Motore Cc Che Lavora Bloccato Controllato In Coppia

[PietroSail]

Salve a tutti,

devo realizzare un aggeggio per un prototipo un po' particolare che funzioni a 12 V. Meccanicamente è un semplice rocchetto con avvolto un filo che "tiro a mano" (encoder a filo). Ho bisogno di modulare la forza necessaria per srotolare il filo.

Pensavo di collegare un piccolo motore a corrente continua da far lavorare costantemente a blocco e pilotarlo in corrente in modo da poter imporre la coppia... Ho paura di bruciarlo.

Secondo voi, se uso come corrente massima quella di targa, corro rischi?

Conscete azionamenti "automotive" da poter usare per pilotare il motore in corrente? Ripeto, è un prototipo, quindi posso non essere elegante...

All'asse del rocchetto mi serve una coppia massima di 2.5 Nm, ma posso tranquillamente usare un riduttore 10:1 o anche superiore.

Grazie mille in anticipo,

Pietro

P.S. per avere un'idea del rocchetto: http://www.micro-epsilon.com/download/products/_displacement/dax--wireSENSOR-WDS-mechanics--en.html anche se probabilmente non sarà questo.

[Livio Orsini]

Se usi un motore ad eccitazione separata come, ad esempio, un motore a magneti permanenti la copia motrice è direttamente proprozionale alla corrente di armatura.

Ti basta conoscere la coppia nominale del motore e la sua corrente nominale per ricavarti la costante di coppia.

Chiarisco con un esempio.

Immagina che il motore abbia una coppia nominale pari a 2.5 Nm ed una corrente nominale di 5 A; la sua costante di coppia k = 5/2.5 ===> k =0.5. Infatti C_m = k*I_a .

Per realizzare quello che vuoi ottenere è suffiiciente che tu alimenti il motore con un alimentatore limitato in corrente.

Il tutto funziona sino a che il motore è in stallo, ovvero sino a che la coppia resistente è maggiore della coppia motrice. In caso di rottura del filo, ad esempio, il motore avendo una coppia motrice maggiore della coppia resistente inizierà a ruotare sino alla velocità consentita dalla tensione di armatura.

Ora se vuoi evitare questo pericolo, o se il motore può trovarsi in condizione di non avere coppia resistente. devi lavorare ad anello chiuso con reazione di velocità e riferimento di velocità pari a zero. Questo è il caso tipico degli svolgitori controllati in coppia, che è l'applicazione più simile al tuo apaprato.

Essendo un prototipo puoi, al solo scopo di effetture le prove di fattibilità, imporre una tensione di armautara molto limitata. Con 12 V nominali di armatura e riduzione di velocità 10:1 puoi imporre, ad esempio 3V di armatura, così in caso di rottura filo avresti solo il 25% della velocità nominale.

Comunque se provi a ricercare tra i costruttori di driver per motori in cc è probabile che si riesca a reperire un alimentatorino con reazione da tachimetrica e limite di corrente per motorini a 12 V - 24 V.

Se ti senti di autocostruirti il driver, puoi aprire una discussione sul forum di elettronica geenrica. In pratica si tratta di "truccare" un alimentatore variabile da pochi A, con limite di corrente impostabile, per realizzare la reazione di velocità invece di quella di tensione.

Attenzione! La reazione deve essere assolutamente in velocità con tachimetrica come trasduttore (anche encoder am è più complicato), altrimenti non hai la funzione di controllo.

Probabilemente il nostro Mirko Ceronti (Pitagorico) ha già un progettino bello e pronto nei suoi cassetti.

[Mirko Ceronti]

Se l'autocostruzione aggrada l'amico PietroSail, credo di avere qualcosa che ho anche già presentato nel sub-Forum del "Fai da Te" qualche mese fa.

Saluti

Mirko

[PietroSail]

Che velocità di risposta!

La mia idea era esattamente di usare un motore a magneti permanenti e lavorare "pilotando in corrente".

Non mi è chiarissimo perchè ho bisogno della retroazione... se posso pilotare in coppia, mi sembra di avere tutto quello che mi serve, anche perchè sono molto lento nel movimento e non ho bisogno di precisioni molto elevate.

Specifico che posso sia "tirare" che "mollare".

Costruire non mi spaventa... se non devo saldare smd troppo esagerati! :-) Nel caso mi appggierò a qualche esterno.

Mirko, mi sapresti indiacare la discussione? ho frugato un po' nel forum ma non l'ho trovata!

Buona domenica a tutti

[Livio Orsini]

se posso pilotare in coppia, mi sembra di avere tutto quello che mi serve,

Purtroppo no. Il pilotaggio a corrente impressa impone solo il valore di coppia massima, mentre la velocità del motore è stabilita dalla tensione di armatura.

Cosa succede quando alimento un motore cc ad eccitazione separata?

Semplicemente impongo un valore di tensione e metto disponibile un valore di corrente massima. Il motore tenderà ad assorbire il volore di corrente necessario a sviluppare la coppia motrice necessaria a ruotare. Se la corrente disponibile è maggiore/uguale di quella richiesta il motore accelererà sino a raggiungere la velocità angolare corrispondente al valore di tensione di armatura. Se la corrente disponibile è minore di quella richiesta il motore "stalla", ovvero si ferma; "tirerà" sul carico con una forza corrispondente alla coppia disponibile ma, se il carico non si muove, anche ilrotore resterà fermo.

Però nel momento in cui verrà a mancare il carico, o comunque la coppia resistente sarà inferiore alla coppia motrice, il motore accelrerà sino a raggiungere la velocià consentita dal valore di tensione di armatura.

Specifico che posso sia "tirare" che "mollare".

E' questo il punto nodale. Nel momento in cui "molli" il motore accelera bruscamente sino a quando la tensione del materiale non supera la forza disponibile.

Non è questione di precisione o velocità di risposta, è questione che il motore se è libero di muoversi andrà alla velocità consentita dal valore di alimentazione.

Immagina di avere un motore che ruoti a 3000 rpm con tensione di armatura pari a 12 V. Applichi i 12 V e limiti la corrente a 1A. Sino a che hai una coppia resistiva maggiore il motore sta fermo, non appena togli il carico il motore accelererà sino a raggiungere i 3000 rpm.

Ora immagina che, per la tua applicazione, tua alimenti il tuo motore con -1,2 V e limiti sempre la corrente ad 1 A. Sino a che "tiri" il motore sta fermo o si fa trascinare, non appna "molli" il motore recupera il materiale a velocità non suoperiore di 300 rpm.

Se invece lavori con reazione di velocità e riferimento di velocità, potrai decidere di volta in volta a che velocità recuperare, oppure puoi imporre velocità zero e anche in assenza di tiro il motore sta fermo.

[Mirko Ceronti]

Mirko, mi sapresti indiacare la discussione? ho frugato un po' nel forum ma non l'ho trovata!

Dalla postazione in cui mi ritrovo ora, non riesco ad inoltrarTi il link alla discussione.

Stasera quando sarò a casa col mio PC, allora vedrò di assolvere alla Tua richiesta.

Saluti

Mirko

[PietroSail]

Livio: mi hai convinto... al 90%... :-) Nel senso che non dovrebbe essere un problema che il motore acceleri fino a velocità massima. Anzi, la cosa mi aiuterebbe a tenere correttamente tensionato il cavo sul rocchetto. Il sistema lavorerà praticamente al 95% del tempo a rotore bloccato.

Verò è anche che da buon progettista, è meglio fare le cose per bene anche se è un prototipo, e soprattutto tenermi "una maniglia" in caso di problemi.

Mirko, grazie mille trovata la discussione se è lo schema con una serie di LM324 e un 555.

Dovrò aggiungere uno stadio di ingresso per poter settare la corrente (e quindi la coppia) da PLC tramite un'analogica. Mi vivne il dubbio che faccia prima a trovare un driver "industriale"... già pronto. Ne conoscete qualcuno? Io sono abbastanza fuori dal giro...

Anche perchè, se poi decidiamo di andare in produzione, i numeri sono decisamente bassi e quindi una certificazione ecc ecc non è giustificata.

Buona domenica a tutti!!!

[Livio Orsini]

Anche perchè, se poi decidiamo di andare in produzione, i numeri sono decisamente bassi e quindi una certificazione ecc ecc non è giustificata.

T do 3 nomi che conosco: SBC, SCS e SIEI ma ce ne sono tantissimi altri. Come primo approccio visita i loro siti ricercando convertitori per motori cc a magneti permanenti. Poi una telefoanta al servizio commerciale o, meglio, al servizio assistenza ti dovrebbe indirizzare al prodotto più adatto al tuo scopo. Queste 3 sono aziende serie con prodotti affidabili. Puoi anche trovare prodotti a minor costo.

[PietroSail]

Grazie mille. sbircio subito. buon fine settimana!

[Mirko Ceronti]

Mirko, grazie mille trovata la discussione se è lo schema con una serie di LM324 e un 555.

Sì, più un CA3130, comunque tanto per essere sicuri che stiamo parlando dello stesso schema, il Link è questo

http://elettronica.plcforum.it/index.php?/topic/703-regolatore-di-velocita-per-un-motorino-12v-in-cc/

Questo è un azionamento con velocità regolabile ad anello aperto, e con limite di corrente impostabile come chiedevi Tu.

Invece per avere la velocità retroazionata e chiudere quindi l'anello, potrei proprorTi questo schema

http://elettronica.plcforum.it/index.php?/topic/769-scheda-di-controllo-velocita-motore/

che progettai per la mia sega circolare da banco che uso per tagliare le piastre ramate da cui poi realizzo i miei P.C.B.

In questo circuito puoi anche qui impostare il limite di corrente, ed anche settare la coppia agendo sul trimmer multigiro da 100K.

La retroazione, qui è predisposta per un encoder, (molto rudimentale nel mio caso) ma si può usare anche una dinamo tachimetrica, omettendo lo stadio di conversione f / V e condizionando il segnale di tacho, per far sì che non si saturi l'ingresso dell'operazionale.

Mi vivne il dubbio che faccia prima a trovare un driver "industriale"... già pronto

Beh, sicuramente se lo trovi fai molto prima.

Saluti

Mirko

[ader]

A dire la verità non ho capito l'applicazione , visto che gia l'oggetto al quale vuoi applicare una coppia motrice , gia lui genera un coppia resistente.

puoi spiegare meglio.

Essendo una applicazione in coppia a posizione fissa , quello che rischi è il surriscaldamento del collettore , se motore dc , ti consiglio di continuare a pendolare nell'intorno del punto di lavoro di + o meno 1 giro per far lavorare tutto il collettore. Pensa poi alla ventilazione , se è autoventilato sei fermo , e la R*I^2 sull'armatura la devi dissipare.