Azionamenti Elettrici, Barater

AZIONAMENTI ELETTRICI

DEFINIZIONE: Sistema che permette di accoppiare un sistema elettrico a un sistema meccanico (conversione da energia elettrica a energia meccanica).

RAPPRESENTAZIONE:

POTENZA ELETTRICA (V, I) P=VI

ω* CONVERTITORE E CONTROLLO V MOTORE ELETTRICO (reversibile) ω

SISTEMA MECCANICO POTENZA MECCANICA (T_m, ω) P=T_mω

Tale sistema, in linea generale, è reversibile; ha lo stesso funzionamento della frenatura rigenerativa.

MOTORE ELETTRICO: È l'elemento di base di un azionamento elettrico, converte energia elettrica in energia meccanica. Vengono avere le maggiori rendimenti possibile conformi ai parametri di funzionamento (T_m, ω, V, I)

CONVERTITORE: Preleva l'energia elettrica e modula la potenza istantanea fornita al motore elettrico.

SCHEMA:

• da corrente può andare dalla batteria al motore, o dal motore alla batteria
• -> FRENATA RIGENERATIVA AMMESSA

Frenata rigenerativa non ammessa per via del sistema bidirezionale

In un insieme UNIDIREZIONALE si ha una rete efficiente che dissipa l'energia in eccesso dando luogo a FRENATA DISSIPATIVA

TRASMISSIONE: Non è detto che ci abbia un accoppiamento diretto (DIRECT DRIVE), solitamente si ha un riduttore di velocità. In alternativa, il moto richiesto può essere elevare: poiché la maggior parte dei motori elettrici è di "V" nominali è necessaria una trasformazione tramite opportuni meccanismi.

Azionamenti Elettrici

Definizione: Sistema che consente di accoppiare un sistema elettrico a un sistema meccanico (conversione da energia elettrica a energia meccanica).

Rappresentazione:

Potenza Elettrica (V, I) P≈VI

Da tale sistema in linea generale è reversibile, ha lo stesso funzionamento della frenata rigenerativa.

Motore Elettrico: È l'elemento di base di un azionamento elettrico, converte energia elettrica in energia meccanica. Voglio avere il maggior rendimento possibile conforma ai parametri di funzionamento (T, ω, V, I)

Convertitore: Preleva l'energia elettrica e modula la potenza istantanea fornita al motore elettrico.

Schema:

Da convertire può andare dalla batteria al motore, o dal motore alla batteria.

->Frenata Rigenerativa Ammessa

Frenata rigenerativa non ammessa solamente su sistema bidirezionale

In un sistema unidirezionale si ha una resistenza che disperde l'energia in eccesso dando luogo a frenata dissipativa

Trasmissione: Non è detto che si abbia un accoppiamento diretto (Direct Drive), solitamente si ha un riduttore di velocità. In alternativa, il moto richiesto può essere elevato; poiché la maggior parte dei motori elettrici è di tipo rotativo è necessaria una trasformazione tramite opportuni meccanismi.

TRASDUTTORI

• DI CORRENTE: RESISTENZA DI SHUNT: utilizzano la tensione ai capi della resistenza per trovare il valore di corrente.
• SENSORE AD EFFETTO HALL
• DI VELOCITÀ: DINAMO TACHIMETRICA
• DI POSIZIONE: ENCODER OTTICI
• (del rotore) → RESOLVER (motore elettrico che gira al contrario)
• → SONDA AD EFFETTO HALL (nei trifase 3 bande)

PARAMETRI CARATTERISTICI

• POTENZA [W→MW]
• TIPO DI CARICO: influisce sulla scelta del sistema
• TIPO DI ALIMENTAZIONE: [DC ↔ AC, Range di tensioni 40V ~ 10kV]
• INTERVALLO DI VELOCITÀ/COPPIA NOMINALE: coppia che il motore può esporre senza surriscaldarsi
• FUNZIONAMENTO IN SOVRACCARICO: coppia anche 3-4 volte maggiore rispetto alla nominale che può essere mantenuta per brevi intervalli di tempo (determinati dalle caratteristiche termiche del rotore). Si hanno 2 regimi di funzionamento:
  • + COPPIA COSTANTE
  • + POTENZA COSTANTE
• PRESTAZIONI DINAMICHE
• TIPO DI FRENATA →
  • Rigenerativa
  • Dissipativa
• TIPO DI CARICO: legato al momento d'inerzia (incide sulle prestazioni dinamiche) e alla coppia resistente espressa in funzione della velocità di rotazione. Per alcuni tipi di applicazioni (pompe, ventilatori, compressori) la conoscenza del momento d'inerzia non è particolarmente importante, in quanto non sono richieste particolari prestazioni dinamiche.
• REGIONI DI FUNZIONAMENTO
  • COPPIA COSTANTE: deciso il valore di coppia, il funzionamento continuo è desiderio di potenza proporzionale a coppia per velocità si arriva alla potenza massima nominale, e fino al funzionamento a potenza costante.
  • POTENZA COSTANTE: aumentando la velocità cala la coppia. L'inerzia ha una costante termica molto più bassa rispetto al valore trovato il surriscaldamento prima. Per allargare le zone di funzionamento sovraccarico si eleva un'in