Variatore per motori asincroni monofase

[del_user_174544]

Dopo aver cercato nei vari forum vorei ricollegarmi ad un post del 2012 nel quale veniva trattato appunto il tema diella variazione di giri a coppia costante di alcuni tipi di motori elettrici.

Nel mio caso ho necessità di variare i giri di un motore asincrono moofase da 1,5 kw 1400 gg e nel  suddeto post Mirko concludeva che non c'era possibilità di farlo se non avendo la possibilità di separare elettricamente i due avvolgimenti nel caso di azionamento passo passo o di usare un inverter trifase.

Se nel frattempo non si è trovata altra soluzione chiedo a Mirko istruzioni in merito, ovvero se è fattibile realizzare il suo progetto o come vada eseguito il collegamento "truccato" all'inverter trifase perchè ora il link che aveva postato non è più valido.

Nel mio caso avrei la possibilità di mettere in pratica sia uno che l'altro avendo gli avvolgimenti separati.

Grazie a tutti dell'attenzione

[Livio Orsini]

Mirko, purtroppo, per suoi problemi personali, non partecipa, se non molto saltuariamente, al forum. Oramai è trascorso più di un anno dalla sua ultima visita.

 

L'argomento non sarebbe adatto a questa seziene, ma alla sezione inverter del forum di automazione industriale.

 

Oggi si trovano in commercio alcuni inverter specialistici per motori monofasi.

Però dire motore monofase non è sufficiente, bisogna specificare il tipo di motore.

Se ricordo bene Mirko faceva riferimento a motori monofasi con condensatore sempre inserito, che sono i più diffusi. In pratica si tratta di un motore bifase, dove il condensatore serva a creare lo sfasamento per alimentare l'avvolgimento ausiliario.

 

Mirko ha una lunghissima esperienza nell'uso di inverters, derivata dalla sua pratica ultradecennale di manutentore di stabilimento, per cui sa mettere a punto certe applicazioni non usuali.

[del_user_174544]

Grazie Livio della risposta e sono dispiaciuto per l'assenza di Mirko.

Per quanto riguarda l'argomento che avevo postato quindi dovrei riproporlo nell' altro forum?

Approfitto intanto per chiederti se sai per quale motivo io non riceva notifiche dal forum per quanto abbia evidenziato "notifica immediata".

 Ciao

 

[Livio Orsini]

1 ora fa, Nixie ha scritto:

quale motivo io non riceva notifiche dal forum per quanto abbia evidenziato "notifica immediata".

 

Se hai dato un indirizzo mail valido, dovrebbe, anzi deve, arrivarti un messaggio almeno giornaliero che mostra la discussione "notificata", controlla anche nelle cartelle "spam" ed "indesiderata".

Io le notifiche le recevo regolarmente.

 

2 ore fa, Nixie ha scritto:

l'argomento che avevo postato quindi dovrei riproporlo nell' altro forum?

 

Oramai puoi continuare qui, anche se non c'è poi molto da dire, oltre a quello che ti ho già scritto.

 

Magsri metti una foto della targa del motore (foto leggibile) e specifica cosa deve motorizzare quel motore.

[del_user_174544]

Grazie Livio credo di aver attivato le notifiche, variando le impostazioni nell' area privata,  la tua risposta mi è stata notificata.

Allego la foto richiesta, come vedrai è un classico motore bifase con condensatore di spunto da 50 mf.

Questo motore è montato su un tornio quindi all'avviamento ha un carico parziale ( attrito delle trasmissioni ).

Vorrei variarne il numero di giri senza perdere troppa coppia avendo dismesso il sistema di cambio meccanico originale che sarebbe costato troppo riparare. 

Una applicazione del tipo passo passo o variazione di frequenza tramite inverter sarebbero ideali non fosse per il fatto che di driver step finora ne ho visti solo di piccola taglia e un inverter che peraltro possiedo come recupero accetta alimentazione monofase 220v in ingresso ma l'uscita è sempre 220 ma trifase.

Per quanto sappia lo sfasamento che impone il condensatore sul secondo avvolgimento è di 90 gradi mentre l' inverter ha le fasi sfasate di 120 gradi quindi occorrerebbe "truccare" in qualche modo il collegamento elettrico come diceva Mirko ma realmente non so in che modo.

Se qualcuno ha una soluzione mi auguro che me ne faccia partecipe.

Ciao e grazie a tutti

  

 

[Livio Orsini]

2 ore fa, Nixie ha scritto:

come vedrai è un classico motore bifase con condensatore di spunto da 50 mf.

 

Quello mi sembra un condensatore sempre inserito, mentre quello aggiuntivo di spunto è omesso, daltronde non servirebbe per questa applicazione.

 

Hai principalmente 2 problemi:

1. Non è detto che l'isolante degli avvolgimenti sopporti l'elevatissimo dv/dt degli inverter attuali, fatto che potrebbe comportare la bruciatura del motore.
2. Se il condensatore è sempre inserito, riducendola frequenza aumenta la cdt sullo stesso; quindi l'avvolgimento ausiliario viene sempre più sottoalimentato perchè, contemporaneamente, anche l'inverter riduce linearmente la tensione con la frequenza.

Mirko era molto esperto, conosceva bene sia i motori che gli inverters pertanto, con pazienza e accortezza, riuscì a far funzionare decentemente l'inverter per alimentare il motore del trapano a colonna.

 

Forse, visti gli attuali costi potresti ipotizzare l'uso di un motore trifase da 1500W in sostituizione del monofase. Poi monti un inverter mono-trifase per alimentarlo e sei tanquillo sui risultati.

[del_user_174544]

3 ore fa, Livio Orsini ha scritto:

 

Quello mi sembra un condensatore sempre inserito, mentre quello aggiuntivo di spunto è omesso, daltronde non servirebbe per questa applicazione.

 

Hai principalmente 2 problemi:

1. Non è detto che l'isolante degli avvolgimenti sopporti l'elevatissimo dv/dt degli inverter attuali, fatto che potrebbe comportare la bruciatura del motore.
2. Se il condensatore è sempre inserito, riducendola frequenza aumenta la cdt sullo stesso; quindi l'avvolgimento ausiliario viene sempre più sottoalimentato perchè, contemporaneamente, anche l'inverter riduce linearmente la tensione con la frequenza.

Mirko era molto esperto, conosceva bene sia i motori che gli inverters pertanto, con pazienza e accortezza, riuscì a far funzionare decentemente l'inverter per alimentare il motore del trapano a colonna.

 

Forse, visti gli attuali costi potresti ipotizzare l'uso di un motore trifase da 1500W in sostituizione del monofase. Poi monti un inverter mono-trifase per alimentarlo e sei tanquillo sui risultati.

Non c'è niente da eccepire sulle tue affermazioni, la strada + sicura sarebbe quella.

Avevo già valutato in fatto di costo questa possibilità e sarebbe accessibile normalmente non fosse che in questo caso dovrei accantonare questo motore.

Nella scelta del motore mi ero soffermato sulla velocità del nuovo non riuscendo a decidere se sarebbe stato meglio un 1500 giri o un 3000 giri.

La mia perplessità sta nel fatto che il 3000 giri avrebbe avuto un + vasto range di giri ma non so se a bassi regimi può mantenere la stessa coppia che avrebbe il 1500.

Tu hai idea di come si comporterebbero i due motori montati sullo stesso carico e regolati in velocità?

Grazie di nuovo

 

[gabri-z]

32 minuti fa, Nixie ha scritto:

La mia perplessità sta nel fatto che il 3000 giri avrebbe avuto un + vasto range di giri ma non so se a bassi regimi può mantenere la stessa coppia che avrebbe il 1500.

Non rischiare , già dovrai probabilmente ventilarlo a basse velocità ; il tornio avrà certamente un cambio meccanico , quali sono le velocità del mandrino minima e massima per il 1 400 rpm ?

[del_user_174544]

2 ore fa, gabri-z ha scritto:

Non rischiare , già dovrai probabilmente ventilarlo a basse velocità ; il tornio avrà certamente un cambio meccanico , quali sono le velocità del mandrino minima e massima per il 1 400 rpm ?

Per quanto ricordi la minima velocità era di 100 rpm e la massima 2000 rpm ottenuta con un cambio a 4 posizioni, in più una seconda leva riduceva il tutto del 50%.

A oggi il cambio meccanico è inservibile mentre la riduzione 50% posizionata sulla scatola mandrino è ancora attiva ma piuttosto rumorosa.

La ventilazione forzata sono d' accordo con te che sia d'obbligo variando i giri.

Ritieni che potrebbe dare problemi un 3000 rpm?

Ciao

[gabri-z]

27 minuti fa, Nixie ha scritto:

A oggi il cambio meccanico è inservibile

E non vuoi rimetterlo a posto ? In questo caso potrebbe risultare piccolo il motore .

[Livio Orsini]

8 ore fa, gabri-z ha scritto:

In questo caso potrebbe risultare piccolo il motore

 

in effetti quando si lavora a bassa velocità, in genere, si necessita di maggior coppia perchè o si lavora materiale più resistente o si asporta maggior quantità di materiale.

Io sono dell'idea che la variazione elettronica di velocità di un motore non sostituisce il cambio meccanico, se la macchina è stata costruita con cambio meccanico.

 

Communque i ti suggerirei di stare su di 4 poli (1470 rpm di targa); pui benissimo spingere l'inverter sino ad oltre 70Hz così raggiungi i 2000 rmp. Perdi coppia, ma le perdi comunque anche con il cambio moltiplicato.

[del_user_174544]

Concordo con le vostre affermazioni ma il cambio meccanico per quanto prezioso era usurato in modo irreversibile dal cattivo uso e la mancata lubrificazione del propietario precedente.

Il cambio non era del tipo ad ingranaggi ma composto da varie pulegge disposte su due alberi paralleli con trasmissione a cinghie trapezoidali, ogni puleggia conteneva una frizione meccanica azionata da una camme inserita nell'incavo di uno dei due alberi.

La manutenzione di questo pesantissimo blocco comportava la lubrificazione continua con olio a perdere quindi anche li dispendiosa e sporchevole.

Tutta la massa era in rotazione continua e diventava sicuramente un buon volano ma ormai con vibrazioni e rumorosità insostenibili.

In sintesi la riparazione sarebbe costata più del valore della macchina.

Consultando le tabelle dimensionali dei motori elettrici ho visto che la massima potenza elettrica montabile sulla flagia e albero attuali è di 2 hp sia monofase  che trifase questo senza ulteriori modifiche, solo il 2800 rpm può arrivare a 3 hp forse per motivi di ingombro degli avvolgimenti.

Non riesco a prevedere il risultato forse solo provando si riuscirà a stabilire se sia sufficiente o meno.

Ciao

 

[Livio Orsini]

6 ore fa, Nixie ha scritto:

solo il 2800 rpm può arrivare a 3 hp forse per motivi di ingombro degli avvolgimenti.

 

Potrebbe essere un buon compromesso tra velocità e coppia, però dovresti montarci un ventilatore esterno perchè, selavori sotto i 40Hz per un tempo non trascurabile, rischi una sovratemperatura del motore.

Io sarei favorevole ad un 4 poli da 1500W; possiblimente con pastiglia termica o clixon inseriti negli avvolgimenti.; ovviamente dovresti preve dere una piccola ventola esterna, pagari del tipo centirifugo.

Se togli il blocco del cambio e vai direttamente, tramite coppia di pulegge al mandrino , ti togli di mezzo un qualche cosa assorbe almeno il 20% della coppia disponibile.

Modificato: 18 gennaio 2020 da Livio Orsini

[gabri-z]

1 minuto fa, Livio Orsini ha scritto:

Io sarei favorevole ad un 4 poli da 1500W;

Livio , il tornio lavorava ai 100 / 50 giri del mandrino con un rapporto 14/28 : 1 di riduzione , pensi che l'inverter riesca a compensare la coppia guadagnata col cambio meccanico ?

E' vero che non ci ha detto in che rapporto fisso vorrebbe accoppiare gli alberi , ma io penso che un sei od anche otto poli ( con un po di abbassamento della massima velocità ) potrebbe andare .Cosa dici ?

[Livio Orsini]

Dipende dall'inverter.

Un discreto vettoriale sensorless ti da coppia a velocità zero.

In pratica con l'uso dei controlli vettoriali, i MAT riescono a funzionare (quasi) come motori cc ad eccitazione separata.

 

20 minuti fa, gabri-z ha scritto:

ma io penso che un sei od anche otto poli ( con un po di abbassamento della massima velocità ) potrebbe andare .Cosa dici ?

 

Se vuol avere 2000 rpm di mandrino non può stare sotto il 4 poli.  Già con un 6 poli dovrebbe lavorare a 100 Hz, quindi con coppia dimezzata.

[gabri-z]

2 minuti fa, Livio Orsini ha scritto:

Se vuol avere 2000 rpm di mandrino non può stare sotto il 4 poli. 

Comprendo , ma cerco di mettermi nella pelle di chi usa il tornio ; il cambio meccanico , per suoi motivi , non intende aggiustare ,per cui velocità / coppie  necessarie , porterebbero a favore di basse velocità -alta coppia , 2000 giri/min invece , chi sa che finitura e quante volte al mese (dipende anche delle necessità particolari del utente ) 

[Livio Orsini]

Come ho scritto prima la decisione spetta a Nixie che conosce le sue esigenze.

Io ragiono come se dovessi fare il lavoro per il mio tornio

[del_user_174544]

Prendo atto delle vostre riflessioni e quindi porto alla vostra attenzione  la seguente soluzione che credo coniughi gli aspetti da voi considerati.

Al posto del vecchio cambio oramai accantonato monto due semplici puleggie con rapporto 1 a 2, il motore un trifase 2 poli 3 hp .

Quando il mandrino gira a 1500 rpm il motore sarà a piena velocità mentre a 100 rpm ne avrà 200 quindi al doppio dei giri minimi.

Aumentando la frequenza arriverei anche a 2000

Potrebbe funzionare o sto delirando?

 

[gabri-z]

Senza dubbio , il cavalo in più sarà benvenuto ; speriamo che sia quello vincente !  

Non voglio sembrare quel che porta sfortuna , ma se hai veramente bisogno di coppia a basse velocità , io porterei il rapporto da 2:1 ad un 2,5/3 :1 

Lo so , te lo scordi il 2000 rpm al mandrino , ma almeno fai una cosa bene al posto di tutto più o meno 

E' altrettanto vero che andare con taglio più leggero in mancanza di coppia si può , ma raggiungere velocità non prevista ----NO .

Sempre le due facce della medaglia , devi decidere tu .

Modificato: 18 gennaio 2020 da gabri-z

[del_user_174544]

Sono del tuo parere i fatti sono fatti del resto un cavallo in più si può avere solo col 2 poli  (volendo mantenere la stessa flangia e lo stesso ingombro) ma la possibilità di modificare il rapporto giri apre, dopo qualche prova la possibilità di apprezzare il risultato ed applicare lo stesso criterio provando anche a montare  un 4 poli, certo motori non nuovi anche solo presi in prestito da qualche conoscente.

Non è nelle mie capacità ma in quelle di un progettista saper valutare il risultato da calcoli quindi mi adopererò a fare qualche prova.

Mi conforta anche l' affermazione di Livio riguardo al guadagnare il 20% di coppia eliminando tutto l'insieme di frizioni e pulegge, un insieme di paccottiglia pesantissima e con costante necessità di lubrificazione ( a perdere ).

Ci vorrà il tempo necessario ma non sarà sprecato.

Ciao

 

 

 

[gabri-z]

11 minuti fa, Nixie ha scritto:

apre, dopo qualche prova la possibilità di apprezzare il risultato ed applicare lo stesso criterio provando anche a montare  un 4 poli, certo motori non nuovi anche solo presi in prestito da qualche conoscente.

Se hai un tornio , puoi fare un tornio !

Il tornio è una macchina che può produrre macchine , non so se mi sono espresso bene , tu avrai capito .

[del_user_174544]

Penso di si.

Grazie

[Livio Orsini]

Molto dipende dal'inverter che monti.

Se l'inverter è a controllo vettorialenon avrai problemi di coppia anche a velocità prossima allo zero; se usi un vormale controllo scalare (V/f) invece già attorno ai 5Hz - 10Hz potresti avere problemi di coppia insufficiente.

[del_user_174544]

1 ora fa, Livio Orsini ha scritto:

Molto dipende dal'inverter che monti.

Se l'inverter è a controllo vettorialenon avrai problemi di coppia anche a velocità prossima allo zero; se usi un vormale controllo scalare (V/f) invece già attorno ai 5Hz - 10Hz potresti avere problemi di coppia insufficiente.

Secondo te quindi 2 o 4 poli? Rapporto alto, basso o 1/1? Oppure un inverter vettoriale potrebbe metterci una pezza in ogni caso?

 

[Livio Orsini]

1 ora fa, Nixie ha scritto:

Oppure un inverter vettoriale potrebbe metterci una pezza in ogni caso?

 

 

Un inverter a controllo vettoriale fa lavorare il MAT quasi come se fosse un continua, quindo coppia nominale praticamente da velocità zero.

 

Se usi un 2 poli con rapporti 2:1 per raggiungere i 2000 rpm di mandrino dovrai soingerti sino a 70 Hz; conseguentemente la coppia erogabile dal motor sarà circa il 60% della coppia nominale.

In compenso, avendo optato per trasmissione cinghia pulegga, ne trasferisci circa il 190% sul carico, dato il rapporto di trasmissione 2:1; in totale avresti, al mandrino 1.14 la coppia nominale del motore.

Scendendo di velocità la coppia aumenta, perchè la vori a giri costanti, a 50hz, quindi a circa 1430 rpm di mandino, avresti 1.9 8circa) la coppia erogata dal motore, questo valore di coppia lo mantieni pressochè costante sin quasi a velocità zero.

 

Puoi rifarti i conti con un 4 poli, e rapporto di trasmisisone 1:1.