Electrical Drives for Industrial Applications

A.C. Voltage = Tensione Alternata

A.C. Current = Corrente Alternata

Air Gap = Traferro

Angular Speed = Velocità Angolare

Armature = Armatura

Average Value = Valore Medio

Ball Screw = Vite a Circolazione di Sfere

Bandwidth = Banda Passante

Bearings (Ball) = Cuscinetti (a Sfera)

Belt Conveyor = Convogliatore a Nastro

Blower = Soffiatore

Braking Resistor = Resistenza di Frenatura

Breakdown Torque = Coppia di Rovesciamento

Brushes = Spazzole del Commutatore

Closed/Open-loop = Ad Anello Chiuso/Aperto

Coil = Bobina

Compliance = Cedevolezza

Copper = Rame

Counter Electro Motive Force = Forza Controelettromotrice

D.C. Voltage = Tensione Continua

D.C. Current = Corrente Continua

Damping = Smorzamento

Delay = Ritardo

Delta Connection = Collegamento a Triangolo

Detect (to) = Rilevare

Device = Dispositivo

Direct Torque Control = Controllo Diretto di Coppia

Displacement = Spostamento

DRIVE = AZIONAMENTO

DYNAMIC BRAKING = FRENATURA DINAMICA (DISSIPATIVA)

EFFICIENCY = RENDIMENTO

ELECTRIC NETWORK = RETE ELETTRICA

END WINDING = CONNESSIONE FRONTALE (DI UN AVVOLGIMENTO)

EQUIPMENT = APPARECCHIATURA

FALLING/RISING EDGE = FRONTE DI DISCESA/SALITA

FAN = VENTILATORE

FEED BACK = RETROAZIONE

FEED FORWARD ACTION = AZIONE DIRETTA

FIELD ORIENTED CONTROL = CONTROLLO VETTORIALE

FIELD WEAKENING = INDEBOLIMENTO DEL CAMPO (RIDUZIONE ECCITAZIONE)

FIELD WINDING = CIRCUITO DI CAMPO (DI ECCITAZIONE)

FLUX = FLUSSO (MAGNETICO)

FLYWHEEL = VOLANO

INTEGRAL/FRACTIONAL SLOT WINDING = AVVOLGIMENTO A NUMERO DI CAVE INTERO/FRIZIONARIO

FREE WHEELING DIODE = DIODO DI LIBERA CIRCOLAZIONE

FRICTION = ATTRITO

GEAR BOX = SCATOLA DEL CAMBIO

GRID = RETE ELETTRICA, GRIGLIA (RADDRIZZO)

HARMONIC CONTENT = CONTENUTO ARMONICO

IRON = FERRO

LEADS = MORSETTI, CONDESSIONI

LEAKAGE = DISPERSIONE

LOOSE CONNECTION = COLLEGAMENTO NON RIGIDO

MAINS POWER LINE, GRID = RETE DI ALIMENTAZIONE DI POTENZA

MIXER = MESCOLATORE, MISCELATORE

MOTION CONTROL = CONTROLLO DEL MOVIMENTO

Om tutte le forme d'onda sono simusoidali.

Alimentazione PWM ha una fondamentale più un contenuto armonico (1ª armonica alla frequenza delle portanti).

Con alimentazione con inverter posso variare il valore massimo della tensione e la sua frequenza la corrente corrispondente alla tensione sopra riportate sono:

la distorsione della tensione è maggiore di quella della corrente → il carico è RL o FILTRO

FILTRI

• 1º ordine → L → _wI_h = ^Vh/_dynL
• 2º ordine → LC
• 3º ordine → LCL con disposizione T o II

Prima dell'inverter posso avere un convertitore DC/DC (diaper, boost, buck) al fine di variare il valore medio della tensione V_dc.

Aggiungo uno "Braking Resistor"

R_f è dimensionato in modo tale che la tensione di stop in caso di guasto sia simile a V_back

A volte un freno passa avere questa situazione.

5/10/17

Riprendiamo ancora lo schema solito

Controllo:

• sulla velocità
• sullo coppie

generatoredellecorrenti:riferimentodivalore

regolatore dicorrente

Il controllo sulla coppie lo faccio controllando le correnti: Trasduttori di coppie e danno più di Amperometro.

L'accortezza del controllo sulle correnti diminuisce all’aumentare di w e cerca delle forme sinusoidali e del regolatore PI

Sia J_m l'inerzia del motore e J_L quella del carico

(assumendo che il sistema sia a inerzia costante)

Si inserisca della trasmissione nulla

η = 1 e η_L = 1

[se non sono verificate le condizioni?]

Energia Cineta:

J_L

^L = J_Lω

J_Ld = J_Ld

ω_L = J_LdL

Allora J = J_m + J_L

Inerzia riflessa (assumo η_L = 1)

1

M_rff= J_m+

+ ( Z₂ )² ( J₂ + J₁ )

J₁ e J₂ inerzia

Trasmissione

R

2- Trasmissione a cinghia

M_rff = J_m + J_L + ( D₁ )² ( J_L + J₁ )

D: diametro puleggia

la velocità delle cinghie è v

ω = ω₁ D₁ = ω₁ D₂

i = ω₂ D₂

3-

Combino la velocità e la direzione del moto (moto lineare)

J_tot = J_m + J_L + J_P + ¼ m D²

Per quanto riguarda il caso di attrito viscoso ed esponenziale posso pensare a due interfacce con la loro rispettiva in contatto

Inizialmente ho una forza d’attrito dovuta a denti incontroati. Aumentando la velocità si rompono i denti e si estroflettono le interfacce e diminuisce l’attrito.

In seguito ho attrito viscoso ole materiali che diventa il termine predominante.

DC electrical actuator

v = R_ai_a + L_a^di_a/_dt + kΦω

∫⁰_t (v - kΦω)/E

J ^dω/_dt = kΦi_a - T_l

T_m

k dipende da tipo di avvolgimento

kΦ = costante e dipende da parametri costruttivi

(soprattutto magneti permanenti)

I magneti permanenti hanno flusso costante (se non superano la temperatura di Curie)

Se non ho magneti permanenti, ho il circuito DC per creare il campo "statico" (dal punto di vista del rotore)

di eccitazione

brushes

v_a

i_a

T_m

ω

σ_v

coinvolgimento di armature e sul rotore

E = kΦω

R_a

L_a

E = forza contro elettromotrice [V]

Perdita di E? ho una barra di l

move in un campo magnetico

e = Bv . l

lunghezza della barra

Prima prima si abbassera la velocita

^df/_de = (Tm-Ti) / te negativo

Passato il transitorio si arrivera a lavorare a regime nel nuovo punto A alla velocità ω₂

ω₁ = ω_B (A + H/Ω_A con B_A > 0 ⇒ I_m > 0

Nel secondo quadrante sarebbe matematicamente possibile, ma é praticamente proibito:

cos: V_I-Rω₁

K_te ⇒ cambia segno se ω_VA cambia segno

cambia segno se I₁ > ω_a

R_a mod[](gepiccola)

Avrà enormi correnti: l'armatura b₂

Ancora più grave è se per cambiare ω_di segno va cambia di segno E (o R_e costante positiva)

Analisi in questo caso lo { va₂ , e₁ < 0

v_a =Ro + t

⇒ Ia de limite

Avrà bisogno di un motore prima in grado di far girare al contrario il motore

Il range di funzionamento della macchina è quindi molto ristretto (aumento dell'andamento dell'origine degli assi)

Controllo di velocità in funzione di v̇, Ṫ_r

ṁ/v̇ = T_m(s + T₀T_m + φ²)

m = -k_a(s + S_i)

1/ė = T_m/k_a(s²T₀T_m + sT_m + φ²)

Costante di Ruota

s² + S₀s + φ² = 0

⇒ S_1,2 = -1/2T_a + √(1/4T_a² - φ²/T₀T_m)

Se T_m > T₀φ² allora Δ >> 0

⇒ la soluzione ha poli reali (no oscillazioni)