Jumping Jack Flash weblog

Il deflussaggio: come far andare più veloce un motore elettrico

Posted in auto elettriche, hardware, scooter elettrici by jumpjack on 16 luglio 2016

Questa pagina spiega in che modo un motore elettrico (non so se brushless o a spazzole) può essere “costretto” ad andare più veloce della sua “velocità di targa”, che dipende dalle caratteristiche costruttive, usando un “trucchetto magnetico” che consiste nel ridurre il flusso magnetico, e che potrebbe essere il famigerato “deflussaggio” (“Field weakening”? “Flux weakening”?) emerso su un forum di scooter elettrici anni fa:

http://www.ni.com/white-paper/14922/en/#toc1

Non è chiaro quale sia l’ “equzione 5.7”, ma probabilmente è questa:

  • n = velocità motore in rpm
  • Es = tensione applicata
  • Z= numero totale di “armature conductors” (? Avvolgimenti? Fasi? Nuclei? Boh..)
  • F = flusso magnetico

L’equazione dice cioè che la velocità è proporzionale alla tensione in base al rapporto 60/Z*Fi, che normalmente è costante, per cui si scrive anche:

n = k*V

Il “deflussaggio” si ha quando invece k non è più tenuto costante ma fatto aumentare forzatamente; essendo:

k = 60/Z*F

ci sono solo due modi per far aumentare la velocità: diminuire Z (cosa che richiederebbe un intervento meccanico sugli avvolgimenti, modificando il numero di spire) o diminuire F.

Ovviamente si fa la seconda cosa; per farlo, si aggiunge una resistenza variabile R, o reostato, in serie allo “shunt field”  del motore (che sfortunatamente non so come si traduca…):

Nella figura, E0 è la forza controelettromotrice, cioè la tensione prodotta dal motore a causa della rotazione dello stesso. Questa forza c.e.m. si genera sempre, qualunque sia la causa della rotazione: un’azione meccanica, o l’applicazione di una tensione. Per l’appunto applicando una tensione si raggiungerà una velocità massima che dipende proprio dalla f.c.e.m: quando la velocità è tale che la tensione applicata è pari a quella prodotta dal motore, la velocità non può più aumentare.

La pagina dice:

 

To understand this method of speed control, suppose that the motor in Fig 5 8a is initially running at constant speed. The counter-emf Eo is slightly less than the armature supply voltage Es due to the IR drop in the armature. If we suddenly increase the resistance of the rheostat, both the exciting current Ix and the flux F will diminish. This immediately reduces the cemf Eo, causing the armature current / to jump to a much higher value. The current changes dramatically because its value depends upon the very small difference between Es and Eo. Despite the weaker field, the motor develops a greater torque than before It will accelerate until Eo is again almost equal to Es.

Clearly, to develop the same Eo with a weaker flux, the motor must turn faster. We can therefore raise the motor speed above its nominal value by introducing a resistance in series with the field. For shunt-wound motors, this method of speed control enables high-speed/base-speed ratios as high as 3 to 1. Broader speed ranges tend to produce instability and poor commutation.

Provo a tradurre, evidenziando le frasi che al momento non capisco:

Per comprendere questo metodo di controllo della velocità, supponiamo che il motore in figura stia inizialmente girando a velocità costante. La f.c.e.m. E0 è leggermente più bassa della tensione di alimentazione dell’armatura Es a causa della caduta di tensione IR sulla resistenza interna dell’armatura stessa. Se aumentiamo all’improvviso la resistenza variabile, la corrente di eccitazione Ix diminuirà, e così pure il flusso F. Ciò fa immediatamente calare anche la f.c.e.m E0(*), causando un grosso aumento della corrente I di armatura. La corrente varia parecchio perchè il suo valore dipende dalla piccolissima differenza tra Es ed E0. Nonostante il campo più debole, il motore sviluppa una copia maggiore, e accelererà finchè E0 sarà di nuovo quasi uguale a Es.

Chiaramente, per avere stessa E0 con flusso minore deve aumentare la velocità del motore. Possiamo perciò aumentare la velocità oltre quella nominale introducendo una resistenza in serie al campo. Per motori “shunt-wound“, questo metodo di controllo della velocità permette di triplicare la velocità. Aumenti superiori tendono a produrre instabilità e scarsa commutazione.

 

(*) Eo = ZnF/60

Tagged with:

Puoi inserire un commento qui sotto; diventerà visibile dopo la moderazione dell'amministratore

Inserisci i tuoi dati qui sotto o clicca su un'icona per effettuare l'accesso:

Logo WordPress.com

Stai commentando usando il tuo account WordPress.com. Chiudi sessione / Modifica )

Foto Twitter

Stai commentando usando il tuo account Twitter. Chiudi sessione / Modifica )

Foto di Facebook

Stai commentando usando il tuo account Facebook. Chiudi sessione / Modifica )

Google+ photo

Stai commentando usando il tuo account Google+. Chiudi sessione / Modifica )

Connessione a %s...

%d blogger cliccano Mi Piace per questo: