Marco
Motori industriali in continua
Tutorials -
Sabato 24 Settembre 2011 01:50
Scritto da Marco

 

 

 

 

 

Lezione serale di PIC presso il centro sociale culturale ZIP (zona industriale Padova)
 

 

 
La massima
A cosa serve l'elettronica se non si ha il pieno controllo del "campo"? (campo = bordo macchina)
 
 
 
Premessa

Prerequisiti: La comprensione di questo tutorial è subordinata all’ acquisizione dei concetti forniti a glossario del tutorial precedente “motori in continua” edito su grix. Il glossario non viene riportato in questa estensione del medesimo argomento perché significherebbe fare un semplice copia e incolla con perdita di tempo e chiarezza. Stampatevi il glossario tenetelo sotto mano durante la lettura di queste pagine.

In ambito industriale quelle nozioni non bastano, e si sconfina nel campo di lavoro degli elettrotecnici.

La limitazione di quella esposizione è stata dimensionata sul fatto che gli elettronici si troveranno praticamente sempre ad operare con piccoli motori in continua (o piccolissimi) solitamente utilizzati negli asservimenti integrati in dispositivi elettronici in cui questo aspetto è prioritario.

Il precedente tutorial è stato volutamente limitato all’esposizione delle macchine elettriche in continua convenzionate sia da generatore (dinamo) che da motore, chiarendo che la struttura interna è identica.

 

Estensione al glossario (presente nella pagina introduttiva dei motori D.C.)

 C.E.I. : comitato elettrotecnico italiano, emette delle norme di riferimento utili a confrontare i propri lavori con quelli definiti “a regola d’arte” per dare una conformità e vendibilità all’eseguito. Le norme CEI non sono leggi dello stato , tranne una che riguarda l’altezza minima dei conduttori di alta tensione nelle linee aeree. 

Caratteristiche: termine riferito a particolari grafici ch evidenziano il funzionamento del motore/dinamo in particolari condizioni di alcuni parametri quali la tensione di indotto V e il flusso nel circuito magnetico. Quando tra i parametri compaiono grandezze elettriche e meccaniche le curve si chiamano “caratteristiche elettromeccaniche”, quando in ascisse e in ordinate abbiamo solo parametri meccanici allora le curve assumono il nome di “caratteristiche meccaniche”. Esempio: sono caratteristiche elettromeccaniche le curve I-n  e I-C(rispettivamente caratteristica elettromeccanica della velocità e della coppia. E’ invece una caratteristica meccanica la n-C ovvero la coppia in funzione della velocità in giri al minuto.

Parastrappi: detti anche giunti elastici. Hanno l’aspetto di molle cilindriche, molto dure, ottenute per fresatura di un raccordo a tubo di acciaio vincolato da una parte al rotore e dall’altra parte alla presa di forza rotativa dell’impianto in cui il motore andrà ad operare. Non sempre sono usate, anzi delle volte risultano dannose per l’impianto dato che potrebbero innescare delle pendolazioni per reazione elastica.

Flangiatura:  con il termine flangiatura vogliamo indicare il numero e la forma delle flange. Queste rappresentano i vincoli meccanici con i quali le grosse macchine rotanti vengono vincolate ai piani di lavoro in modo che queste possano scaricare la coppia nel punto di utilizzo. Un’errata flangiatura rappresenta un punto di serio pericolo per un impianto di potenza perché sotto sforzo la macchina può spezzare questi vincoli proiettandosi fuori dall’installazione provocando seri danni quali ad esempio abbattimento di muri o distruzione di impianti adiacenti causando anche la morte degli operatori. Le flange possono essere di tipo coassiale, ovvero piastre di metallo opportunamente forato e disposte in maniera perpendicolare all’asse del rotore che normalmente fuoriesce da esse tramite un foro centrale, oppure parallele all’asse e vincolate al piano di lavoro tramite delle fresature a asola.

Reazione di indotto: ipotizziamo di alimentare il solo avvolgimento a tamburo di una macchina elettrica convenzionata da generatore, ovvero con un motore primario esterno che ne forza la rotazione. Ne nasce una f.m.m. che attraversando il traferro concatena i conduttori di statore per poi rientrare nel polo opposto. Questa f.m.m. sarà uguale a quella sviluppata alle medesime condizioni di rotazione della macchina ma in presenza di corrente di eccitazione nell’omonimo circuito di statore. Per questa ragione assume il nome di forza magneto motrice di reazione di indotto.

Avvolgimenti compensatori: Sono collocati in cave (solitamente di tipo chiuso) ricavate sulle scarpe dell’espansioni polari dell’apparato statorico. Hanno lo scopo di produrre una f.c.m.m in grado di compensare (annullare) quella della reazione di indotto. La presenza di poli ausiliari e di avvolgimenti compensatori riporta la forma della f.m.m. messa in gioco al traferro con la macchina a carico ad essere uguale a quella che si avrebbe a macchina a vuoto (rotazione al banco senza coppia resistente). Va in fine osservato che essendo anche gli avvolgimenti compensatori collegati in serie all’avvolgimento di indotto la loro azione si può ritenere “automatica”, nel senso che più corrente passa per l’avvolgimento a tamburo più grande sarà la f.m.m. che viene messa in gioco al traferro, ma nel contempo,la medesima corrente passa negli avvolgimenti statorici di compensazione che creeranno la f.c.m.m. che si curerà di annullarla.

Poli ausiliari:Espansioni polari statoriche, poste sul piano interpolare, alimentate in serie all’avvolgimento rotorico di indotto. Hanno lo scopo di salvaguardare la macchina dallo stress della reazione elettromagnetica dell’indotto all’apparato di collettore (spazzole e lamelle). Lo scopo si ottiene in maniera ottimale se in collaborazione con la presenza degli avvolgimenti compensatori. Le espansioni polari ausiliarie sono molto strette rispetto ai poli principali e sono poste sul piano interpolare.

Grandezze nominali: sono i valori teorici ma assimilabili come pratici per i quali la macchina è stata progettata. Il funzionamento ai valori nominali danno il rendimento massimo del sistema. Le grandezze nominali più utili sono, la potenza nominale Pn (in volt ampere per le macchine in alternata e in watt per le macchine in continua), la tensione nominale Vn da applicare all’indotto, la corrente nominale In per l’indotto e Ien per il circuito di eccitazione, n nominale ovvero il numero di giri del motore quando impiegato ai dati nominali precedenti e quando stia sviluppando la cosi detta coppia nominale Cn. Questi dati sono solitamente incisi su una targhetta applicata alla carcassa del motore e costituisco appunto i dati di targa.

rendimento (eta): E' prossimo a 1 in una macchina ben progettata e funzionante alle normali condizioni di utilizzo (condizioni nominali). In percentuale un buona macchina, ben utilizzata, può avere il rendimento vicino al 98%.

Pt: potenza trasmessa elettromagneticamente dall’induttore all’indotto. Durante questa trasmissione giocano ruolo fondamentale il traferro, la forma delle espansioni polari, distribuzione e forma delle cave nell’avvolgimento a tamburo di indotto. All’origine del fenomeno ci sono le f.m.m. messe in gioco al traferro 

Pe: potenza elettrica assorbita dalla rete. Non tutta diventerà potenza meccanica a causa delle immancabili perdite interne alla macchina. 

Pm: potenza meccanica disponibile all’asse. Più è alto il rendimento della macchina e più si avvicina alla Pe. Il rendimento è infatti in generale pari al rapporto di queste due potenze. Numericamente è di poco inferiore a

 

Motore industriale a corrente continua.

 Il motore industriale a corrente continua si ottiene alimentando l’indotto con una tensione continua e nel contempo creando un flusso di eccitazione alimentando l’apparato statorico in cui circolerà la così detta corrente di eccitazione. La struttura meccanica completa di avvolgimenti di compensazione e poli ausiliari è visibile nel disegno sottostante (di qualità scarsa perché eseguito a matita e poi fotografato con la webcam).

 

Dal disegno possiamo vedere che si tratta di uno statore con tre coppie polari. (contate i poli salienti indipendentemente dal fatto che siano di tipo N o S).  In bibliografia si usa indicare questa situazione con 2p=6. Risolvendo questa banale equazione risulta p=3 quindi associamo alla lettera p il significato di “coppie polari”. Se un progetto o un esercizio ci richiede la costruzione o lo studio di una generica macchina elettrica, sia questa in alternata o in continua, data con un certo numero di poli, ad esempio 8, come primo esercizio dovremmo subito ricavare le coppie polari scrivendo l’equazione appena presentata 2p=8, ovvero siamo in presenza di un motore con 4 coppie polari. Ricavare il numero di coppie polari è utile per il calcolo sia della velocità nominale (in giri al minuto, che della pulsazione angolare Ω. Si tenga ben presente che in generale una coppia  “C” è sempre in qualche maniera il risultato del rapporto di una potenza disponibile all’asse e della pulsazione angolare di come questa sta ruotando.

Quindi vale per la generica coppia:    C=P/Ω

 

Specificatamente per i motori in continua la coppia C rimane definita da: C=Kc Φ I

Della sezione trasversale in figura sono indicate le seguenti parti componenti:

 

-1) Gioghi del circuito magnetico di statore, in materiale massiccio perché interessati da un flusso magneti costante che non comporta correnti libere di facoult. (colore azzurro).

  -2) Traferro, è l’interstizio d’aria compreso tra la parte fissa e la parte rotante (vedere glossario del primo tutorial.

  -3) apparato rotorico, di colore verde, realizzato in materiale laminato perché interessato da un flusso di induzione variabile che comporterebbe delle correnti libere all’interno delle masse con conseguente surriscaldamento fino alla distruzione. (si ricordi il principio di funzionamento dei forni ad induzione)

 -4) espansioni polari, di colore azzurro, potrebbero essere di materiale laminato benché facciano parte dell’apparato statorico.

  -5) bobine concentrate statori che di induttore. Di colore rosso, creano il flusso e la forza magneto motrice grazie alla corrente di eccitazione Ie in esse circolante.

 -6) cave rotoriche di tipo aperto

 -7) avvolgimento di indotto, rotorico, di colore giallo. L’avvolgimento rotorico in queste macchine è genericamente realizzato a tamburo. Nello specifico caso notiamo la presenza di due conduttori per cava.

 -8) lamelle del collettore, di colore arancione, in numero uguale a quello delle cave.

 -9 spazzole, organizzate a coppie che identificano il piano di commutazione o i piani.

 -10 Poli ausiliari, di colore azzurro dato che sono ricavati dalla stessa struttura statorica.

 -11 avvolgimenti ausiliari, di colore giallo, come gli avvolgimenti di indotto, per evidenziare che sono ad essi collegati in serie. L a presenza di questi può essere tralasciata nei piccoli motori ma diviene indispensabile nei motori e generatori in continua di grande potenza perché consentono di riportare a un aspetto accettabile la deformazione subita dall’induzione b a causa della presenza dell’apparato di commutazione (il collettore).

 -12) conduttori dell’avvolgimento compensatore, di colore giallo perché come gli avvolgimenti dei poli ausiliari si trovano anche essi in serie agli avvolgimenti di indotto. Si trovano inseriti in cave chiuse all’interno della scarpa dell’espansione polare ed hanno lo scopo di creare una forza contro magnetomotrice di intensità pari a quella della reazione di indotto con l’obbiettivo e lo scopo di annullarla. L’intensità di questa f.c.m.m  resta definita in automatico dalle condizioni di carico della macchina dato che viene creata dalla stessa corrente presenti all’indotto. Se il sistema è ben congeniato la presenza degli avvolgimenti compensatori salvaguardia la vita e la durata dell’apparato di commutazione (collettore,spazzole).

 

Tipi di eccitazione del motore DC industriale.

Nelle tre configurazioni che stanno per essere presentate va tenuto presente che la lettera “R” rappresenta la resistenza completa  dell’avvolgimento di indotto anche quando questo si compone di avvolgimenti ausiliari, avvolgimenti compensatori e ovviamente la resistenza delle spazzole e quella di contatto con le lamelle del collettore.

 

 

 

 

 

 

  

Tipi di curve caratteristiche dei motori DC industriali.

 Consideriamo un grosso motore D.C. di tipo industriale, ovvero non un motore con eccitazione a magnete permanete per asservimenti, bensì del tipo con circuito di eccitazione dei tre tipi visti sopra. Mantenuti costanti i parametri di tensione e corrente del circuito di eccitazione, si possono tracciare tre principali tipi di curve caratteristiche. Queste sono:

 

          Caratteristica elettromeccanica della velocità

 

·         Caratteristica elettromeccanica della coppia

·         Caratteristica meccanica

 

Motore con eccitazione indipendente (curve caratteristiche della regolazione)

 

Consideriamo inizialmente di avere a disposizione un grosso motore D.C. industriale con eccitazione a indipendente. Se osserviamo il circuito di eccitazione contemporaneamente a quello di indotto possiamo scrivere l’equazione di bilancio delle tensioni.

 

Dato che  E=nKeΦ  e che  E=Vi con Vi pari alla tensione del lato indotto calcolabile con Vi=V-RI si ha che:

 

nKeΦ= V-RI

 

da cui, risolvendo questa questa semplice equazione di primo grado otteniamo la velocitĂ  in giri al minuto del motore. Ovvero:

 

n= (V-RI)/(KeΦ)

 

nota:

per il significato delle costante vedi l’appendice di fine pagina.

 

Osserviamo che il flusso si trova a denominatore, quindi se questo aumenta a parità di altre condizioni si avrà una diminuzione del numero di giri. Guardando invece il numeratore ci si accorge che il numero di giri diminuisce se aumenta la caduta al lato indotto dato dal prodotto della corrente di indotto I e la resistenza complessiva dello stesso. Ecco che la linea “a”, corrispondente a macchina non satura tende a perdere numero di giri all’aumentare della corrente di indotto I.

 

Caratteristica elettromeccanica della velocitĂ 

 

In prossimità dell’avvenuta saturazione dei circuiti magneti, se non sono presenti gli avvolgimenti compensatori, si ha a causa dell’effetto della reazione di indotto la compensazione della caduta “RI”, pertanto la formula mostra un funzionamento della macchina a velocità costante. Infatti la curva “b” è parallela all’asse delle ordinate, ovvero anche aumentando la corrente di indotto la velocità rimane costante.

Se ci fossero gli avvolgimenti compensatori il termine a denominatore “KeΦ” rimane costante a causa della reazione di indotto, indipendentemente dalla saturazione del circuito magnetico, quindi anche in questo caso diventa l’equazione di una retta che porta ad un funzionamento a velocità costante.

Ovviamente  il verso crescente (verso il basso) della corrente di eccitazione, indica il verso di crescita del flusso (fintanto che sia possibile aumentarlo) e del grado di saturazione del circuito magnetico.

Per lo stesso motore, con eccitazione separata, vediamo come si comporta la coppia all’asse in funzione della corrente:

 

Caratteristica elettromeccanica della coppia

Il verso crescente della corrente di eccitazione, e di conseguenza il grado di saturazione della macchina, è stavolta mediamente verso l’alto.

Ricordiamoci che la coppia è data da:  C=Kc Φ I  che avendo il flusso in proporzionalità diretta sarà influenzata in maniera diretta dal grado di saturazione dei circuiti magnetici.  Lontano dalla saturazione la curva è pertanto una retta.

Le due caratteristiche elettromeccaniche di coppia e di velocitĂ  portano direttamente alla caratteristica meccanica della coppia del grafico sottostante.

 

  

Questo grafico si ottiene in assenza di avvolgimenti compensatori. Il grado di saturazione varia da destra (minimo) a sinistra (massimo). Si nota che al variare del carico la variazione di velocità è abbastanza limitata (si vede dalla “verticalità” delle curve). La linea “a” in presenza di avvolgimenti compensatori è in realtà rettilinea e pendente verso le ordinate. A macchina leggermente satura assume un andamento verticale che mostra come rimangano costanti i giri al minuto anche al variare della coppia (a parità di corrente di eccitazione).

Si ha anche come conseguenza che il passaggio dal funzionamento come motore a funzionamento come generatore non implica un cambio del verso di rotazione ma semplicemente una variazione del regime di velocitĂ .

Consideriamo ora la macchina con il circuito di eccitazione di tipo serie.

Vediamo l’andamento del flusso nella macchina ad eccitazione serie, in assenza di avvolgimenti compensatori,  in funzione della corrente di eccitazione Ie. 

 

 

  

Come si vede facilmente il punto 1 non si trova nell’origine degli assi. Questa situazione è dovuta alla magnetizzazione residua che comporta un flusso non nullo anche se non c’è alcuna corrente di eccitazione sull’omonimo circuito.

 

Caratteristica elettromeccanica della velocitĂ  (eccitazione serie)

Osservando le configurazione mostrate all’inizio, e studiando il bilancio tra la fem indotta e la tensione all’indotto V otteniamo l’uguaglianza: 

 

nKeΦ= V-(R+R’s) I

 

da cui, risolvendo rispetto al numero dei giri dell’asse si ottiene: 

 

n= [V-(R+R’s) I]/ (KeΦ)

 

dove il valore di Ke è spiegato in appendice.

 

Ne deriva che n I =cost.

 

Se vogliamo ricavare la velocità da quest’ultima espressione ci accorgiamo che la corrente I passa a denominatore  definendo che non è possibile fare funzionare questo motore con I=0 in quanto la velocità tenderebbe ad infinito. Nella pratica basterà evitare di fare funzionare questa macchina con carichi troppo piccoli per non vedere insorgere delle instabilità.

Il grafico è un ramo di iperbole, che ha la singolarità nell’origine.

 

  

Sempre relativamente al motore con eccitazione serie vediamo la caratteristica elettromeccanica della coppia.

 

 

  

Nel tratto 3-4 della curva l’andamento non solo è lineare ma tende anche a passare per l’origine degli assi. In quel tratto il flusso e' costante.
 

La successiva “caratteristica meccanica”  mette in relazione la coppia con il numero dei giri. 

 

Se costruiamo la macchina con gli avvolgimenti compensatori le due curve, continua e tratteggiata coincidono sovrapposte a quella tratteggiata. 

L’eccitazione serie ha le seguenti caratteristiche:

·       Funzionamento stabile

·       Coppia di avviamento elevata

·       Coppia decrescente all’aumentare della velocità con piccole variazioni della potenza sviluppata dal motore.

·       Il motore deve funzionare con una coppia applicata all’asse non inferiore di un certo limite perché se diminuisce la coppia aumenta rapidamente la velocità (guardare la curva vicino all’asse verticale).

 

Regolazione della velocitĂ  dei motori industriali in continua.

Per regolare la velocitĂ  di questi bestioni bisogna:

Variare la resistenza del circuito d’armatura inserendo le cosi dette “resistenze addizionali”

·        Variare la tensione di alimentazione

·        Variare il flusso tramite una variazione della corrente di eccitazione.

 

 

Per mantenere la stabilitĂ  di funzionamento durante la regolazione bisogna:

1.       Evitare la saturazione dei nuclei superando con la corrente di eccitazione il valore nominale

2.      Evitare di surriscaldare l’indotto facendo circolare una corrente troppo alta ovvero diversa dalla nominale.

3.      Evitare di superare la tensione nominale di alimentazione.

Vediamo come varia la coppia inserendo in serie al circuito di eccitazione (armatura) delle resistenza addizionali:

 

  

nel grafico di sinistra c’è l’effetto delle resistenze addizionali in un motore con eccitazione indipendente o derivata, mentre in quello di destra in uno con eccitazione in serie. Con Cm è indicata la coppia resistente all’albero.

Nei due grafici si suppone costante la corrente di indotto nel punto limite della coppia di avviamento Ca

 

Variazione della velocitĂ  agendo sulla tensione di alimentazione

Manteniamo il flusso costante pari al valore nominale e riduciamo la velocitĂ  agendo sulla tensione di alimentazione. Il diminuire la tensione a paritĂ  di grandezze di indotto fa traslare a sinistra le caratteristiche.

 

 

 

  

Variando la tensione le curve traslano a sinistra. (motore ad eccitazione indipendente o derivata, non saturo e in presenza di avvolgimenti compensatori). Detta Cm la coppia meccanica disponibile all’albero il grafico mostra come in funzione di questa cambia la velocità.

Se il motore invece di tipo ad eccitazione serie il grafico diventa:

 

 

  

Regolazione della velocità variando la corrente di eccitazione. 

Se si diminuisce la corrente di eccitazione mantenendo costante la corrente di indotto e la tensione di alimentazione si ha un aumento della velocità. Questo fenomeno è noto comedeflussaggio. La variazione di corrente avviene agendo sui reostati in serie all’avvolgimento di eccitazione sia questo derivato o indipendente.

Nel caso di eccitazione seri comunque si potrà agire sul reostato in seri all’avvolgimento.

Essendo collegato al circuito di eccitazione la dissipazione è comunque piccola.

 

Eccitazione indipendente o in derivazione non saturo.

 

In questo grafico si tiene costante la corrente di indotto e si varia quella di eccitazione. La tensione viene tenuta costante e pari alla nominale. In caso di eccitazione serie la variazione della velocitĂ  ha la seguente curva caratteristica.

 

 

Riduzione della Ie  su un motore a eccitazione serie.

 

 

Variazione simultanea di tensione di alimentazione e della corrente di eccitazione.

 Il range di variazione della velocità si amplia perché si combina il deflussaggio (velocità superiori) e quelle inferiori invece sentono l’effetto del cambio di tensione all’indotto.

Questa è la curva risultante:

A sinistra la caratteristica meccanica giri-coppia   a destra invece la curva limite della potenza meccanica al variare della velocità. 

 Bene, direi che ora siamo davvero pronti per affrontare qualsiasi discussioen sul tema con qualsiasi persona a quelsiasi livello. Vi consiglio, tempo permettendo di leggervi anche l'appendice di fine pagina perche' potra' chiarire molti concetti esposti ed aprire nuove tematiche di discussione benche' correlate.

Non mi resta, come di consueto, di augurare a tutti una buona vita piena di serenita' e soddisfazioni personali.

Marco

 

Appendice di fine pagina.

Discutiamo a proposito di flusso e corrente di eccitazione:

 Leggendo il tutorial diviene noto che la coppia all’asse della macchina, funzionante come motore, è sempre data dalla formula  C=(Kc Φ I) in cui  la costante Kc è sua volta data da:  Kc= (60Ke )/2π

Deve essere quindi definita la costante Ke=(PN)/(60 a)  dove i simboli hanno il seguente significato:

·        P = numero dei poli statorici

·        N = numero effettivo dei conduttori nell’avvolgimento a tamburo rotorico (indotto)

·        a= numero delle vie interne

Dalla forma dell’espressione della coppia sembrerebbe aumentando il flusso, proporzionale alla corrente di eccitazione, si ottenga sempre un aumento della coppia..e anche di altri parametri come ad esempio la velocità. Questo non è vero dato che il flusso non ha un andamento lineare (una retta) rispetto al valore della corrente statorica di eccitazione. Da un certo valore in poi infatti interviene la saturazione del materiale magnetico di cui si compongono i poli di espansione e quindi ad un ulteriore aumento della corrente statorica (di induttore) non corrisponde un proporzionale aumento di flusso concatenato con  l’avvolgimento rotorico. Solo lo studio delle curve caratteristiche posso dare una stima dell’effettivo ed attuale funzionamento di ogni specifica macchina.

 

Concetti di base sulla regolazione.

Queste grosse macchine in continua mantengono la loro grande versatile in fatto di controllo e regolazione, ma va tenuto ben presente che mai e poi mai vanno inseriti reostati di regolazione in serie agli avvolgimenti di potenza ma bensì solo ed esclusi mante su quelli a bassa energia, ovvero quelli di eccitazione. Trascurando questo basilare concetto ci accorgeremo che la potenza non viene trasformata in coppia ma principalmente in calore portando alla distruzione del reostato. Attenzione, a vuoto anche un errore cosi grossolano potrebbe sembrare funzionare dato che non c’è coppia resistente applicata all’albero e quindi la potenza trasformata in calore nel reostato di regolazione sarà solo quella necessari a compensare le perdite interne per effetto joule sui conduttori e per perdite di magnetizzazione nei materiali metallici al fine di creare i flussi che stanno alla base del funzionamento della macchina elettrica.

 

Rendimento della macchina in continua

Se convenzionata da generatore il rendimento è: 

 

 

Se la macchina è convenzionata da motore allora è: 

 

 

Dove i simboli usati sono quelli di riferimento secondo le norme CEI, ovvero:

·        perdite costanti Po

·        perdite per eccitazione Pecc

·        perdite sotto carico Pep

·        perdite addizionali sottocarico Padc  

 

 Esempi di grossi motori in continua.

 

Tipo LAK 4112- 4280 
- potenze:      7- 500KW  
- coppia :     40- 4200 Nm

- 4 poli 
- completamente lamellari 
- grandezze 112, 132, 160, 180, 200, 225, 250, 280 
- norme : IEC, VDE, BS, CSA, NEMA

 



 Si noti la robustezza dell'asse rotorico e la presenza della macchina eccitatrice per il controllo di tensioni e corrente di induttore.

 

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Tipo LAKC 4355- 6560 
- potenze :500-2000 KW  
- coppia:   1800-24500 Nm 
- 4 e 6 poli 
- completamente lamellari 
- grandezze 280, 315, 355, 400, 450, 500, 560 
- norme : IEC, VDE, BS, CSA, NEMA
 

 

questo e' un vero bisonte, notare le caratteristiche di potenza. Lo dedichiamo a tutti quelli che pensavano che i DC servissero solo per aprire e chiudere gli sportelli del lettore CD.   Guardate la coppia, Fa paura !!!

 

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Tipo LAK 2080- 2132 
- potenze: 0,8-11,5 KW  
- coppia: 4-74 Nm 
- 2 poli 
- completamente lamellari 
- grandezze 80, 100, 112, 132
 
- norme : IEC, VDE, BS, CSA, NEMA

 

Tanto per rimanere piu' vicini all'ambito di lavoro degli elettronici, presento questo "cucciolo di bisonte" di soli undici kilowatt e mezzo, e una "modesta" coppia di soli 74Nm. Puo' trovare impiego in piccoli laminatoi, mastri strasportatori, bobinatrici ecc.

 

 Collettore a lamelle.

Tanto per chiarire meglio la forma di un collettore a lamelle vi posto questa foto che ho semplicemente scaricato da internet.


 

come spiegato nel tutorial, ogni lamella fa capo a una cava dell'avvolgimento a tamburo di indotto, ovvero del rotore. Spesso il colettore risulta visibile dall'estreno del motore, quindi diventa possibile risalire anche al numero di cave rotoriche.

 

Giunti elastici. (fonte internet)

Al fine di compensare ogni tipo di disallineamento meccanico che porterebe all'innesco di vibrazioni in grado di distruggere il motore durante il normale impiego, spesso si collega l'asse del motore alla presa di forza della macchina da azionare (invertire il concetto nel caso di elettrogeneratore) tramite un giunto elastico coassiale. 
 

 

Fondamentale e' anche la funzione di "antistrappo" che il giunto elasticofornisce in fase di avvio per la salvaguardia degli organi meccanici i gioco.

 

Raccordi e deviatori del moto.
 

In abito industriale, e nella robotica in genere e' spesso necessario deviare o modificare l'andamento di un moto al fine di adattarlo al cinematismo (movimento)voluto. Spesso dovremo, ad esempio, trasformare un moto rotatorio dell;asse del motore in quello alternativo o lineare, o altro ancora richiesto in un particolare grado di liberta; del robot o del cnc. 

             

 

Gli accoppiamenti su profili trapeziodali aiutano fortemente a recuperare i giochi meccanici durante le fasi di inversione di marcia dei motori in quei casi in cui il centesimo di millimetro sia significativo e' opportuno pero' aumentare l'efficacia con questo mio accorgimento, Tagliare a meta' la parte mobile, quella in cui si infila la vite senza fine, a volte detta chiocciola, ricavate nele due faccie che si guardano delle fresature che possano alloggiare delle molle del tipo premilamiera degli stampi per prese eccentriche, vincolate il tutto con dei bulloni passanti in modo che la vite senza fine, che attraversa entrambi i blocchi si trovi "in tiro" sul fronte anteriore che su quello posteriore della chiocciola. in questa maniera non esistera' piu' alcun gioco (lasco) da recuperare in fase di inversione di marcia. Nei due pdf che potete scaricare cliccando nei link qui sotto potrete vedere due cose importanti per la meccanica e la robotica oltre ovviamnte alla costruzione domenstiche di macchine a cnc. IL primo disegno lo ho fatto io nel 1998 e rappresenta un alberino di trasmissione, menter il secondo lo ha fatto l'amico Galasso e serve a diversificare i tre tipi di raccordo filettato. Il primo in altro a sinistra e' noto come "prigioniero" ed e' costituito da una barretta filettata, da un lato vincolata al for filettato cieco sul materiale a cui vincolare una piatra o un oggetto munito di foro passante non filettato, il lato libero e' serrato tramite una dado.  Subito sotto vediamo un accopiamento a "bullone" (solo questa e' la corretta definizione) costituito dall'insieme di una vite e del suo dado, utile a serrare due piastre munite di foro passante non filettato. L'ultimo a detra e' invece il classico accoppiameto filettato "a vite mordente" che seve a bloccare una piastra con foro non filettato a un materiale massiccio filettato. in questo caso la testa della vite funge da aggacio per l'ttrezzo di serraggio.
 

http://www.gtronic.it/energiaingioco/it/scienza/disegno/TAV%2013%20alberino.pdf

http://www.gtronic.it/energiaingioco/it/scienza/disegno/TAV18bis%20collegamenti%20filettati.pdf

 

Se gli utenti di grix fossero interessati a un tutorial sulla meccanica per la robotica o per lo sviluppo delle cnc me lo segnalino sui post o su contatto privato, perche' pur essendo molto importante ho paura che molti lo considerino fuori tema e mi votino molto basso.  Secondo me e' utile, anzi utilissimo, specialmente se compendiato con basi pratiche di elettro pneumatica, perche' costituisce l'anello mancante tra gli elettronici e i meccanici.  Esiste infatti una materia che si chiama "meccatronica" che calca molto la mano su questo aspetto.  Quindi , se vi interessa fatevi sentire.

Anche se non sono qui per fare pubblicita', vi invito a visionare questo sito perche' potrebbe essere utile per la soluzione di molti problemi di robotica e sviluppo di macchine cnc.  (a me il sito e' piaciuto molto, specialmente nella parte dedicata alle "sfigatte", essendo io un amante degli animali. 

 

 

 

 

 

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