Revisione Motore dc Elettromandrino

[solitario79]

Buongiorno a tutti, dopo anni di assenza dal forum sono a chiedere aiuto e pareri su questo tipo di motore, su cui ho poca esperienza. Al comando di marcia il motore spunta ma spara sulla spazzola e salta il magnetotermico di casa (non il differenziale)

E' un motore di un tornietto di 40 anni fa, in corrente continua 180V a spazzole, con matasse di campo alimentate dalla stessa scheda. Non ho dati di targa, dovrebbe essere da 1500 W.

E' pilotato da una scheda Selema SDR25, e retroazionato da un encoder: una campana con 100 fori calettata direttamente sull'indotto del motore che viene "letta" da una semplice fotocellula TCST2103.

Faccio una breve premessa: smontandolo ho trovato il portaspazzole in bachelite crepato in corrispondenza dei portaspazzole metallici, quindi le spazzole erano ballerine sul collettore che comunque sembra in buone condizioni e non presenta segni di bruciature, neanche scaldate, stessa cosa per gli avvolgimenti dell'indotto. Ho provveduto a rifarlo in vetronite fissando saldamente i portaspazzole con viti e resina specifica.

La scheda a vuoto senza motore collegato non fa saltare nulla dando il comando di marcia. Inoltre sia sui morsetti di campo che su quelli dell'armatura misuro, sempre a vuoto, 320 Vdc: stessi valori misurati su una scheda gemella di un tornio funzionante.

Il rotore presenta 68 settori e la resistenza tra ogni settore risulta essere 1.3/1.4 Ohm tranne in una coppia che misura 8 Ohm, nessun settore è a massa. 

 

Come si misurano gli avvolgimenti e come si fa a capire come sono collegati ed eventualmente se sono bruciati?

1.3 Ω è praticamente un corto...misure fatte con un semplice ma buon multimetro...

Grazie per qualsiasi contributo vorrete dare.

Allego qualche foto

[Livio Orsini]

18 minuti fa, solitario79 ha scritto:

da una scheda Selema SDR25,

 

La scheda non ha fusibili?

Inoltre se è un drive appena decente dovrebbe avere il limitatore di correne d'uscita, quindi anche se il motore assorbisse molto di più della sua corrente nominale interrrebbe il limitatore.

Il drive è a transistor o a SCR?

Il tornio è un Cortini?

Modificato: domenica alle 15:36 da Livio Orsini

[solitario79]

Ciao Livio, grazie della velocissima risposta!

Sì, è di un bellissimo Cortini di un amico, gemello al mio.

E' presente un fusibile da 20 A in ingresso alimentazione 220, e quello 5x20 da 1,25A che si vede sulla schedina diodi, entrambi non saltano. La scheda è primordiale(passami il termine) del 1985 ed ha un modulo SCR montato sulla carcassa dell'elettromandrino che non saprei come testare.

Ho dimenticato di dire che ho sostituito tutti i condensatori elettrolitici.

 

Modificato: domenica alle 16:03 da solitario79

[Livio Orsini]

56 minuti fa, solitario79 ha scritto:

spunta ma spara sulla spazzola e salta il magnetotermico di casa (non il differenziale)

 

Questo prima mi era sfuggito.

Cosa significa "spara sulla spazzola"? Spiegati meglio.

Cos'è un corto tra una spazzola e carcassa del motore?

[GiRock]

[solitario79]

Significa proprio come l'ho scritto, appena dai il marcia fa il botto su una delle due spazzole e salta il magnetotermico della linea dedicata al mio banco. No, nessun corto tra spazzola e carcassa, si nota una leggera sfiammata dove la spazzola appoggia sul collettore.

 

[Leone2285]

Ciao, prova a pulire gli interstizi tra le lamelle del collettore con uno spazzolino.

Solitamente quelle sfiammate  si creano se la spazzola non aderisce bene al collettore. Facendo girare il rotore manualmente dentro lo statore noti saltellamenti delle spazzole?

Forse mi sbaglio ma da quanto dici sembra più un problema al motore che alla scheda.

[solitario79]

Ciao Leone2285, si, prima di rimontare il tutto avevo pulito gli spazi tra una lamella e l'altra con alcool isopropilico, successivamente con uno spazzolino, e prima di dar corrente ho provato a ruotare manualmente il rotore e girarva libero, anche le spazzole non avevano saltellamenti. Ho il dubbio delle spazzole consumate in modo anomalo visto che prima il portaspazzole non era stabile. Inoltre mi rimane il dubbio di quell'unica coppia di settori che misura una resistenza diversa da tutte le altre.

Aggiungo che ogni spazzola occupa tre settori del collettore. 

Ora, dopo aver rismontato il motore a seguito della prova con sparata, ho provveduto a ripristinare la corretta geometria delle spazzole (raggio e perpendicolarità), ma prima di rimontarlo volevo capire appunto come verificare gli avvolgimenti sul rotore.

 

[roberto8303]

scusa ma la foto del portaspazzole è di come lo monti adesso? perche quella superiore mi sembra molto corta, comunque ti consiglio di farlo provare su un prova indotti da un elettromeccanico, anche se il rame non è annerito è facile che ci possa essere un corto tra spire spire o lamelle collettore e non te ne puoi accorgere.

[GiRock]

Per verificare gli avvolgimenti e misurare un Valore Resistivo Basso e Corretto ti ci vuole un Generatore di Corrente Costante, un semplice Tester non svolge a pieno il suo dovere non tenendo conto dell'Impedenza e altri parametri parassiti (Test da fare a spazzole scollegate direttamente sui "settori")...

Quello che hai letto di valore resistivo più alto è quello così detto di Equalizzazione anche se il divario pare un tantino elevato...

 

Ad ogni modo ci sono strumenti che ti garantiranno una maggiore precisione nel valutare i parametri necessari per una verifica, questo almeno non richiede troppi sbattimenti e ti restituisce un quadro generale di salute degli avvolgimenti del motore...

[Livio Orsini]

13 ore fa, solitario79 ha scritto:

Significa proprio come l'ho scritto, appena dai il marcia fa il botto su una delle due spazzole e salta il magnetotermico della linea dedicata al mio banco. No, nessun corto tra spazzola e carcassa, si nota una leggera sfiammata dove la spazzola appoggia sul collettore.

 

 

Allora per mia esperienza divi portare il motore ad un'officina specializzata nella revisione dei motori; da quello che hai scritto non è un problema risolvibile in casa.

Hai misurato la tensione in uscita dall'alimentatore di campo?Togli alimentazione al circuito di armatura e misuri la tensione di campo.

[solitario79]

Dopo aver dato il comando di marcia e misurando a vuoto, senza campo e armatura collegati, misuro 312V su entrambi i circuiti. Stessi valori che misuro sul mio tornio funzionante, quindi credo che sia la scheda che il ponte scr siano funzionanti.

[solitario79]

14 ore fa, roberto8303 ha scritto:

scusa ma la foto del portaspazzole è di come lo monti adesso? perche quella superiore mi sembra molto corta, comunque ti consiglio di farlo provare su un prova indotti da un elettromeccanico, anche se il rame non è annerito è facile che ci possa essere un corto tra spire spire o lamelle collettore e non te ne puoi accorgere.

In quella foto la spazzola è tenuta sollevata da una fascetta per poter inserire l'indotto liberamente, successivamente ho rimosso le fascette e appoggiato le spazzole caricandole con le sue molle.

Prima di portarlo da un riavvolgitore volevo escludere problemi alla scheda o alle spazzole: lo scorso anno portai il mio elettromandrino per un preventivo di riavvolgitura dei pacchi statorici e mi chiese 900 euro...solo le bobine statoriche, immagino la fucilata per l'indotto.

[solitario79]

13 ore fa, GiRock ha scritto:

Per verificare gli avvolgimenti e misurare un Valore Resistivo Basso e Corretto ti ci vuole un Generatore di Corrente Costante, un semplice Tester non svolge a pieno il suo dovere non tenendo conto dell'Impedenza e altri parametri parassiti (Test da fare a spazzole scollegate direttamente sui "settori")...

Quello che hai letto di valore resistivo più alto è quello così detto di Equalizzazione anche se il divario pare un tantino elevato...

 

Ad ogni modo ci sono strumenti che ti garantiranno una maggiore precisione nel valutare i parametri necessari per una verifica, questo almeno non richiede troppi sbattimenti e ti restituisce un quadro generale di salute degli avvolgimenti del motore...

Grazie mille, appena avrò il tempo farò questo test col circuito che mi hai suggerito. Puoi spiegarmi il discorso dell'equalizzazione? Ho cercato in rete ma non trovo nulla, mi piacerebbe capire e approfondire, per lavoro mi è capitato raramente di lavorare su motori in cc e parecchi anni fa ma si trattava sempre di cambiare la scheda di eccitazione o gli scr dell'azionamento piuttosto che mandare direttamente il motore a riparare.

Grazie

[Livio Orsini]

3 ore fa, solitario79 ha scritto:

senza campo e armatura collegati

 

Il campo dovresti lasciarlo collegato, almeno per il tempo della misura.

 

3 ore fa, solitario79 ha scritto:

Puoi spiegarmi il discorso dell'equalizzazione?

 

In alcuni motori cc, specialmente grossi motori, si aggiungono vari avvolgimenti di compensazione tra cui gli avvolgimenti di equalizzazione; sono avvolgimenti di filo che vengono aggiunti agli avvolgimenti principali per migliorare la commutazione e ridurre le scintille alle spazzole.

 

4 ore fa, solitario79 ha scritto:

lo scorso anno portai il mio elettromandrino per un preventivo di riavvolgitura dei pacchi statorici e mi chiese 900 euro...solo le bobine statoriche, immagino la fucilata per l'indotto.

 

Quello è un furto, anzi una rapina.

Con quella cifra compri sia il motore che il convertitore.

Ti conviene comprare un nuovo motore a magneti permanenti ed un convertitore nuovo a transistor. Questo è un esempio di un motore da 2HP, 180Vcc, venduto come ricambio.

 

Il motore cc è una macchina completamente reversibile, quindi se tu alimenti il campo e fa ruotare il rotore, ai morsetti di armatura misuri una tensione proporzionale alla velocità di rotazione. Questa è un prova che potresti fare usando un trapano a mano per far ruotarre il motore.

[GiRock]

Avvolgimento di Equalizzazione (Equalizer Winding)

 

Queste connessioni chiamate di Equalizzazione, confinano la Corrente circolante nell'avvolgimento, riducendo così le scintille sulle spazzole.

 

La Corrente circolante che scorre attraverso le connessioni Equalizzatrici crea un flusso Magnetico dei poli forti, questo tende a ridurre la Tensione Indotta più elevata rendendola più o meno omogenea in ciascun percorso.

 

Solitamente il Valore Resistivo di questo avvolgimento è del 30% in più rispetto agli altri, ecco spiegato il perché della diversità nella misura...

 

Quello che non torna, è che nel tuo caso siamo oltre il 60%, ma senza dati di targa non sapremo mai se il suo valore rilevato sia del tutto corretto...

[solitario79]

Grazie Livio e Gio dei chiarimenti e delle spiegazioni. 

Gio, per quanto riguarda il circuito di prova con l'LM317 purtroppo ho solo un LM340 e il mio negozio abituale è chiuso fino a settimana prossima...

Oggi ho portato indotto e statore in un'officina di riparazione motori dove hanno fatto una prova di isolamento (immagino fosse un megger) su entrambi: mi è stato detto che l'indotto è ok mentre tra carcassa e statore hanno misurato 20 MΩ indicandomi che è bassa e andrebbero rifatti i pacchi statorici (500/600€, sempre 300meno di quanto mi aveva chiesto lo scorso anno un'altra officina😅).

Poi ha messo l'indotto su un prova-indotti e magnetizzando ha passato una bacchetta metallica tra le cave e i lamierini dicendomi che è ok.

Domani provo a riassemblare il tutto e faccio le due prove di tensione sul campo che mi ha indicato Livio.

 

 

[solitario79]

Motore riassemblato. Ho collegato solo gli avvolgimenti statorici e misuro 205 Vdc. Facendo girare l'albero motore con un trapano a 2700 giri(misurati) ho 150 Vdc.

[Livio Orsini]

2 ore fa, solitario79 ha scritto:

Facendo girare l'albero motore con un trapano a 2700 giri(misurati) ho 150 Vdc.

 

Questo è un valore corretto, visto che la tensione nominale di armatura è pari a 180V e, presumo, che la velocità nominale sia intorno ai 2800 rpm.

Se il circuito di armatura avesse problemi gravi non funzionerebbe nemmeno come generatore.

Si potrebbe fare un'ulteriore prova con un alimentatore, alimentando il circuito di armatura con 24Vcc - 30Vcc, il motore dovrebbe ruotare con velocità da circa 370rpm a circa 470 rpm.

Potrebbe trattarsi di un guasto al circuito di alimentazione di armatura, però senza avere gli schemi del regolatore non ti posso indicare dove e cosa misurare.

Solo come mera ipotesi di lavoro potrei ipotizzare uno spostamento dei porta spazzole che ha modificato il piano di commutazione.

Nella mia esperienza trentennale di applicazione di regolatori di velocità per motori in cc, solo una volt micapitò un fenomeno simile. Si trattava di un motore da 100kW che azionave la mola di una rettifica per cilindri di di laminatoio. Però era un motore con regolazione di velocità regolata con combinazione armtura e campo; ovvero sino alla velocità nominale la regolazione lavorava sull'armatura, una volta raggiunta la tensione nominale si iniziava a regolare agendo sul flusso, riducendulo. I problemi si avevano in decelerazione, perchè, non appena si inziava a decelerare partiva la cannonata dovuta ad una "sparata" delle spazzole sul commutatore. Dopo che si erano alternati vari specialisti dei motori senza cavarne un ragno dal buco, risolsi il problema in un paio d'ore, spiegando al collega che faceva la messa in marcia degli azionamenti, come ritarare i 4 anelli di controllo. Fu solo un lavoro di pazienza.

Qui non misembra possa esserci un problema simile.

 

 

Questo benedetto motore non ha una targa con i date elettromeccanici?

Modificato: 19 ore fa da Livio Orsini

[solitario79]

Ciao Livio, poco fa ho avuto la tua stessa idea, ho alimentato l'armatura con un alimentatore regolabile e a 30 V assorbe 350mA e gira a 470 rpm.

Per il tuo discorso sul piano di commutazione posso dirti che il nuovo portaspazzole in fibra è stato rifatto su centro di lavoro identico all'originale in bachelite danneggiato quindi l'orientamento dovrebbe essere rimasto uguale. Per verificare il piano avevo letto una discussione qui sul forum che non ritrovo, si parlava di misurare con un millivoltmetro analogico, che non ho, l'armatura alimentando il campo, e ruotando il portaspazzole fino all'azzeramento, è corretto? Purtroppo ho solo un multimetro metrix che misura si i millivolt, ma non so se sia adatto...

Interessante la tua esperienza su quel tipo di motore, mi piacerebbe approfondire.

Purtroppo no, non ho dati o targhetta, solo solo che è 1500W 180Vdc 3000rpm.

Allego gli unici due schemi che ho, recuperati in rete. 

 

[Livio Orsini]

48 minuti fa, solitario79 ha scritto:

Ciao Livio, poco fa ho avuto la tua stessa idea, ho alimentato l'armatura con un alimentatore regolabile e a 30 V assorbe 350mA e gira a 470 rpm.

 

Questo taglia la testa al toro: il motore è esente da difetti. Anche l'assorbimento a vuoto mi sembra in linea con i valori normali.

 

La discussione a cui ti riferisci è questa. Se il tester è digitale con fondoscala 200mV, può andar bene, anche se un millivoltmetro analogico a zero centrale è più pronto.

 

Comunque una verifica grossolana la puoi sempore fare anche con il solo alimentatore da 30V. Fai ruotare il motore in un senso, e virifica se lo scintillio delle spazzole è contenuto come dovrebbe essere di norma. Inverti le polarità di alimentazione e ricontrolla lo scintillio. Se non ci sono anomalie di scintillio il piano di commutazione può ritenersi corretto.

 

Con un amperometro in cc misura la corrente assorbita dal campo, la tensione di campo mi sembra un po' abbondante.

Però non avendo dati di targa bisogna andare per analogia con motori simili.

 

Dove hai reperito lo schema? se mi puoi mettere il link mi fai un favore. Poi me lo studio con calma e vedo se posso darti qualche indicazione.

 

1 ora fa, solitario79 ha scritto:

Interessante la tua esperienza su quel tipo di motore, mi piacerebbe approfondire.

 

Non c'è molto da approfondire. Non è questione di motore, ma di anelli di regolazione.

Detto in modo molto semplificato.

Sono 4 anelli concentrici, di cui il più interno è l'anello di corrente di armatura, poi hai l'anello di tensione di armatura, quindi corrente di campo e tensione di campo.

Procedendo dall'inerno verso l'esterno la frequenza di taglio di ciscun anello deve essere inferiore di quello che la precede. Se si usa un dato molto conservativo ci dovrebbe essere una decade di distanza tra ogni anello. Facendo le cose molto bene si può arrivare a circa metà.

Un buon anello di corrente di un convertitore a SCR trifase a 50Hz di frequenza di rete, taglia con periodo di 6,6ms come l'imite teorico. Quindi l'anello di tensio dello stesso convertitorene taglierà a circa 12ms. Quello della corrente di campo a circa 24 ms e quello della tensione di campo a circa 48ms. 

Questi sono limiti teorici, nella oratica la risposta sarà ancora più lenta.

Molto dipende dalla meccanica, dai momenti di inerzia e dalle carattiristiche elettriche della macchina, specialmente quelle di campo che hanno costanti di tempo molto maggiori di quelle dell'armatura.

[solitario79]

Alimentando e disalimentando il campo, misuro ai poli dell'armatura in picchi di 100mV. 

Mentre facendo la prova con alimentatore a 30V non si nota nessuno scintillio in entrambi i sensi di rotazione.

Questi sono i valori delle bobine di campo: R=740ohm, V=205V, I=0.28A; quindi direi che i valori tornano.

Gli schemi li ho in pdf, quello col layout dello stampato si trova facilmente in rete, mentre lo schema vero e proprio lo trovai tempo fa su un forum francese se non ricordo male, ma non ho link o indirizzi esatti mi spiace.

[solitario79]

Aggiornamento.

Dopo le varie prove sopraelencate e incoraggiato dalle misure ho deciso di tagliare la testa al toro togliendo la variabile scheda e utilizzando una scheda funzionante che avevo di scorta per il mio tornio (so che correvo il rischio di bruciarla...)

Fino a 20-30V costanti sembrava girare bene senza scintille, ha girato così un minuto circa, poi ho provato a salire un po', credo intorno ai 40V ha iniziato a sfiammare il collettore e ho spento subito. Scollegato campo e armatura e riprovato a vuoto la scheda era ok. Ricollegato e riacceso ma iniziava già a sfiammare a 20V poi subito una sparata e stop.

Riscollegato e provata a vuoto la scheda nuova ed è ok. Non è così per gli avvolgimenti dell'indotto: misurando direttamente sulle spazzole solo il 20% dei settori danno circa 5 ohm, gli altri misurano 35 Kohm. Riprovo con l'alimentatore stabilizzato ed effettivamente solo su quei settori gira corrente e ruota.

La scheda l'ho riprovata sul mio tornio ed è ancora funzionante.

Sono arrivato alla conclusione che probabilmente l'indotto aveva iniziato a guastarsi quando il portaspazzole originale aveva iniziato a cedere e le spazzole si muovevano...

 

 

[Livio Orsini]

8 ore fa, solitario79 ha scritto:

Sono arrivato alla conclusione che probabilmente l'indotto aveva iniziato a guastarsi quando il portaspazzole originale aveva iniziato a cedere e le spazzole si muovevano...

 

Può essere.

Tu hai l'oggetto in mano e puoi giudicare meglio. Dal forum si possono solo fare ipotesi basate sui dati ricevuti.

 

8 ore fa, solitario79 ha scritto:

Non è così per gli avvolgimenti dell'indotto: misurando direttamente sulle spazzole solo il 20% dei settori danno circa 5 ohm, gli altri misurano 35 Kohm.

 

Questo spiegherebbe lo scintillio e le sfiammate, perchè la commutazione avviene non più tra contatti adiacenti. Inoltre non è nemmeno assicurato che gli avvolgimenti "sani" rispettino una corretta sequenza di commutazione.

Però non riesco a spiegarmi questa resistenza così elevata, avrei capito avere dei settori in corto circuito.