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Motori Magnetici : extratensioni , picchi e controlli in CC

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qqcreafis

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Inviato il: 7/5/2010,22:03



ForumEA/us/img3/5568/onda.png

l'onda nera è l'ipoteca fem prodotta dal motore quando funziona come generatore

l'onda rossa è la tensione prodotta dal generatore di corrente costante

agisce quando la fem è massima, l'avvolgimento viene poi cortocircuitato ( e naturalmente la corrente di alimentazione contemporaneamente interrotta) attraverso un paio di diodi con un interruttore (mosfet) attivati opportunamente per scaricare la bobina nel verso giusto senza scaricare la corrente indotta

N.B. non ho analizato in profondità, quindi il ragionamento potrebbe contenere falle giganti



Per quanto riguarda un trapano che funziona saltuariamente forse non è importante il rendimento, mentre penso che per la trazione elettrica sia fondamentale

guarda che strano... anche io ho sentito parlare di motori assurdi con demoltiplica e basso rendimento appunto nel settore della pasta

N.B. si deve intendere corrente indotta dal rotore



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Allora Xyz è stato bravo! noi dobbiamo riconoscere ...

 

kekko.alchemi

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Inviato il: 8/5/2010,03:18

x bolle: I varistori che abbiamo preso sono proprio quelli del datasheet che hai postato, quelli della EPCOS presi su RS. Ne abbiamo messi 2 in parallelo, hanno cominciato a scaldare e sbraaaaaasssstttt sono esplosi come raudi!! Gli Ampere che scrivono sul datasheet sono A di picco per quache uS, ma per un uso continuativo si distruggono come niente, perchè in realtà sono componenti da qualche W, se guardi quel datasheet che mi hai postato, nella voce Pmax la colonna di destra, quei varistori non superano la potenza di 2W!!

Per tenere leggermente a bada i picchi, abbiamo dovuto mettere 600 varistori in parallelo e finali da 1200V 1200A, domani ti posto le foto dell'amperaggio rilevato con un oscillografo su uno shunt da 60 mV posto in serie all'alimentazione. I picchi sono proporzionali alla coppia e quando il motore sta a metà della sua coppia nominale, circa 4 Nm, i picchi di lenz che si generano tornano indetro con un amperaggio di picco che supera gli 800A!! Non c'è componente che tenga, anche i migliori diodi schottky si arrendono e si bruciano, parliamo di diodi schottky da 400A nominali 1000A di picco e 170V.

Lo schema è banale, un classico ponte ad H che fornisce in uscita un onda quadra alternata.

Cerco di spiegarti di che intentità sono i picchi. Si generano con un fornte di salita talmente dritto che nemmeno il miglior oscilloscopio al mondo può rilevarne la punta, l'oscillo ne rileva infatti solamente una parte. Il picco ha una durata di circa 1/5 l'impulso di alimentazione, ed è questo il problema, non sono le scintillette di di un accendino, ma stiamo parlando di un picco che dura moltissimo nel tempo e con punte di amperaggio e voltaggio assurde. Buona parte del picco riusciamo a recuperarlo naturalmente perchè passa per i diodi del ponte ad H degli IGBT e torna nell'alimentazione, ma la botta iniziale non viene recuperata perchè i diodi sono troppo lenti, e quella punta iniziale non recuperata distrugge tutto. Con i varistori un po' si riesce ad attenuare, arrivando sui 7 - 10 Nm l'intensità dei picchi raddoppia rispetto ai 4 Nm di prima e quindi il botto è inevitabile!!

Servirebbero varistori grossi come una bombola e quindi niente, la soluzione più immediata e veloce sarebbe quella di trovare diodi schottky con queste caratteristiche, 5000A di picco ripetitivo per 1 ms, almeno 170V e con la velocità più alta che la tecnologia offre.

Su RS si trova qualcosa ma parliamo di 100A e 170V a diodo per la modica cifra di 19 euro la coppia, ed è il prezzo più basso in circolazione. Bisognerebbe metterne almeno 8 in parallelo (4 moduli) su ogni IGBT quindi 8 x 4, sarebbero 32 diodi per la piccola cifra di quasi 1000 euro!! faccine/cry.gif

Purtroppo non c'è soluzione che tenga, l'elettronica ad onda quadra si arrende qui, l'unica sarà utilizzare un onda sinusoidale pura! I risultati sembrano promettenti, dando al motore un onda sinuosoidale modificata possiamo tirargli quasi 1500W sull'asse, con dei finali che sono la metà della metà, unico problema l'onda all'aumentare del carico si distorce troppo e forma cmq dei picchi di lenz impressionanti, questo però solamente dopo una certa soglia molto più alta di prima.

Un altro problema dell'onda sinusoidale modificata è che essendo fatta da un onda quadra con duty cycle, abbiamo bisogno di un filtro che mi "stondi" gli spigoli e questo rende davvero poco, perchè l'assorbimento a un range troppo vasto e picchi variano di intensità continuamente. In pratica è un filtro RC ma dissipa un macello di W quasi 400W proprio a causa dei picchi che anche se in forma minore si generano cmq!

Dobbiamo partire con l'onda sinusoidale pura, a meno che... mi è venuta la curiosità delle valvole citate da OVI, che velocità hanno?? Quanti V e A possono sopportare? Non mi importa nulla di sprecare 20 o 30W di filamento, ma magari fosse!!


ForumEA/us/img217/8376/16032010001.th.jpg



ForumEA/us/img228/9891/21032010i.th.jpg



ForumEA/us/img64/4338/varistori.th.jpg






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Inviato il: 8/5/2010,05:25

CITAZIONE (kekko.alchemi @ 8/5/2010, 04:18)
quei varistori non superano la potenza di 2W!!

Cavolo hai ragione...errore grossolano il mio. In effeti ero rimasto sorpreso del costo così basso...ora mi è tutto chiaro...anche il botto faccine/angel1.gif

Ho visto le foto...e i complimenti non ve li faccio più faccine/biggrin.gif

Ad essere sincero inizio a essere preoccupato...perchè in regime sinusoidale (ipotizziamo puro anche se sarà dura replicarlo (problema delle armoniche su carico induttivo faccine/ph34r.gif )) in effetti come scrivi il problema è solo spostato...ma possibile sta storia????
Una soluzione deve esserci...perchè a questo punto...non solo non si recupera ma nemmeno funge se si spacca tutto......che palle...certo è facile per noi che lavoriamo con un motore da 10W...dai una soluzione deve esserci...non voglio crederci che non esista un sistema. faccine/construction.gif



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Inviato il: 8/5/2010,09:49

un sistemino esiste ma si tratta di farsi un bel po di conti.....
non sono un guru in materia ma quando fai circuiti che contengono capacità ed induttanza
si creano sempre sovratensioni.....

tempo fa vidi dei fenomeni che esistono in tutti i circuiti, si chiamano sovraelongazione e smorzamento
http://www.electroportal.net/lezioni//PID_A_file/image012.gif
non possono essere eliminati ma con opportuni calcoli (e qlk componente aggiuntivo)
possono essere attenuati di molto riducendo i picchi.

con precisione non so dirvi molto in quanto lo feci tempo fa e non ricordo molto..
cmq sia bisogna farsi lo schemino elettrico del motore (ipotizzando l'avvolgimento come un induttanza[forse anche mutuamente accoppiata])
e bisogna trasformare il tutto secondo laplace , si studiano poli e zeri e si sistema il circuito per ottenere il risultato.
vi consiglio di studiarvi qlk libro di teoria dei sistemi che vi può tornare utile in questi casi.

 

NonSoloBolleDiA...

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Inviato il: 8/5/2010,10:50

Celica,
quel grafico centra poco con quanto stiamo discutedo...ma ti ringrazio per la segnalazione del tool...veramente interessante...grazie!! faccine/clap.gif
Download

http://www.energialternativa.info/public/newforum/ForumEA/B/graphi3.gif


Torniamo sempre sul problema delle extracorrenti.
A mio avviso un sito che spiega bene il fenomento è questo
Link.
Estraggo il disegno che spiega in modo semplice cosa accade(occorre considerare che a destra c'è una bobina che manca), la duracel che cambia di dimensioni identifica un generatore variabile che appunto inizialmente si oppone al passagio della corrente e poi si inverte:

http://www.energialternativa.info/public/newforum/ForumEA/B/aa-emf-l_3.gif


BOBINA BOBINA BOBINA BOBINA BOBINA.
Mentre quì si vedono cosa combinano le grandezze fisiche.
http://www.williamson-labs.com/images/di-dv-dt-cir_t.gif
Bolle



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Msg:13786

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Inviato il: 8/5/2010,11:06

X Kekko,
sto pensando ad un sistema a disaccoppiamento a controllo 'intelligente' oppure 'stupido' ...dipende dai punti di vista.
Bolle



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celicaturbo
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Inviato il: 8/5/2010,12:17

si bolle lo so...era il primo disegno che mi dava google sulla sovraelongazione.
tecnicamente è idoneo al contesto (dal disegno che hai postato qua su)
usando lo switch per dare,togliere l'alimentazione sul gruppo resistenza bobina arriva un impulso
a gradino.
nella natura della bobina si dovrebbe caricare con le solite leggi dipendenti dalla tao.e lo fa,
fisicamente però sulla bobina quando arriva l'impulso si ha una reazione simile a quella che ho postato io

 

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Inviato il: 8/5/2010,14:06

Piccola parentesi tra tutti questi bei grafici e disegni,giusto per solleticare la curiosità di Kekko:
qui un link di tetrodi,valvole a 4 poli molto performanti,specifiche per lavorare con picchi.
http://www.wvs-tech.de/wvs-tech/data/produ...n/tetrode_e.php
Un esempio,di quella lista ho la valvola C1149\1 : la si alimenta con 50 W nel filamento,gestisce impulsi da 330 kilowatt lavorando con dutycycle di 0.1 ,puo' reggere 20 kilovolt tra anodo e catodo. Se conoscete la natura dei picchi inversi del motore,potete scegliere il tubo che più si avvicina come caratteristiche.

 

kekko.alchemi

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Msg:5226

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Inviato il: 8/5/2010,14:28

Grazie a tutti per gli aiuti!! I picchi hanno un intensità di circa 3000 - 4000V e 800A di picco. Gli A delle valvole nella lista sono nominali o di picco?? Secondo voi una valvola può essere più veloce e robusta di un diodo Schottky?



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Inviato il: 8/5/2010,14:36

I sistemi schottky sono a semiconduttore.E' intuitivo pensare che un picco 'buca' o disgrega una manciata di atomi del silicio-metallo nel componente,danneggiando,secondo dopo secondo,tutta la struttura.
Il tubo,lavorando in alto vuoto,non ha strutture che si danneggiano atomicamente;lo 'scoppio' avviene tra gli elettroni nel vuoto,accelerandoli o decelerandoli,senza fare danno.Non per nulla,gli ampli valvolari possono essere strapazzati e addirittura messi in corto-circuito senza avere fumo da tutte le parti.

Poi non so,mi sembra che anche qualche altro utente stava suggerendo disaccoppiamenti: forse,anche l'uso di un trasformatore ad ultrasuoni,con secondario nella bobina e primario a bassa tensione pilotato dai mosfet ,puo' agevolare e ridurre gli strapazzi voltamperometrici.

 

kekko.alchemi

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Inviato il: 8/5/2010,15:09

Eh si su quello le valvole non si battono! A casa ho un po' di queste valvole le PY88 venivano usate nei televisori proprio per gli alti voltaggi del tubo catodico, dovrebbero reggere fino a 6000V ma gli Ampere sono solamente 0,3 nominali e 0,55 A di picco, mi sa che si bruciano prima di subito...



Scarica allegato

PY88.pdf

( Numero download: 146 )



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Inviato il: 8/5/2010,16:21

Dunque... 0.3 A riguardano il filamento; significa che se lo accendi a 26 Volt,ti assorbe a vuoto 300 milliampere.
In corrente continua,lavora invece con 0.22 A e 33 Volt; un po' piccina.Non per nulla è una valvola da 5 w.
Però,vedi,se riuscite a valutare la durata del picco in microsecondi,nulla vieta di adoperare una valvola per assorbire le onde più terrificanti (quelle che ''bucano'' qualsiasi componente),e adoperare un mosfet per assorbire la rimanente parte d'onda.
In pratica,il mosfet potrebbe assorbire il colpo tra 1 V e 300 V ;la valvola,assorbe il colpo tra 300 V e 6000. Si ripartisce l'energia,insomma.Credo che l'onda da voi visualizzata sia una sorta di triangolo;il vertice in alto spetta tutto al tubo a vuoto.

 

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Inviato il: 8/5/2010,17:13

se non erro un condensatore in parallelo all'avvolgimento se ben dimensionato dovrebbe assorbire parte del picco...

stasera cerco in giro qlk formula per dimensionare il tutto
gran parte del problema è questione di poli e zeri....non dovrebbe servire attrezzatura di elevata potenza
al massimo una bottiglia di leyda...ma quella si fa in casa senza problemi

 

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Inviato il: 8/5/2010,18:36

inizio impulso positivo

ForumEA/us/img169/5355/inizioimpulsopositivo.png

fine impulso e contemporanea chiusura del diodo di ricircolo, la corrente scorre per un breve tempo(?) e continua a spingere

ForumEA/us/img171/5532/fineimpulsoediniziorecu.png

tempo morto , la corrente di ricircolo è finita

ForumEA/us/img202/6980/finericircoloetempomort.png

inizio impulso negativo

ForumEA/us/img706/9174/inizioimpulsonegativo.png

fine impulso negativo e contemporanea chisura sul diodo

ForumEA/us/img168/3582/fineimpulsoedinizioorec.png

fine del ridcircolo e tempo morto

ForumEA/us/img202/6980/finericircoloetempomort.png

si ripete

*****************

il punto critico è l'apertura della corrente di alimentazione e la contemporanea chiusura del diodo. Dovrebbe essere possibile chiudere il diodo dopo 1microsecondo e gestire l'extratensione momentanea (durante il microsecondo di scollegamento) con un piccolo condensatore e un pò di resistenze e forse qualche piccola induttanza. Oppure si può fare il viceversa chiudere il diodo un microsecondo prima di staccare l'alimentazione, per diminuire l'extracorrente aggiuntiva occorre una piccola induttanza. Il diodo deve essere scollegato per evitare che il motore vada in corto come generatore e freni.

i diodi in effetti a questo punto potrebbero anche non essere più necessari, ma bisogna essere molto sicuri di quello che si fa, in quanto si rischia di andare a cortocircuitare il motore quando è libero e funziona da generatore.

Forse si può recuperare ancora qualcosa.... , ma è un'idea che mi sfugge come un'anguilla.....



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kekko.alchemi

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Msg:5226

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Inviato il: 8/5/2010,19:17

In teoria è tutto giusto qqcreafis, ma in pratica abbiamo che per comandare i diodi sulla bobina abbiamo bisogno di altri Mosfet e quindi siamo da capo a 12. Poi un altro problema è che per pilotare la bobina quei 4 interruttori andrebbero sostituiti con 4 IGBT o Mosfet, i quali al loro interno hanno un diodo che rimandano in alimentazione il picco contrario che arriva dalla bobina! Come idea, mi sembra davvero buona la tua, ma praticamente penso che non sia realizzabile.



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