control sens rotatie la un motor AC

[miron1947]

Acestea incercuite nu sunt capetele bobinelor?

[The Stressmaker]

Nu cred, parca este un cablu 2x1,5mm^2 sau 3x1,5mm^2, nu vad firul maro prea bine dar cred ca intra in varnes-ul din dreapta cablului. Mai degraba firul comun ar fi varnesul alb (cel cu fir maro cred) din partea dreapta, cel mai de jos. Daca vrea sa caute punctul comun acela trebuie sa aiba 3 fire in varnes nu doua ca la celelalte.

[iop95]

O bobina in locul condensatorului nu schimba sensul de rotatie...

Vorbim de un motor nu de un circuit LC la care se poate modifica defazajul dintre curent si tensiune. Aici conteaza interactiunea dintre campul magnetic statoric si curentul din rotor, cele doua produc cuplul, nu defazajul din stator.

La motorul monofazat, avand o singura infasurare, NU are cum sa apara un camp magnetic invartitor... care sa puna in miscare rotorul.

Daca totul e simetric, la alimentare apar doua campuri perfect egale si de sens contrar (camp magnetic pulsatoriu de amplitudini egale), iar rotorul sta pe loc si "bazaie". Deci nu are cuplu de pornire.

Pentru a-l porni trebuie ajutat prin dezechilibrarea campului astfel ca una dintre componente sa devina dominanta. Asta se poate face prin aplicarea unui cuplu extern, prin spire in scurtcircuit la motoare f mici sau printr-o infasurare auxiliara care evident ca produce acelasi timp de camp ca si cea principala dar fiind bobinata decalat (spatial), din compunerea celor doua campuri apare un camp rezultant care se va roti intr-o directie.

Din acest motiv, pentru inversarea sensului de rotatie e musai alimentarea inversa a infasurarii aux.

 

Motorul poate fi privit ca un transformator; deci in gol are un factor de putere (PF) mic, avand un caracter puternic inductiv.

Pe masura ce este incarcat, PF creste. Nu e un simplu circuit RL/RLC paralel... ati uitat de rotor si interactiunea lui cu statorul.

Ecuatiile sunt puternic neliniare.. din acest motiv e si mai greu de controlat. Nici nu se compara cu motorul de cc care are ecuatii liniare.. .simple si clare.

Totusi, matematic se poate reduce la un motor de cc.. si cu f multe calcule se poate controla usor; e asa numitul control vectorial.

[The Stressmaker]

Nu intram in teoria motoarelor asincrone monofazate. In acel motor electric din poza exista 2 (DOUA) bobine. Prima bobina este cea principala, de lucru, iar a doua bobina este auxiliara sau de pornire. Aceeasi bobina auxiliara produce si campul magnetic necesar realizarii campului magnetic invartitor, fiind decalata fizic fata de bobina principala in canelurile statorului. Condensatorul realizeaza defazajul necesar creearii unui camp invartitor bifazic in cele doua bobine. Daca se monteaza in locul condensatorului un inductor in serie cu bobina auxiliara se schimba sensul defazajului si astfel campul magnetic creeat de bobina auxiliara nu mai este in urma celui creeat de bobina principala ci inaintea acestuia schimbandu-se astfel sensul de rotatie.

Ceea ce stiti dv. este despre motoarele asincrone cu spira in scurtcircuit si intr-adevar acest model are o singura bobina iar campul magnetic invartitor este realizat intre campul acestei bobine si campul defazat creeat de spira in scurtcircuit care exista pe stator, de fapt sunt doua spire, montate decalat, si astfel se creeaza un camp magnetic defazat progresiv pe polul statorului. Spira in scurtcircuit este montata doar pe o sectiune a polului statorului si intre cele doua sectiuni apare campul magnetic invartitor. Cuplul de pornire al motoarelor de acest fel este foarte mic spre deosebire de cele cu condensator care au un cuplu de pornire mult mai mare.

Editat Noiembrie 4, 2016 de The Stressmaker

[iop95]

Nu, modificarea defazajului curent - tensiune din infasurarea aux nu poate inversa sensul de rotatie.

Nu e niciun camp bifazic. Sunt doua campuri invartitoare decalate spatial. Ambele infasurari contribuie la campul magnetic rezultant.

Dupa pornire, infasurarea aux se poate decupla, insa cu o pierdere de cuplu.

[The Stressmaker]

Definitia unui camp magnetic invartitor zice ca trebuie sa existe minimum doua campuri magnetice alternative in stator a caror rezultanta sa fie tangenta la circumferinta polilor statorului, perpendicular pe axul motorului si perpendicular pe axa polilor. Bobina principala creeaza un camp magnetic dar nu este tangent la circumferinta ci se distribuie in mod egal pe toata suprafata rotorului creeind doar un camp magnetic care mareste sau micsoreaza diametrul rotorului in acel punct (magnetostrictiune) dar nu induce tensiune electromotoare in bobina rotorului intr-un sens de rotatie pentru ca inertia rotorului nu permite accelerarea pana la viteza de sincronism. In momentul cand apare un camp magnetic defazat fata de cel principal atunci rezultanta celor doua campuri este oscilanta intre axul polului principal si cel auxiliar creeind un camp magnetic rezultant care se deplaseaza in timp fata de axa polului principal inducand o tensiune electromotoare in rotor (legea lui Lenz) cu sensul de rotatie dinspre polul principal (cel de referinta) catre polul auxiliar (cel defazat). Astfel barelor bobinajului rotorului li se aplica un camp magnetic variabil in timp pentru fiecare bara din colivie creeind forta necesara rotatiei in acest sens. Decalarea axului barelor coliviei fata de axul rotorului ajuta la mentinerea turatiei fara ajutorul bobinei auxiliare dar nu asigura cuplul de pornire necesar.

Daca defazajul aplicat bobinei auxiliare se face cu un condensator iar defazajul creeat de o inductanta este de semn opus este logic ca sensul de rotatie sa se schimbe atat timp cat nu se schimba ceilalti parametri ai motorului.

Definitia unui camp bifazic / bifazat asa cum o inteleg eu este ca exista doua circuite in care, luand un circuit ca faza de referinta, cel de-al doilea circuit are o diferenta intre atingerea tensiunii maxime decalata in timp fata de faza de referinta. Acel circuit nu trebuie neaparat sa aiba exact 90 grade decalaj intre faze ci poate avea decalaj si de 1 grad si tot camp bifazic poate fi numit.

La unele motoare decuplarea bobinei auxiliare se face atat timp cat inertia rotorului poate sa asigure rotatia necesara mentinerii alunecarii in campul magnetic. Asa se economiseste energie marind complexitatea circuitului. La acele motoare daca sarcina la ax creste peste o anumita valoare, releul inertial cupleaza aducand un plus de putere necesar ridicarii turatiei. Dar deja aceasta functionare nu este cea recomandata pentru motorul respectiv depasind parametrii constructivi.

[flomar60]

D-le The Stressmaker,ati vazut sau ati realizat dvs. o astfel de modificare pentru un motor ca cel discutat? Ca sa fiu foarte clar , in locul condensatorului , sa fie utilizata o inductanta adecvata iar rezultatul sa fie schimbarea sensului motorului?...fara modificarea legaturilor electrice ale bobinajului?

Pentru ca, dupa parerea mea, nu conteaza daca defazajul necesar pornirii motorului se produce in cadranul 4 sau cadranul 1,vectorial vorbind...intr-un anumit punct spatial de pe circumferinta statorului tot acelasi pol nord magnetic va aparea intr-un moment precis in timp indiferent de modul de producere al defazajului....doar schimbarea sensului de conectare al bobinei modifica felul si pozitia polilor magnetici pe circumferinta statorului....

Daca am gresit, va rog sa ma corectati, nu sunt un as la teoriei.....

Oricum, pentru mine discutia este foarte interesanta!

[vlad2005]

Dacă îmi spuneți unde găsesc o astfel de inductanță fac eu ca să nu continuăm prea mult pe argumente teoretice. Am un prieten depanator TV care are o grămadă de componente.

Eu personal sunt tentat să îi dau dreptate lui Stressmaker, deși intuitiv parcă au dreptate flomar60 si iop95.

De ce tind să îi dau dreptate lui Stressmaker?

Păi revin la schema din postul #5 care este corectă (am mai găsit-o pe net) ca soluție de schimbare a sensului de rotație la motoarele ac (anumite cazuri). Pai acolo se mută condensatorul de pe o înfășurare pe alta, nu se comută înfășurarea. Astfel în loc să fie defazat curentul prin bobina L1 (inductivă) în urma lui L2 (capacitivă), va fi invers, ceea ce schimbă sensul de rotație. Deci sensul de rotație este dictat de defazajul relativ între curenții prin cele două bobine. Nu știu cât de eficientă este soluția din perspectiva cuplului de start, dar ca soluție în cazul în care nu ai acces la infășurările motorului, mie mi se pare ok. Sunt dispus să o testez, dacă îmi spuneți unde găsesc inductanța necesară, fără să plătesc .

 

Acum, ca să revin la problema mea și sa închei scopul principal al topicului, deși îmi doresc să lămurim și aspectele dezbătute recent. Se pare că sunt norocos, am desfăcut legăturile și am acces la ambele înfășurări. Deci nu va fi o problemă inversarea sensului și având în vedere puterea motorului, soluția relee+ssr mi se pare ok.

Aș dori doar un răspuns scurt la următoarea întrebare, pentru că eventual am să deschid topic nou pentru scheme și alte detalii ca să nu îl deturnăm pe acesta: modificarea turației poate fi implementată cu uC+zero cross detection + ssr? Există o librărie dedicată, principiul este clar, mai multe informații se pot citi aici, mie mi se pare că este ok de aplicat la motorul meu.

Pentru mine, uC este important pentru că voi comanda motorul cu ajutorul lui și în plus vreau să implementez, dacă se poate, funcția de soft start/soft stop. Altfel, sunt circuite care implementeaza control bazat de trecerea fazei prin zero prin reglarea unui potentiometru, deci nu e musai de folosit un uC.

Editat Noiembrie 5, 2016 de vlad2005

[miron1947]

,,Altfel, sunt circuite care implementeaza control bazat de trecerea fazei prin zero prin reglarea unui potentiometru, "

Ori comanda prin zero, ori in faza cu potentiometru, nu inteleg ce ati vrut sa scrieti.

Daca vrea sa caute punctul comun acela trebuie sa aiba 3 fire in varnes nu doua ca la celelalte.

Corect, aveti dreptate.

Editat Noiembrie 5, 2016 de miron1947

[vlad2005]

Am vazut circuite bazate tot pe zero cross detection, dar regimul de duty era reglat printr-un potențiometru, nu cu un microcontroler. Cred ca m-am exprimta eu confuz. Deci nu trecerea prin zero este implementata cu un potentiometru ci reglarea regimului de încărcare.

[miron1947]

Deci nu trecerea prin zero este implementata cu un potentiometru ci reglarea regimului de încărcare.

Adica, prin lungimea trenurilor de unda plina?

[vlad2005]

Da

[iop95]

D-le The Stressmaker, imi pare rau, dar le amestecati.

Urmariti si lamuriti-va:

si mai detaliat:

 

vlad2005:

"Astfel în loc să fie defazat curentul prin bobina L1 (inductivă) în urma lui L2 (capacitivă), va fi invers, ceea ce schimbă sensul de rotație. Deci sensul de rotație este dictat de defazajul relativ între curenții prin cele două bobine."

 

Nu, sensul de rotatie este dicatat de pozitia relativa a celor doua campuri, principal si auxiliar, pentru ca rezultanta dintre ele produce componenta principala a campului invartitor. La pornire fara infasurare aux. avem 2 campuri egale si de sens contrar. Infasurarea aux ajuta una intre cele doua componente. Functie de cum e alimentata (fata de cea principala), una dintre componente se adauga la la una dintre cele doua ale campului principal si imprima o directie sau alta.

[The Stressmaker]

Componenta se numeste balast magnetic sau sub denumirea comuna de "drosel" pentru iluminat stradal. Din lipsa de condensatori necesari pana la valoare am pus in locul acestora un balast de 125W (luat de la o lampa lvm125) la un motor trifazic de 3kW modificat pentru alimentare monofazica (pentru cine nu stie, orice motor trifazic (trifazat) in acea configuratie, cu condensator de pornire avand doua bobine legate la cele doua fire ale alimentarii si cu a treia legata la condensator si fara acces la conexiunea comuna in stea a celor trei bobine, este transformat in motor asincron cu infasurare auxiliara ca cel din aceasta discutie). Chiar daca cuplul de pornire era foarte mic, pe principiul "am balastul il pun pe asta, nu stau sa calculez" acesta metoda chiar a functionat. Fara acel balast conectat la a treia borna doar bazaia si se incalzea. Asta apropos de partea tehnica, am adus argumente.

 

Nu uitati ca la masuratoare rezistenta bobinei auxiliare are o valoare ohmica de 5 ori mai mare ceea ce indica o sarma mai subtire care impune ca nu se poate realiza inversarea sensului doar prin modificarea conexiunii la condensator (trecerea firului de alimentare de pe o bobina pe alta. Pe scurt, daca se incearca aceasta modificare, bobina auxiliara ia foc la puterea nominala a motorului.

 

@iop95: definiti "alunecarea" sau termenul englezesc "slip" in termeni mai buni decat ai mei ca la cata teorie circula pe net se evita in mod intentionat sau nu explicarea chiar a acestui fenomen care invarte efectiv rotorul la un motor monofazat sau trifazat asincron cu rotorul in scurtcircuit cu colivie sau dubla colivie (am definit motorul despre care discutam aici, acela de la betoniera). Adica mai pe scurt ce rol are condensatorul ala acolo in circuitul bobinei auxiliare sau de pornire.

 

Motorul asincron cu colivie nu se poate controla asa usor pentru ca prin alte metode altele decat variatia frecventei de alimentare nu se poate controla decat puterea la ax si implicit alunecarea, prin aceasta incalzindu-se mai mult din cauza pierderilor marite in bobinaj si miezul de fier.

Pe scurt, inserierea unei rezistente cu motorul sau micsorarea tensiunii de alimentare nu duce decat la acest fenomen considerand sarcina constanta. Daca vreti sa faceti experimentul luati un ventilator de camera care contine un motor asincron si puneti in serie cu alimentarea lui un bec de 40W, de exemplu. Veti observa ca turatia scade iar motorul se incalzeste.

Ca sa nu intram in teorie prea mult si sa deviem de la subiect incercati sa faceti o imagine mentala a variatiei fluxului magnetic a bobinei principale simultan cu a bobinei auxiliare. Cand sinusoida atinge zero campul produs de bobina principala este zero iar campul magnetic produs de bobina auxiliara este maxim, campul magnetic fiind intens in zona polilor acesteia. La asta ma refeream cand am scris ca "se deplaseaza" adica intensitatea rezultanta a campului magnetic oscileaza intre cei doi poli

PS: primul filmulet trateaza motorul asincron ca fiind un hibrid intre un motor sincron bifazic si un motor asincron plus ca evita exact fenomenul de "alunecare". Accentul este destul de incomod plus ca foloseste lipirea mai multor inregistrari audio fara a face normalizarea volumului facand descifrarea vocii incomoda.

Al doilea filmulet trateaza subiectul la minutul 16:55 unde se mentioneaza diagrama fazoriala a curentilor in cazul condensatorului iar in chenar textul indica si face referire explicita la inductanta (bobina). Deci, daca in locul condensatorului se adauga o inductanta atunci diagrama fazoriala indica in jos schimband sensul. QED. Explica destul de bine si se vede ca este profesor cu ani multi de predat in spate. O singura remarca am de facut, se reprezinta forma de condensator electrolitic polarizat in locul unuia nepolarizat cand se face referire la "electrolitic". Un condensator electrolitic alimentat invers se va incalzi si va exploda asa ca in realitate in aceeasi carcasa exista doi condensatori cu minusul unit fiind accesibil doar plusul fiecaruia.

PS1: o scapare de-a mea referitoare la sensul de rotatie la motoarele asincrone cu condensator este ca eu stiam ca rotatia este de la bobina principala la cea auxiliara in desen. In al doilea filmulet se indica invers, de la cea auxiliara la cea principala. Trebuie sa mai studiez. Oricum asta nu schimba sensul a ceea ce am scris, ca montarea unei bobine in locul unui condensator schimba sensul de rotatie prin modificarea defazajului campului magnetic produs de bobina auxiliara fata de campul magnetic produs de bobina principala.

PS2: nu toata lumea stie engleza asa ca este de preferat ca informatiile sa fie prezentate in limba romana. Altfel se poate interpreta in fel si chip.

Scuze pentru postul lung, acum am realizat cat am scris.

LE: puteti scoate din motor 4 fire adica ambele capete de la fiecare infasurare?

Editat Noiembrie 5, 2016 de The Stressmaker

[vlad2005]

Da, problema mea este reolvată. Pot scoate înfășurările separat, nu va fi o problemă să înversez sensul de rotație înversând conectarea bobinei auxiliare (cu tot cu condensator) sau a bobinei principale (este același rezultat). Acum vreau sa studiez un pic reglarea turatiei folosind detectia trecerii prin zero a fazei + microcontroler + SSR.

Vrei sa spui ca o astfel de metoda nu ar functiona decat eventual pe o plasa foarte ingusta?

Ce parere ai de acest articol? Din ce înțeleg eu de acolo, se poate realiza controlul vitezei dar într-adevăr trebuie să ai un mecanism de feedback, respectiv turația motorului.

 

iop95: recunosc că nu am cunoștințele voastre, dar explică-mi atunci, pe un caz ideal, cu doua bobine identice (schema post #5) de ce se inverseaza sensul de rotatie prin conectarea condensatorului la cealalta înfășurare? Bobinele rămân conectate la fel între ele și cu alimentarea.

Editat Noiembrie 5, 2016 de vlad2005