Motore asincrono trifase per fresa

[Vaporista]

Buongiorno

Sono un novellino del forum (di 70 anni).

Dovrei sostituire sulla mia fresa il motore asincrono trifase (del 1982) con uno più moderno per poter così eliminare il rumoroso sistema meccanico di variazione della velocità e sostituirlo con una regolazione continua tramite inverter 380v.

i dati di targa del motore attuale sono:

Potenza 3 HP

Frequenza 50/60 HZ

Tensione 380V

Corrente 3.54 A

N° poli 4

N° giri 1460/1720

I giri del mandrino macchina sono invece compresi fra 100 e 4000 g/m

Io ho letto molte vs discussioni sull'argomento ma, diciamo, non ho ancora le idee chiare.

Qualcuno mi può aiutare?

Per la scelta del motore 230/400V mi consigliate un 2 poli (2800 g/m) o un 4 poli (1420 g/m)?

Un inverter con potenza di 2,2 KW, corrente nominale 12A tensione uscita 380V, è sufficiente?

Se collegassi il nuovo motore a triangolo (230V) dovrei poi settare l'inverter a 380V e 87 HZ di frequenza massima?

Il controllo impostato sull'inverter dovrebbe essere V/F o vettoriale sensorless?

Chiedo scusa per eventuali c........e scritte e resto in attesa del vs buon cuore!!

Grazie

Pietro Alberto

 

 

 

[dnmeza]

14 minuti fa, Vaporista scrisse:

giri del mandrino macchina sono invece compresi fra 100 e 4000 g/m

hai una variazione in diminuzione ed una in aumento meccanica ?

 

[Vaporista]

Si. C'è un sistema a pulegge espandibili (caratteristica delle frese Bridgeport e cloni come la mia) 

[Livio Orsini]

7 minuti fa, Vaporista scrisse:

Se collegassi il nuovo motore a triangolo (230V) dovrei poi settare l'inverter a 380V e 87 HZ di frequenza massima?

 

Attenzione! Questo "arrangiammento" è pericoloso e va usato con molta attenzione perchè se lavori a piena coppia tra 50Hz e 87 Hz il motore dovrà erogare una potenza maggiore della nominale, e assorbire una corrente maggiore della nominale, con il serio rischio di bruciarsi.

 

Attualmmente tu lavori con motore da 1420 rpm e per aggiungere i 4000 rpm del mandrino dovrai usare un moltiplicatore meccanico. Anche ammesso che la trasmissione abbia un rendimmento rossimo a 1, avrai comunque all'albero veloce una coppia ridotta del rapporto di moltiplicazione.

 

Se l'attuale coppia del motore è sufficiente per tutte le tue lavorazioni, sostituisci l'attuale motore con uno simile: 3 HP, 4 poli, 400V con l'accortezza di scegliere un motore servoventilato, ovvero con ventiatore motorizzato. Questo perchè se vai a lavorare al di sotto dei 40 Hz per periodi di tenpo non trascurabili, un autoventilante rischerebbe di surriscaldarsi.

16 minuti fa, Vaporista scrisse:

Un inverter con potenza di 2,2 KW, corrente nominale 12A tensione uscita 380V, è sufficiente?

 

Un inverter da 2.2 kW non può erogare 12 A! Ne erogherà circa 3.3A continuativi e circa 5 A di picco per pochi secondi.

 

Scegli un inverter che sia in grado di erogare una corrente continuativa pari o maggiore alla corrente nominale del motore che andrai ad acquistare.

Gli inverters si dimensionano sempre per corrente.

Alcuni venditori poco seri giocano molto sulle potenze e ti rifilano dispositivi non adatti per farti sembrare il prezzo conveniente.

 

Poi, a mio parere, se compri un inverter Mitsubishi o Yaskawua, non spendi di più (anzi c'è il rischio di spendere anche meno) e sei sicuro di avere un prodotto affidabile e che ti assicura ottime prestazioni.

Ovviamente l'inverter deve essere a controllo vettoriale, se vuoi garantirti una buona coppia anche a bassissima frequenza.

[Vaporista]

Avendo valutato le problematiche da lei evidenziate, specie quelle relative ad un utilizzo del motore con frequenze elevate, vorrei sottoporle una quasi alternativa:

Non potrei utilizzare un motore servoventilato da 3 HP , 2 poli (2800 g/m) ,  collegandolo sempre a triangolo (230 v), settando però l'inverter a 400 v e a 72 HZ, riducendo così la frequenza massima (da 87 a 72 HZ) e l'innalzamento relativo della corrente?

Naturalmente l'inverter da 4 HP sarà con regolazione vettoriale.

Grazie per l'attenzione e per la pazienza dimostrate

Pietro Alberto

 

[leleviola]

Quest'ultima mi sembra la soluzione più giusta senza avere diminuzione di coppia al salire della frequenza oltre i giri nominali del motore, magari la coppia a basso numero di giri potrà essere minore ma impostando l'inverter vettoriale ottimizzerai il rendimento dell'inverter, mi sembra ovvio che dovrai fare un autotuning o auto taratura dell'inverter al motore che gli applicherai, ciò ottimizzerà il rendimento del gruppo motore inverter. L'autotuning non è altro che una procedura che si farà fare all'inverter  prima di metterlo in servizio per far percepire all'inverter le caratteristiche elettriche del motore collegato, l'inverter si calcolerà in maniera autonoma la resistenza statorica, la reattanza statorica e varie altre grandezze elettriche in modo che l'alimentazione del motore avvenga nel modo più ottimale con il miglior rendimento possibile. Considera che tale procedura in genere può essere fatta ad albero fermo oppure con la possibilità di metterlo in rotazione, in quest'ultima ipotesi l'inverter si calcolerà le grandezze elettriche anche in regime dinamico di funzionamento ottimizzando ancor di più il rendimento

[Livio Orsini]

3 ore fa, Vaporista scrisse:

Non potrei utilizzare un motore servoventilato da 3 HP , 2 poli (2800 g/m) ,  collegandolo sempre a triangolo (230 v), settando però l'inverter a 400 v e a 72 HZ, riducendo così la frequenza massima (da 87 a 72 HZ) e l'innalzamento relativo della corrente?

 

Non sono questi 5 Hz che fanno la differenza!

Se la coppia richiesta si avvicina alla nominale, la corrente assorbita sarà all'incirca 1.5 * In e, se la situazione non è limitata ad un breve transitorio, il motore si danneggia.

La soluzione di "truccare" la curva V/f è adottabile solo quando la coppia nominale è richiesta durante i transitori, altrimenti è da scartare.

 

Basta considerare la formula che calcola potenza come  P = coppia motrice * velocità angolare.

Se la velocità angolare è 1.5 la velcità nominale e la coppia è la coppia nominale, anche la potenza sarà 1.5 volte la potenza nominale di targa.

Dato che alla potenza meccanica erogata corrispende una potenza elettrica assorbita che vale Pe = Pm / rendimento, anche considerando il rendimento costante la potenza elettrica assorbita sarà 1.5 volte la potenza nominale. Visto che P = V * I * cosphi, considerando che V e cosphi sono costanti, il motore assorbirà una corrente circa 1.5 volte la corrente di targa.

Con questo valore di corrente mantenuto per oltre 2' si possono già avere danni irreversibili all'avvolgimento.

Questo tipo di funzionamento lo si accetta quando si usa solo con transitori di 1' ogni 10' di lavoro con assorbimento di corrente minore del valore nominale, in modo che risulti una correbte termica entro il limite nominale del motore.

 

Comunque fatti 2 conti e vedrai che questo arrangiamento non ti serve.

L'attuale coppia che applichi al mandrino, con un motore da 1460 rpm sarà 1460/4000 = 0.36 Cm, dove Cm è la coppia nominale del motore; anzi sarà ancora inferiore perchè c'è la perdita dovuta al rendimento della trasmissione.

Usando un motore da 2820 rpm con rapporto 1:1 la coppia motirce erogata a 4000 rpm (circa 71 Hz) sarà 0.7 la coppia nominale.

Se scegli un motre da 3 kW 2 poli avrai al mandrino una coppia maggiore di quella che hai attualmente.

Ma se anche montassi un motore identico all'attuale a 4000 rpm al mandrino avresti sempre e comunque  0.36 volte la coppia motrice, ovvero quella che hai con la trasmissione meccanica (fatto salve eventuali migliorie dovute alle minori perdite della trsmissione).

L'unico problema è che dovresti funzunzionare a quasi 140 Hz, cosa improponibile.

 

Ricorda sempre che i pasti gratis non esistono, tutto deve essere pagato!

Modificato: 15 dicembre 2018 da Livio Orsini

[Vaporista]

Quindi, se ho finalmente ben compreso:

Motore 3 HP  2 poli  380 V con rapporto di trasmissione 1 : 1

Inverter 4 HP 380 V con regolazione vettoriale settato a 72 hz massimi

Che  sia la volta buona!

Grazie!!!!!!!!!!!!

[Livio Orsini]

13 ore fa, Vaporista scrisse:

Motore 3 HP  2 poli  380 V con rapporto di trasmissione 1 : 1

Inverter 4 HP 380 V con regolazione vettoriale settato a 72 hz massimi 

 

No!

Aattualmente hai un 3 HP a 1460 rpm (4poli); teoricamente per avere il medesimo valore di coppia ti servirebbe un 6 HP a 2820 rpm (2 poli).

Probabilmene bastano 3.5 kW, però non conosco la coppia necessaria al tuo mandrino quando lavora a 1460 rpm.

 

Poi scegliere l'inverter per la potenza di targa è un errore concettuale!

Si sceglie il motore, poi si sceglie un inverter in gardo di erogare, in modo continuativo, la corrente di targa assorbita dal motore.