Assorbimento e rapporto V/F costante dubbio.

[Anikare]

Buongiorno a tutti,

durante il controllo dell'assorbimento di un M.A.T . che azionato da un VFD solleva grossi carichi ho riscontrato che la corrente di assorbimento aumentava con l'aumentare della velocità di sollevamento.
Tutto normale se penso alla formula  POTENZA = LAVORO x VELOCITA' e se aumenta la potenza meccanica  deve anche aumentare  la coppia è quindi l'assorbimento.
Ho poi pensato al  concetto di flusso costante e coppia costante e quindi corrente costante da rispettare quando si aumenta la frequenza di un motore cercando di mantenere il rapporto V/f =k ed il dubbio è venuto su.
Avendo fatto le misure a monte del VFD  non disponendo di una strumentazione adatta a misurare segnali in uscita dal VFD vi chiedo se per coppia costante si intende la coppia massima  costante oppure mi sbaglio. E perché la corrente di assorbimento aumenta visto che con la frequenza aumenta anche l'impedenza e Volt / ohm dovrebbe rimanere abbastanza costante.

Saluti.

[mc1988]

58 minuti fa, Anikare ha scritto:

e se aumenta la potenza meccanica  deve anche aumentare  la coppia

Non sono tanto d'accordo, perchè aumentando la velocità la potenza aumenta senza che aumenti anche la coppia.

Nel tuo caso puoi calcolare la potenza o come forza (di sollevamento, uguale e contraria alla forza peso) moltiplicata per velocità (lineare di sollevamento) oppure come coppia per velocità angolare riferendoti quindi all'asse di rotazione.

 

Ciao

mc1988

 

 

 

Modificato: 7 settembre 2023 da mc1988

[Anikare]

Ma scusa ma  come si fa a sollevare un peso più velocemente senza dare più forza? Il tuo concetto.andrebbe bene  su un ventilatore  o su di una automobile in discesa.....

Immagina un ciclista in salita che vuole aumentare la velocità  immagina la bici senza rapporti per semplificare le cose.

[Livio Orsini]

2 ore fa, Anikare ha scritto:

Avendo fatto le misure a monte del VFD  non disponendo di una strumentazione adatta a misurare segnali in uscita dal VFD vi chiedo se per coppia costante si intende la coppia massima  costante oppure mi sbaglio.

 

La regione di funzionamento a coppia costante, nel caso di MAT alimentato da inverter V/f è la regione che va da una certa frequenza mimima sino a 50Hz con tensione di alimentazione che cresce proporzionalmente alla frequenza, sino a raggiungere i 400V a 50Hz.

Superando la frequenza di 50Hz, senza poter aumentare proprozionalmente la tensione, il motore sarà deflussato quindi non potrà erogare la sua coppia massaima, si lavora quindi in regime di potenza costante.

 

Quanto sopra è valido se, e solo se, il motore dovr erogare la sua coppia massima.

La coppia erogata è la coppia che è richiesta dal carico meccanico.

C'è una certa corrispondenza tra coppia erogata e corrente assorbita, anche se non c'è la relezione Cm = k * Ia, equazione di trasferimento tipica dei motori in corrente continua ad eccitazione separata.

 

Da ultimo, ma non ultimo.

Per usare un MAT in applicazioni di sollevamento, se si controlla la velocità del motore tramite inverter, è praticamente obbligotorio usare un inverter a controllo vettoriale; sarebbe cosa buona e giusta che si usasse un controllo vettoriale ad anello chiuso, ovvero con retroazione di posizione del rotore tramite encoder o resolver. Questo per evitare pericolosi casi in cui il carico riesce ad avere il sopravvento.

 

1 ora fa, mc1988 ha scritto:

Non sono tanto d'accordo, perchè aumentando la velocità la potenza aumenta senza che aumenti anche la coppia.

 

Non è detto. Aumentando la velocità ci può essere un incremento degli attriti, per cui è richiesta una maggior coppia.

[Anikare]

Chiaro.

Quindi se ho ben capito è normale che il motore del mio caso aumenti l' assorbimento visto che deve adeguare la coppia per spingere di più  e per coppia costante ci si riferisce alla coppia massima.

Si in effetti il vfd è un vettoriale ma non ha il riscontro del numero di giri tramite encoder ma si basa sul campo magnetico rotante.

Una ultima domanda:

cosa accadrebbe se sempre in questo caso  aumentassi la frequenza oltre i 50 Hz  ad esempio arrivassi.ad 80 con la V costante a 400Volt?

Con il deflussaggio e la riduzione di coppia aumenterebbe lo scorrimento e quindi un assorbimento maggiore del motore?

 

Grazie.

[Livio Orsini]

24 minuti fa, Anikare ha scritto:

Quindi se ho ben capito è normale che il motore del mio caso aumenti l' assorbimento

 

Solo se, aumentando la velocità aumentassero gli attriti.

Non bisogna confondere la fase di accelerazione con la fase a velocità costante. Durante l'accelerazione è necessaria una coppia maggiore per vincere le inerzie.

26 minuti fa, Anikare ha scritto:

cosa accadrebbe se sempre in questo caso  aumentassi la frequenza oltre i 50 Hz  ad esempio arrivassi.ad 80 con la V costante a 400Volt?

Con il deflussaggio e la riduzione di coppia aumenterebbe lo scorrimento e quindi un assorbimento maggiore del motore?

 

Se si assume che alla corrente di targa corrisponde la coppia nominale del motore, diminuendo la coppia massima per effetto del deflusso, per poter etìrogare sempre la stessa coppia, dovrà aumentare la corrente.

In altri termini è come se ad un motore in cc si modificasse la costante coppia-corrente. In effetti deflussando sul campo di un motore cc, si modifica appunto questa costante, oltre a modificare la costante di velocità.

[batta]

3 ore fa, Anikare ha scritto:

Avendo fatto le misure a monte del VFD...

In questa frase c'è la spiegazione di tutto.
Tralasciando eventuali aumenti di attrito e i transitori in accelerazione, aumentando la velocità la coppia rimane costante, ma aumenta la potenza.
Se effettui la misura a monte dell'inverter, dato che la tensione di alimentazione non cambia, se aumenta la potenza aumenta, per forza di cose, la corrente.

[Anikare]

54 minutes ago, batta said:

aumentando la velocità la coppia rimane costante, ma aumenta la potenza.
 

Se voglio aumentare la velocità devo farlo dando un po di forza altrimenti come si fa con un importante.

Allego curve di coppia con v/f costante.

[Anikare]

2 hours ago, batta said:

aumentando la velocità la coppia rimane costante, ma aumenta la potenza.
 

Se voglio aumentare la velocità devo farlo dando un po di forza altrimenti come si fa con un carico "importante",

Allego curve di coppia con v/f costante.

[mc1988]

4 ore fa, Anikare ha scritto:

Ma scusa ma  come si fa a sollevare un peso più velocemente senza dare più forza? Il tuo concetto.andrebbe bene  su un ventilatore  o su di una automobile in discesa.....

Immagina un ciclista in salita che vuole aumentare la velocità  immagina la bici senza rapporti per semplificare le cose.

Secondo me hai le idee un po' confuse.

Una cosa è la forza o la coppia, un'altra cosa è la velocità lineare o angolare, un'altra cosa è l'accelerazione lineare o angolare.

Restiamo nel sollevamento.

Per sollevare una certa massa ad una certa velocità occorre utilizzare una certa potenza.

Per sollevare la stessa massa ad una velocità doppia occorre utilizzare una potenza doppia (a parità di forza).

Per sollevare una massa doppia alla stessa velocità occorre utilizzare una potenza doppia (a parità di velocità).

Per sollevare una massa doppia ad una velocità doppia occorre utilizzare una potenza... quadruplicata.

Sono concetti (elementari) di cinematica e dinamica, insomma di fisica, non di elettrotecnica. Quella viene dopo... quando decidi che il sollevamento debba farlo un motore elettrico.

 

Ciao,

mc1988

 

 

[batta]

1 ora fa, Anikare ha scritto:

Se voglio aumentare la velocità devo farlo dando un po di forza altrimenti come si fa con un carico "importante",

Ad attriti costanti, ti serve più forza solo nel transitorio di accelerazione ma, una volta raggiunta la nuova velocità, ti serve la stessa forza di prima.

Quello che cambia è la potenza, che è il prodotto della forza per la velocità.

Il ciclista che pedala più veloce (fingendo che non esista l'aria) fa più fatica perché deve produrre più potenza, non perché cambia la forza sui pedali.
Tornando ai tuoi esempi, è proprio per un ventilatore che, invece, se aumenta la velocità aumenta anche la coppia richiesta.
Non si tratta di "immaginare", sono leggi elementari della fisica.

[Livio Orsini]

11 ore fa, Anikare ha scritto:

Se voglio aumentare la velocità devo farlo dando un po di forza altrimenti come si fa con un carico "importante",

Allego curve di coppia con v/f costante.

 

Come ti ho scritto prima, devi distinguere, la fase in cui il motore accelera da quella in cui il motore va a velocità costante.

Se passi da velocità X a velocità 2X, ad esempio, una volta raggiunta la velocità di 2X, se gli attriti sono rimasti costanti, la coppia che il motore eroga è costante ed uguale a quella erogata a velocità X.

Se la coppia è rimasta costante, anche la corrente assorbita dal motore è costante.

Se misuri la corrente assorbita dal motore, lo vedi facilmente.

Raddoppiando la velocità, come è già stato scritto più volte, raddoppierà anche la potenza meccanica che il motore deve erogare, perchè la potenza è ilprodotto coppia * velocità.

Se aumenta la potenza meccanica erogata, aumenterà lapotenza elettrica assorbita, in modo proporzionale perchè il rendimento si può considerare costante.

 

Se tu invece di misurare la corrente assorbita dal motore, misuri la corrente assorbita dall'inverter, vedrai che la corrente aumenta.

Perchè?

Perchè mentre nel motore aumentando la velocità aumenta proporzionalemente la tensione applicata (lo vedi chiaramente anche dal diagramma allegato); quindi l'aumento di potenza assorbita è dato dall'aumento della tensione con corrente costante.

Dal lato alimentazione inverter, invece, la tensione rimane costante (è quella della rete elettrica), quindi l'aumento della potenza non può che causare l'aumento della corrente assorbita.

 

Lo verifichi facilmente con la legge di ohm. P = V * I . Puoi ottenere l'aumento di P in 3 modi differenti: aumentando V ed I, aumentando solo V, o aumentando solo I.

 

 

 

Modificato: 8 settembre 2023 da Livio Orsini

[Anikare]

20 hours ago, batta said:

 

Chiaro,

grazie a tutti.