatore o motore), che il DC "brushed", come invenzione o semplice scoperta, intendo...

 

Se avessi degli avvolgimenti di rotore che ruotano dentro un campo magnetico fisso (come nel "brushed"), ma non avessi le spazzole, su quegli avvolgimenti vedrei una forma d'onda sinusoidale. E se all'esterno ci fosse un magnete permanente a generare il campo, mentre all'interno ci fosse un dispositivo che genera (o assorbe) correnti sinusoidali, quello sarebbe un motore sincrono a magneti permanenti ("brushless AC").

Infatti, chi ha detto che quello interno è il rotore? Ci sono moltissime applicazioni in cui lo statore è interno.

[Sandro Calligaro]

il 26/3/2018 at 22:12 , Mirko Ceronti scrisse:

….si tenga ben presente, che a questi motori, se anche gli venissero tranciati i collegamenti dei loro vari trasduttori d'albero, non sarebbero comunque inermi, ma potrebbero lo stesso funzionare egregiamente (pur senza le ovvie e maggiori caratteristiche dinamiche) da classici motori pilotati da inverter in funzione del tempo (frequenza) e non in funzione della loro posizione angolare.

In linea di principio è vero, ma non passiamo l'idea che si possa far girare veramente un motore "brushless AC" (sincrono a magneti permanenti, con tensioni indotte sinusoidali) con un inverter in controllo scalare (V/f). Potrebbe anche funzionare, con qualche carico tranquillo, ma la probabilità di stallo e cottura del motore è alta.

 

In un controllo sensorless per "brushless AC", basato sulla tensione indotta ("back-EMF"), da fermo non c'è modo di ricavare informazioni sulla posizione del rotore.

In quei casi l'avviamento (decente) si fa con un controllo "I-f", cioè ad ampiezza di corrente costante, e frequenza variabile. L'ideale è che si tratti però solo del modo per avviarlo.

In alcuni casi si può sfruttare l'anisotropia del rotore (cioè il fatto che l'induttanza varia con la posizione del rotore) per stimare la posizione del rotore, e quindi controllarlo veramente anche a velocità nulla. Non ci sono molti drive industriali che lo fanno, a dire il vero, e anche quelli che promettono di farlo non so se lo facciano così bene (specie per un motore generico). Posso però assicurare che, se fatto bene, funziona, eccome.

 

PS: da alcuni anni c'è chi cerca di proporre motori a magneti permanenti con gabbia di rotore, cioè un misto sincrono-asincrono. All'avviamento si comportano come degli asincroni, a regime come dei sincroni. Non so se prenderanno mai piede, perché non si riescono ad ottimizzare, ma promettono di avere efficienze abbastanza alte dove comunque non si può o non si vuole usare un inverter. Un motore a magneti permanenti, però, a parità di "buona progettazione", sarà sempre più efficiente e più compatto.

 

PPS: spero che si diffonda una certa cultura sui motori sincroni (a magneti permanenti sia superficiali che interni, a riluttanza), perché sono convinto (non lo dico io, lo dicono centinaia di studi anche datati) che saranno i motori del futuro... prossimo. Nelle auto elettriche e ibride i motori a magneti permanenti interni (IPMSM) sono già la tipologia dominante.

[Livio Orsini]

Sandro il tuo è un ottimo contributo, come sempre.

Un po' di teoria ogni tanto serve , eccome se serve.

[Mirko Ceronti]

7 ore fa, Sandro Calligaro scrisse:

In linea di principio è vero, ma non passiamo l'idea che si possa far girare veramente un motore "brushless AC" (sincrono a magneti permanenti, con tensioni indotte sinusoidali) con un inverter in controllo scalare (V/f). Potrebbe anche funzionare, con qualche carico tranquillo, ma la probabilità di stallo e cottura del motore è alta.

 

Questo è piuttosto interessante, ed ovviamente non ne ero a conoscenza.
Per cui (domanda) questo è un discorso riferito ai soli sincroni "arrangiati" già industrialmente da brushless, ossia nati in definitiva per poi essere dedicati a questo tipo di azionamenti, oppure anche un motore sincrono diciamo così.....tradizionale, di quelli per intenderci da libro di elettrotecnica anni 60, non sarebbe performante al pari di un asincrono in uscita ad uno scalare ?

Poichè quando uscirono gli scalari, ricordo un certo entusiasmo negli ambienti del settore, per il fatto che finalmente i sincroni sarebbero stati  auto-avvianti, e quindi finalmente gestibili senza il motore primo, e presumo, senza tanti pregiudizi sul tipo di carico asservito.

 

Saluti

 

Mirko
 

[Sandro Calligaro]

Per quel che ne so, i sincroni tradizionali (a rotore avvolto) hanno quasi tutti una gabbia di rotore (che chiamano "gabbia di smorzamento").

Credo sia proprio quella che permette l'impiego con inverter in controllo scalare. Una conferma ce l'ho dal fatto che motori sincroni a riluttanza, ma con gabbia di rotore, venivano usati con inverter in controllo scalare nelle applicazioni tessili, dove era richiesto il sincronismo.

[Livio Orsini]

17 minuti fa, Sandro Calligaro scrisse:

Una conferma ce l'ho dal fatto che motori sincroni a riluttanza, ma con gabbia di rotore, venivano usati con inverter in controllo scalare nelle applicazioni tessili, dove era richiesto il sincronismo.

 

Si ne ho usati parecchi. Venivano anche detti asincroni sincronizzati. C'è stato un periodo in cui economicamente eran molto convenienti per motorizzare i "godets" che dovevano andare a velocità uguale tra loro e si usuava un inverter per alimentarne 4 o 5