MECCANICA e DINTORNI

Salve a tutti
Una curiosita':
esistono inverter per pilotare e modificare la velocita dei motori monofase asincroni? non ne ho mai sentito parlare.

Ciao Max

Mi sa che non ne trovi perchè l'asincrono monofase non è esattamente come il trifase. La cosa però mi incuriosisce: appena ho un pò di tempo faccio qualche prova magari col botto del condensatore.

Si si può fare ma è necessario utilizzare l'avvolgimento di avviamento anche a regime con un vettore sfasato di 90° (non 120° come nei trifase).
Tra i vari progettini che ho in coda in effetti c'è anche quello di un inverter monofase, non tanto perché mi serva ma giusto per il piacere di costruirlo e per la curiosità di provarlo. Ma trattandosi di qualcosa che non mi serve orami è anni che viene messo in coda
Questo è lo schema di una application note della Microchip che avevo iniziato a studiare tempo fa:

Per il momento ho già troppa carne al fuoco ma mi riprometto che prima o poi lo costruirò !

yrag se ci attacchi un inverter trifase più che il botto del condensatore rischi di fare il botto del motore e pure dell'inverter ! I PWM di un inverter trifase ricreano l'integrale di 3 sinusoidi sfasate di 120° quindi in ritardo di fase rispetto a quella necessaria per l'avvolgimento di avvio del motore monofase. Tra l'altro una fase resterebbe zoppa e bene che ti vada, se l'inverter è buono e ben protetto, ti andrà in protezione.... altrimenti ZOT !!!!!

No, non esttamente così, McMax, volevo tentare in maniera molto più stupida utilizzando solo due delle fasi dell'inverter come "monofase". Si, lo so che è una caxxata e che non esiste la monofase tra due fasi ma vuoi mettere la soddisfazione della prova con botto ? E se per ignoranza del gruppo motore/inverter la cosa funzionasse decentemente? Ho imparato che la teoria non sempre è suffragata dalla pratica (anche se la teoria non dovrebbe essere stravolta come in questo caso). Mi manca solo un inverter da sacrificare, poi una prova la faccio. Magari a debita distanza... e ti farò sapere.
Ciao.

Adesso dico la boita!
fare un oscillatore variabile da 20 a 80Hz epilotare un finale mos, igbt ecc ecc è una cassata? andrebbe modificato anche il condensatore di avvio sul motore in funzione della F?
ciao Max

No Max non si fanno così gli inverter ! Fare un oscillatore sinusoidale preciso a frequenza così bassa non è semplice...ma si può fare... il problema è che con quell'oscillatore dovresti pilotare gli IGBT in lineare, facendoli lavorare senza zero crossing (perche ovviamente così non vanno) e con una quantità di energia da dissipare enorme !! La tensione efficacie sul motore, volendo mantenere una buona linearità sarebbe molto inferiore rispetto a quella di alimentazione e quindi inservibile!

Ma in effetti io non pensavo ad un oscillatore sinusoidale ma ad onda quadra con pilotaggio finale in on off e magari un filtro L- C per correggere un po' la forma d'onda, pilotare il finale in lineare ovviamente non se ne parla, sarebbe una stufa!
Non so' se i motori accettano un'onda speudoquadra o vogliono la sinusoide perfetta era questo il dubbio fondamentale oltre a condensatore di avvio che darebbe sfasamenti differenti in funzione di F immagino.
Altra cassata? il tutto ovviamente per motori da 1/4 max 1/2 cv ovviamente.
Ciao Max

No i motori vogliono la sinusoide altrimenti non si genererebbe il campo magnetico rotante che è necessario affinché i motori asincroni ruotino !
Il motore asincrono di fatto è l'unica macchina elettrica che necessita realmente di una sinusoide per funzionare !!!

Quello che vuoi fare tu è quello che normalmente si fa negli inverter a basso costo cinesi tipo quelli che si usano in auto o camper per convertire la 12VDC in 230VAC; in pratica per ottenere una 50Hz si crea un PWM ad onda quadra su un full bridge in modo che stia 7,5msec on e 2,5msec off per ramo. In questo modo considerando i due rami ottieni una 50Hz (20msec) il cui integrale è più o meno simile a quello della sinusoide; questo è digerito da quasi tutte le macchine elettriche compresi i motori universali (quelli a spazzole, per intenderci) ma non dai motori asincroni ed il motivo è proprio che il campo magneti rotante si può definire tale solo perché è la funzione sinusoidale che lo fa ruotare.

Il PWM degli inverter per motori ricrea la sinusoide variando il suo duty cycle con funzione sinusoidale:
Questo è a frequenza relativamente bassa (700Hz/50Hz) e con una bassa risoluzione; in genere si utilizza un carrier a 20Khz o più per evitare disturbi in banda audio che sarebbero noiosi ma, soprattutto, per utilizzare al meglio il filtro L dato dall'avvolgimento del motore. Il motore infatti è già di per se stesso un filtro passa basso con una frequenza di taglio di poche centinaia di Hz; in questo modo quel PWM con DC variabile ad alta frequenza viene visto dal motore proprio quasi come una sinusoide.

comunque far funzionare un motore monofase con un inverter senz'altro è un bel giochino, ma l'eventuale utilità pratica di un tale dispositivo mi pare meno che modesta, anche sotto l'aspetto economico un motore monofase ha un costo maggiore di un trifase di pari polarità e potenza, oltre che avere una scarsa coppia di avviamento.


gian

Concordo, Gian. La mia idea sballata era per occupare una mezza giornata libera e per la curiosità di vedere il risultato.
Ciao.

Ok grazie McMax per l'esuriente spiegazione.
Era troppo bello e semplice per essere vero!

Ciao Max

Ma in realtà non è nemmeno troppo complesso... A proposito del progetto che avevo in mente, una delle sfide nella sfida era quella di realizzarlo senza microcontrollore. Per generare un PWM come quello dello schema qui sopra in effetti non serve poi molto: un oscillatore sinusoidale a bassa frequenza variabile da 10 a 100Hz (a ponte di Wien), un'oscillatore triangolare in media frequenza (20/30/40Khz) ed un comparatore. I due segnali di cui sopra applicati agli ingressi del comparatore generano in uscita un PWM che ha per frequenza di carrier quella dell'oscillatore triangolare ma modulato dalla sinusoide. Certo è molto più facile a dirlo che a farlo e sicuramente con un micro sarebbe molto più facile; ma volete mettere la soddisfazione di farlo completamente analogico ed a discreti ?