MODELLISTICA DELLE MACCHINE E DEGLI IMPIANTI ELETTRICI:MODELLISTICA DELLE MACCHINE E DEGLI IMPIANTI ELETTRICI:

Avviamento macchina asincronamacchina asincrona

E i i 9Esercitazione 9

Motore asincrono: i dati di targa

La targa di un motore asincrono riporta questi dati:g p q

Pn 7 kWVn 220/380 V Δ/YIn 21.8/12.6 A Δ/Ycosφ 0 84cosφ 0.84giri 1480

Problematiche di avviamento

In avviamento la corrente assorbita è molto elevata (5-6 In) e, per alcune applicazioni, la coppia di avviamento è troppo elevata

Soluzioni

1 A i i id ( f )1. Avviamento a tensione ridotta (con autotrasformatore)2. Avviamento stella/triangolo3. Avviamento con resistenze statoriche o rotoriche4. Avviamento con variazione del numero di poli5. Avviamento con inverter

Avviamento a tensione ridotta con autotrasformatore

Avviamento a tensione ridotta con autotrasformatore

Rampa 380 V / 1s

Avviamento a tensione ridotta con autotrasformatore

Rampa 380 V / 2s

Avviamento stella triangolo

Dato un motore collegabile a triangolo sulla rete avviandolo con collegamentoDato un motore collegabile a triangolo sulla rete, avviandolo con collegamento a stella si ha:

• Tensione di fase volte più piccola3Tensione di fase volte più piccola

• Corrente di fase volte più piccola

• Corrente assorbita dalla linea 3 volte più piccola

33

Corrente assorbita dalla linea 3 volte più piccola

• Momento della coppia motrice 3 volte più piccolo

Utilizzabile quando l’avviamento è a vuoto o con carichi ridotti

Avviamento stella triangolo

Avviamento stella triangolo

Avviamento stella triangolo

• La macchina si avvia a stella, poi passa a triangolo ad avviamento quasi completato

• La macchina a regime funziona a triangolo• Pausa di commutazione: si modellizza l’apertura

dell’interruttore con una resistenza molto elevata (104 Ω) da aggiungere a quella statorica della macchina (circuito aperto).

Stella triangolo con commutazione istantanea

St llStella Triangolo

Stella triangolo con commutazione istantanea

Stella

Triangolo

Stella triangolo con commutazione istantanea

Stella

Picco di corrente

Triangolo

intorno a 250 A

g

Stella triangolo con commutazione istantanea

C t iCommutazione

Stella triangolo con pausa di commutazione

Stella

Triangolog

Stella triangolo con pausa di commutazione

Stella

Triangolog

Stella triangolo con pausa di commutazione

StellaTriangolo

Stella triangolo con pausa di commutazione

Apertura stella

Inserimento triangolo

Avviamento con resistenze rotoriche

• Correnti assorbite più basse

C i ll t l t• Coppia allo spunto elevate

• Applicato se la coppia allo ispunto necessaria per

l’avviamento è elevata

• La macchina deve essere a rotore avvolto e dotata di anellianelli

Avviamento con resistenze rotoriche

Avviamento con resistenze rotoriche

5 Rr

3 Rr

Avviamento con resistenze rotoriche

5 R5 Rr

3 Rr

Avviamento con resistenze rotoriche

5 Rr Picco di corrente inferiore a 200 A

3 Rr3 Rr

Avviamento con resistenze rotoriche

Commutazioni

Da 5 Rr a 3 Rr

ideali per massima coppia

Da 3 Rr a Rr

Avviamento con resistenze rotoriche II

5 Rr

3 Rr

Avviamento con resistenze rotoriche II

5 R5 Rr

3 Rr

Avviamento con resistenze rotoriche II

5 Rr 3 Rr

Avviamento con resistenze rotoriche II

Da 5 Rr a 3 Rr

D 3 R RDa 3 Rr a Rr

Avviamento con inverter

C ll / i f• Controllo V/Hz: tensione e frequenza crescono a rampa con rapporto costante

• Correnti controllate

• Coppie alternative per armoniche di correntepp p

L’inverter

3Veff

2w

1

w rete

V

Terna ef f ettiv a

Terna f iltrataRamp -K-

2*pi

1Vfil trinverter

Ramp K

Inverter ad onda quadra o PWM con portante triangolare e modulante sinusoidale a frequenza e

i i bilampiezza variabile

Avviamento con inverter

L’inverter PWM

L’inverter PWM: tensioni prima armonica

Avviamento con inverter PWM

Avviamento con inverter PWM

Avviamento con inverter

Picco di corrente inferiore ai 150 A

Avviamento con inverter PWM

La coppia filtrata

Filtro del tipo 500/(s+500)

Osservazioni

• Correnti contenute• Pulsazioni ad alta frequenza sulla coppia• La velocità meccanica oscilla molto poco poiché l’inerzia

meccanica agisce da filtro passa basso.V ifi l’ ff d ll f di i hi ll• Verificare l’effetto della frequenza di switching sulle oscillazioni di coppiaV ifi l’i ibilità di d b f• Verificare l’impossibilità di andare a bassa frequenza con inverter ad onda quadra