Chiarimento motori brushless ..

antonio_sc

Utente Junior
Professione: Ingegnere Meccanico
Software: PTC Creo Parametric
Regione: Campania
#1
Ho una serie di dubbi sui motori Brushless,saranno anche cose banali ma sui vari cataloghi dei costruttori non è indicato nulla a riguardo, mi sono state date informazioni contrastanti e vorrei conferme da chi ne sa più di me ..comunque...supponiamo debba scegliere il motore di un mandrino (tornitura)...come dati ho :

-la coppia esercitata dall'utensile durante il taglio, supponiamo Mt= 30

-la velocità di taglio :2000 giri/min

-Potenza richiesta circa 6 Kw

-il rapporto di trasmissione (supponiamo i=1)

-le inerzie delle varie parti rotanti

Supponiamo di scegliere un motore che ha questa caratteristica:


1524259385279.png

Le fasi del ciclo di funzionamento sono diverse:

1)Il mandrino si porta prima in rotazione fino ad arrivare alla velocità di taglio (regime) senza che l'utensile incontrari il materiale da asportare e già qui sorge il primo dubbio..sul catalogo è indicata una "massima coppia in accelerazione" che varia in funzione del tipo di azionamento..questo ad indicare che è possibile spingersi massimo sino a tale coppia (in funzione del tempo richiesto per arrivare alla w=2000 giri/min)?Cioè se ho una Mmax (da catalogo) la coppia di accelerazione si può far variare da 0 ad Mmax ? E' un qualcosa su cui si può agire a livello di parametri elettrici (modulando la tensione),ho capito bene?

2) Una volta che il motore si è portato alla velocità richiesta (durante l’avvicinamento del pezzo all’utensile), non essendovi più inerzie da contrastare, agendo in uscita le sole coppie d’attrito dei vari organi,come fa il motore a continuare a ruotare ad w=2000 giri/min?Lo chiedo perché ai corsi universitari mi è stato detto che la velocità di rotazione di alcuni motori (ad esempio quelli a corrente continua o a gabbia di scoiattolo) è data dall’intersezione delle caratteristiche di coppia motrice e resistente (al più la prima si modifica in funzione di eventuali sistemi di variazione della velocità:inverter,resistenze,configurazione stella/triangolo etc..)…ma sui cataloghi dei brushless nulla è indicato di tutto questo…se questo ragionamento lo applicassi a questo tipo di motore ,a coppia resistente quasi nulla il mandrino dovrebbe ruotare a più di 8000 giri al minuto (secondo il grafico)!


3) Quando l’utensile tocca il pezzo la coppia in uscita del mandrino passa istantaneamente da 0 ad Mt=30,e qui il discorso è lo stesso di prima,intersecando le curve caratteristiche del Momento motore e del momento resistente il valore di velocità dovrebbe attestarsi su circa 2300 giri al minuto anziché 2000 (se fosse un normale motore asincrono a gabbia tenderebbe a decelerare dal valore di velocità massimo,per coppia quasi nulla ,sino ad arrivare alla velocità che si ottiene intersecando le curve caratteristiche)

In altre parole questa tipologia di motore è in grado di mantenere inalterato il valore di velocità impostato indipendentemente dal valore di coppia in uscita (adeguando la potenza erogata alle condizioni di carico esterne)?

Spero di essere stato chiaro ,vi ringrazio per le delucidazioni e vi auguro una buona serata
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: ♔ Technical manager - Mechanical engineer ♚
Software: SolidWorks, DraftSight, Me10, Freecad, KissSoft, Excel
Regione: Lombardia
#2
Le curve del motore e del carico ipotizzato sono giuste. La coppia massima é quella disponibile per portare il mandrino a regime o per fermarlo e viene usata nelle rampe di accelerazione facendo la regolazione dei parametri di alimentazione. Da fermo il motore fornisce la coppia da catalogo se alimentato nelle massime condizioni di corrente. Per avere coppie intermedie occorre far variare la tensione a valori intermedi. Tutti i motori, a livello di "curve" son tutti con la stessa logica. Infatti si comporta come un motore in corrente continua o in alternata a gabbia di scoiattolo. Se tu vuoi far girare il motore a 8000rpm non devi superare la coppia di 8Nm e ci arriva se la meccanica dei cuscinetti te lo permette. Quindi a 2000rpm a coppia quasi zero ruota tranquillamente. 2300 o 2000rpm a quello che gli dici di andare ci va se ce la fa ad arrivarci. C'è un controllo di coppia su tutti i torni e anche le altre applicazioni e non è che il motore viene lanciato senza inverter e quello che succede succede.... . Se fosse un motore non regolato on/off di un tornio parallelo tradizionale perderebbe di velocità sotto carico.
 

antonio_sc

Utente Junior
Professione: Ingegnere Meccanico
Software: PTC Creo Parametric
Regione: Campania
#3
La coppia massima é quella disponibile per portare il mandrino a regime o per fermarlo e viene usata nelle rampe di accelerazione facendo la regolazione dei parametri di alimentazione. Da fermo il motore fornisce la coppia da catalogo se alimentato nelle massime condizioni di corrente. Per avere coppie intermedie occorre far variare la tensione a valori intermedi.
In pratica la coppia massima è dettata dall'ampiezza del valore di tensione con cui viene alimentato (variabile entro un certo range),la velocità dalla frequenza degli impulsi (PWM),dico bene?

. C'è un controllo di coppia su tutti i torni e anche le altre applicazioni e non è che il motore viene lanciato senza inverter e quello che succede succede.... . Se fosse un motore non regolato on/off di un tornio parallelo tradizionale perderebbe di velocità sotto carico.
Questo significa che il motore viene portato alla velocità preimpostata ed,in funzione del valore di coppia in uscita, si regola istantaneamente su quale sia il valore di coppia da erogare per mantenere quella velocità? :unsure::giggle:
 
Professione: disegnatore
Software: autocad 2013; solidworks 2014
Regione: Friuli Venezia Giulia
#4
Da ignorante in motori ti dico che quando lavoravo sui torni manuali ogni macchina aveva un amperometro che si teneva d'occhio e che oscillava che con più o meno ampiezza
 

meccanicamg

Utente Senior
Professione: ♔ Technical manager - Mechanical engineer ♚
Software: SolidWorks, DraftSight, Me10, Freecad, KissSoft, Excel
Regione: Lombardia
#5
Per il tornio cnc il motore controlla ad anello chiuso la corrente e la gestisce in funzione del programma limitandosi e dando errori quando non può seguire la curva. Certo c'è il retrofit istantaneo.
 
Professione: project leader
Software: Kubotek
Regione: Lazio
#6
Più che il motore è il suo azionamento che regola la corrente erogata al motore per eseguire quanto richiesto in termini di velocità e accelerazioni . Se la coppia che il motore è in grado di fornire - massima a pochi giri, costante o quasi per almeno un terzo del range di velocità possibile e poi decrescente abbastanza rapidamente - è sufficiente per eseguire le accelerazioni e vincere le resistenze che incontra _ p.es l'utensile che entra in contatto col pezzo- al resto ci pensa lui.
Puoi anche settare - nell'azionamento- un'extra coppia da erogare per tempi brevi per superare dei picchi di coppia richiesta che si potrebbero incontrare nel funzionamento, ma questo lo avrai sicuramente già capito dai grafici che hai pubblicato.
"In altre parole questa tipologia di motore è in grado di mantenere inalterato il valore di velocità impostato indipendentemente dal valore di coppia in uscita (adeguando la potenza erogata alle condizioni di carico esterne)?" Si, per questo costano un botto...