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Azionamenti & Automazione 
Convertitori e Inverter negli azionamenti
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- Convertitori di frequenza Danfoss (1)
- Convertitori di Potenza per Azionamenti in Corrente Alternata (1)
- Design (1)
- Evaluation and Testing of Electrical Drive Systems (1)
- - Calcolo della Tensione ai morsetti di un Trasformatore (1)
- - Il monitoraggio dello stato dei fusibili negli azionamenti (1)
- - Panoramica di Azionamenti AC e loro Applicazioni (1)
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Convertitori e Inverter negli azionamenti have:
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Design, Evaluation and Testing of Electrical Drive Systems
.A drive system using a Voltage Source Inverter (VSI) and a squirrel cage motor was designed to replace a two speed PAM motor for thr rebuild of a unit train wagon tippler. This allowed for higher accuracy in the position control. The tight schedule of the rebuild made any possible delay due to equipment problems unacceptable. At the request of mechanical engineering company a series of tests were designed and performed to verify the correctness of the drive design and to ensure the success of the project.
L'intero articolo è consultabile al link:
Design, Evaluation and Testing of Electrical Drive Systems
Edited by fpvaccaro - 9/3/2014, 10:04 -
Convertitori di Potenza per Azionamenti in Corrente Alternata
Criteri di base dei Convertitori in CA.Le reti di distribuzione forniscono comunemente energia elettrica a frequenza e tensione costante, cosicché i motori elettrici, ad esse collegati, azionano il carico meccanico a velocità pressoché costante, mentre numerose applicazioni industriali richiedono non solo un flusso di potenza, ma spesso anche che le macchine utilizzate funzionino a velocità variabile. Nasce così la necessità di interporre fra la rete di distribuzione e i motori elettrici, un convertitore in grado di regolarne la velocità in modo continuo.
Figura 1: Struttura Fondamentale di un azionamento a velocità variabile con regolazione elettronica
L’introduzione d’interruttori allo stato solido, principalmente raddrizzatori al silicio controllati (SCR) tiristori, nel 1958, causa un aumento senza precedenti nell’applicazione della commutazione elettronica al controllo delle macchine elettriche negli azionamenti a velocità variabile. La letteratura tecnica su quest’argomento, datata indietro fin dall’inizio del secolo scorso, cominciò ad aumentare molto rapidamente dopo il 1960, rendendo un compito laborioso visualizzare globalmente il settore, in molti casi le idee in questo campo emersero prima che la tecnologia per realizzarle fosse disponibile.
1. Principio di funzionamento di Convertitori e Inverter
Uno sguardo indietro mostra che lo sviluppo degli azionamenti è progredito sia nell’area fondamentale della componentistica di potenza, con interruttori statici a tiristore (SCR e GTO) e transistori (MOS e IGBT) e dei relativi circuiti di controllo, sia nei principi di regolazione nonché nella realizzazione di nuove tipologie di motori. Dalla Figura 2 si può osservare che la funzione del convertitore dipende dalla posizione degli interruttori statici e da come questi vengono azionati. Per ottenere un’illustrazione semplice, la Figura 2 è stata basata su una operazione monofase, naturalmente molti sistemi in pratica sono trifase.
Figura 2a: Conversione in frequenza con interruttori elettronici
Chiudendo gli interruttori S1 S2 e S3 S4 allo stesso ritmo della frequenza della tensione d’alimentazione, è ottenuto il raddrizzamento come in Figura 2a. Uno scambio nella posizione dell’alimentazione e dell’uscita, conduce ad un circuito per l’inversione la cui frequenza d’uscita in CA è determinata dal ritmo di commutazione di S1 S2 e S3 S4. Tuttavia gli interruttori S1 S2 e S3 S4 non hanno bisogno di essere chiusi e aperti all’attraversare dello zero della tensione alternata. Se questo punto d’accensione è ritar... -
Fatti che vale la pena conoscere sui convertitori di frequenza
Manuale Tecnico Convertitori DanfossFin dal 1968 la Danfoss produce e commercializza convertitori di frequenza VLT® in grado di regolare in modo continuo la velocità dei motori a corrente alternata trifase.
I moderni convertitori di frequenza sono molto diversi da quelli della generazione precedente, con sistemi di controllo completamente digitali, dotati di microprocessore e circuiti integrati e più semplici da usare e da adattare alle esigenze dell’utente. Così, benché la struttura base del convertitore di frequenza sia rimasta invariata, riteniamo sia comunque giunto il momento di pubblicare una nuova edizione di «Fatti che vale la pena conoscere sui convertitori di frequenza». Il libro si apre con una breve introduzione che consentirà ai lettori di acquisire familiarità con i vantaggi offerti dai convertitori di frequenza, le loro funzioni, l’installazione e il funzionamento. Per comprendere il funzionamento dei convertitori di frequenza non è necessaria alcuna conoscenza tecnica specifica ma sono sufficienti alcune nozioni basilari di elettronica e matematica oltre ad una conoscenza pratica dei motori CA. La prima parte di questa pubblicazione fornisce una descrizione teorica del motore CA Nella seconda parte vengono esaminati i principi alla base della costruzione e del controllo dei convertitori di frequenza. La terza parte prende in esame il comportamento di un motore azionato da un convertitore di frequenza e, infine, la quarta sintetizza gli effetti del convertitore di frequenza sul motore e sull’ambiente, le protezioni che garantiscono la sicurezza delle apparecchiature e del personale e i criteri che regolano la scelta di un convertitore di frequenza. Grazie alla semplicità del linguaggio utilizzato, «Fatti che vale la pena conoscere sui convertitori di frequenza» è un’opera indicata per tutti. Danfoss (1999). L'intero volume è disponibile al link: Fatti che vale la pena conoscere sui Convertitori di frequenza
Edited by fpvaccaro - 9/3/2014, 10:15 -
Convertitori CA-CC
Dispense A.A. 2004-2005 (autore: ignoto)I convertitori vengono definiti dalle norme come: dispositivi per la trasformazione della energia elettrica mediante componenti che permettono il passaggio della corrente in un solo senso.
Tali dispositivi possono essere suddivisi rispetto al loro funzionamento visto dall'esterno (per es. raddrizzatori, invertitori, ecc.), cioè sul piano V,I delle grandezze di uscita del convertitore, oppure sul tipo di trasformazione effettuata. Nel primo caso si hanno i raddrizzatori che lavorano nel quadrante con I e V positivi, gli invertitori e i raddrizzatori controllati che lavorano nel semipiano con V positivo e negativo ma con I sempre positivo e infine i convertitore bidirezionali che lavorano in tutti e quattro i quadranti. Nel secondo caso, invece, per i convertitori corrente continua - corrente continua si parla di convertitori switching, per i convertitori corrente continua - corrente alternata si parla di invertitore, per i convertitori corrente alternata - corrente continua si parla di raddrizzatore (controllato o meno) infine per i convertitori corrente alternata - corrente alternata senza stadio intermedio in continua si parla di cicloconvertitori. Lo sviluppo di questi convertitori ha avuto un forte impulso alla fine degli anni 80 soprattutto per la presenza di componenti elettronici di potenza quali il GTO e l'IGBT. L'intero articolo è disponibile in pdf al link: Convertitori CA-CC
Edited by fpvaccaro - 9/3/2014, 10:08 -
Techniche di Regolazione
Regolazione di Processi IndustrialiLa realizzazione di processi industriali, per quanto complessi essi siano, molto spesso richiede solamente di mantenere le variabili di stato che lo definiscono invarianti entro i limiti di precisione prestabiliti. Affinchè si possa realizzare il processo richiesto, bisogna innanzitutto conoscere il valore che deve assumere la variabile di stato che lo regola. Questo valore, che costituisce il punto di riferimento per la variabile di stato, prende il nome di variabile di comando. Successivamente occorre stabilire se il valore assunto dalla variabile di stato coincide con quello desiderato di riferimento, bisogna quindi misurare la variabile di stato e confrontare il valore misurato con il valore di riferimento.
L'elemento in grado di misurare la variabile controllata prende il nome di trasduttore. La differenza o variabile d'errore che ne deriva forma le basi della regolazione successiva. Abbiamo bisogno adesso di un elemento in grado di interpretare l'errore e intervenire adeguatamente per annullarlo, questo elemento che contiene l'algoritmo della regolazione prende il nome di regolatore. Infine occorre avere un elemento che prendendo istruzioni dal regolatore, esegua materialmente il lavoro di cambiare le condizioni del sistema affinchè la variabile di stato controllata si porti al valore desiderato, questo elemento prende il nome di attuatore. I processi nei moderni impianti industriali hanno raggiunto una complessità così elevata che normalmente richiedono un'estesa elaborazione in tempo reale delle variabili del sistema. Tali elaborazioni possono essere realizzate economicamente solo per mezzo di microprocessori o di hardware digitale specializzato. I nuovi metodi di controllo, che si sono affacciati sulla scena industriale, possono conferire al sistema elevate prestazioni dinamiche e di precisione, ma richiedono un analisi dei segnali così complessa da risultare molto difficoltosa persino per i tradizionali strumenti analogici. Metodi di controllo quali il self-tuning, (ovvero la scelta automatica dei parametri del regolatore), e il controllo adattivo, (variazione automatica dei parametri del controllore in funzione delle variabili del sistema), hanno focalizzato l'attenzione dei progettisti di controlli automatici verso la ricerca della regolazione ottimale.
L'intero articolo può essere consultato al link: Tecniche di Regolazione
Edited by fpvaccaro - 9/3/2014, 10:09 -
Regolatori PID
Una panoramica dei regolatori industrialiI regolatori a seconda del loro modo di operare sui segnali, possono essere essenzialmente classificati in base al tipo di segnale d'Ingresso e al tipo di segnale d'uscita. I regolatori analogici rilevano continuamente il segnale d’ingresso sono pertanto del tipo continuo con segnale d’uscita normalizzato (4-20 mA, 1-5 V), mentre i regolatori digitali con segnale d’uscita del tipo 'tutto o niente (on-off)' sono ovviamente del tipo discontinuo. I regolatori con uscita continua normalizzata, se sono realizzati con tecnologia digitale, hanno di solito un’uscita discontinua nel tempo essendo aggiornata periodicamente dal loro microelaboratore. In base alla tecnologia i regolatori industriali sono classificati in regolatore pneumatico, regolatore elettronico, regolatore analogico e regolatore digitale. Ulteriori informazioni riguardo i regolatori industriali e la loro scelta sono disponibili al link: Regolatori Industriali PID
Edited by fpvaccaro - 9/3/2014, 10:10 -
Panoramica di Azionamenti AC e loro Applicazioni
Una panoramica delle caratteristiche degli azionamenti sviluppati fino agli anni '90.Applicazioni diverse richiedono tipologie diverse di azionamenti, negli anni sono state sviluppate varie configurazioni per soddisfare le richieste di ogni tipo di applicazione, la figura di seguito mostra le configurazioni più adottate:
Ulteriori informazioni sulle caratteristiche degli azionamenti sopra riportati sono disponibili in formato PDF al link:
Panoramica Azionamenti AC
Edited by fpvaccaro - 9/3/2014, 10:14 -
Calcolo della Tensione ai morsetti di un Trasformatore
La porzione di carico come elemento fondamentale di calcolo.La tensione ai morsetti di un trasformatore può essere determinata in funzione della percentuale di carico “a”. La percentuale di carico è definita come il rapporto fra la corrente assorbita dal carico e la corrente nominale del trasformatore: a = I2/I2N e in termini di potenza a = SNa/SN dove SNa=√3 V2N I2 e SN=√3 V2N I2N. Ci si chiede che errore commettiamo nel calcolo della porzione di carico se invece di considerare il rapporto fra le potenze apparenti interne usiamo il rapporto fra le potenze apparenti ai morsetti del trasformatore, ovvero: S2a/S2, con S2 potenza ai morsetti del trasformatore nel suo funzionamento a pieno carico e S2a potenza ai morsetti del trasformatore a carico parziale:
Nella figura in alto è rappresentato il circuito equivalente del trasformatore funzionante a pieno carico, in questo caso la potenza apparente erogata S2 rispetto alla potenza apparente nominale o di targa del trasformatore vale: S2=SN (1-(∆V%)/100). Nel caso in cui il trasformatore non stia funzionando a pieno carico, la potenza erogata dal trasformatore è invece la seguente:
S2a=SNa(1-(a ∆V%)/100), ovvero: S2a=a SN(1-(a ∆V%)/100)
Il rapporto S2a⁄S2 differisce dal rapporto SNa⁄SN della quantità moltiplicativa:
e=(1-(a ∆V%)/100)/(1-(∆V%)/100) che per una caduta di tensione da vuoto a carico ∆V%=4% vale:
a = 0,50 e = 1,0208 e% = 2,08%
a = 0,75 e = 1,0104 e% = 1,04%
a = 0,90 e = 1,0042 e% = 0,42%
Date queste premesse la tensione ai morsetti di un trasformatore è pari a: V2a= V2N (1-(a ∆V%)/100) dove a = S2a⁄S2. Pertanto con queste due semplici equazioni si può risolvere questo problema senza dover risolvere un equazione di secondo grado per calcolare la porzione di carico e quindi la tensione ai morsetti del trasformatore.
Edited by fpvaccaro - 24/6/2012, 21:18 -
Il monitoraggio dello stato dei fusibili negli azionamenti
la diagnostica è un fattore importante per stabilire le condizioni di efficienza di un impianto industriale.Il monitoraggio delle protezioni, sia che esso debba far parte di un nuovo impianto di “Totally Integrated Power”, sia che esso debba essere inserito in un impianto esistente che si vuole ammodernare con l’aggiunta di un sistema di diagnostica, ha un’ampia gamma di apparecchiature e accessori che servono a integrare i sezionatori a fusibili in un qualsiasi sistema digitale di controllo e misura per comunicare dati non solo dello stato dei fusibili ma anche dell’intera distribuzione. Si va dal semplice controllore d’intervento con percussore che attua l’invio della segnalazione attraverso dei contatti puliti, questo metodo non viene tuttavia raccomandato per sistemi di sicurezza, per i quali sono preferibili dei monitor elettronici per fusibili. Altri dispositivi in commercio sono:
- Il relè di controllo intervento fusibili che rappresenta una soluzione per tutte le tipologie di fusibili di bassa tensione indipendentemente dai tipi di indicatori o sistemi di bloccaggio. Questi apparecchi funzionano anche per linee di distribuzione squilibrate contenenti armoniche.
- I controllori a interruttori possono essere utilizzati per sezionatori a fusibili con tensione continua o alternata, quando questo apparecchio è chiuso risulta collegato in parallelo ai fusibili da monitorare. L’elevata resistenza interna dell’interruttore assicura l’effetto protettivo dei fusibili, l’interruttore interviene immediatamente attraverso la tensione di ripristino dei collegamenti dei fusibili e segnala l’intervento tramite un contatto ausiliario, in questo modo il circuito di monitoraggio è completamente isolato dal circuito principale. In pratica questa soluzione prevede l’inserzione di un interruttore con caratteristica di tipo K, con elevato potere d’interruzione (100kA) e corrente di regolazione a=0,16-0,25A, per fusibili da 50-150A, circa lo 0,1%. Il collegamento dell’interruttore ai fusibili deve essere effettuato attraverso dei conduttori a prova di corto circuito.
- Il controllo elettronico del fusibile è installato sulla copertura del sezionatore e previsto dalla casa produttrice, questa apparecchiatura può essere utilizzata anche in reti industriali con presenza di armoniche; generalmente insieme al gruppo di segnalazione remota, queste apparecchiature sono munite di led rossi in loco che indicano quale fusibile è scattato.
- Infine per effettuare misure e monitorare circuiti di rete, le sbarre o i cavi possono essere connessi ai sezionatori fusibili a cavaliere tramite riduttori di corrente. Per occupare meno spazio i riduttori di corrente possono essere integrati nel corpo del sezionatore, questa è un’ottima soluzione per controllare e registrare le correnti di carico in ogni singola uscita del circuito e può essere usata per le analisi di rete. Approfondite informazioni sull'argomento sono disponibili in formato PDF nel link:
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