Prof. Giuseppe Tomasso Università di Cassino Corso di Laurea in Ingegneria Elettrica

Transcript

1 AZIONAMENTI ELETTRICI Prof. Giuseppe Tomasso Università di Cassino Corso di Laurea in Ingegneria Elettrica

2 TITOLO DEL CORSO: DOCENTE DEL CORSO AZIONAMENTI ELETTRICI I Prof. G. Tomasso tomasso@unicas.it it tel: Orario di ricevimento lunedì-martedì-giovedì-venerdì (9:00-14:00) Corso di Laurea Ingegneria Elettrica (3 anno) Numero di crediti 4 Corsi a scelta correlati Testi consigliati Modalità d esame -Laboratorio di Azionamenti Elettrici I -Controllori Programmabili per Azionamenti Elettrici Appunti distribuiti dal docente Slides del corso (consultare il sito presentazione relazioni scritte; esame orale.

3 4 settimane Introduzione agli Azionamenti Elettrici Azionamenti cc controllati in catena chiusa struttura di un azionamento elettrico; classificazione; settori di impiego. controlli in retroazione; regolatori industriali; controllo in cascata motore cc ad eccitazione indipendente: Meccanica degli Azionamenti Elettrici richiami sulle equazioni del moto; organi di trasmissione; punto di lavoro e stabilità. Riscaldamento delle macchine elettriche anello di corrente e velocità Introduzione ai PLC struttura di un PLC programmazione di un PLC Motore asincrono trifase comportamento termico macchine modello matematico in regime stazionario; elettriche circuito equivalente tipi di servizio; caratteristiche stazionarie; riduzione di un servizio di durata avviamento; limitata frenatura; Motore in cc ad eccitazione indipendente regolazione della velocità. principio di funzionamento; Azionamenti in alternata modello dll matematico; controllo V/f motore asincrono; caratteristiche stazionarie controllo di scorrimento motore asincrono regolazione della velocità in regime con isteresi; stazionario controllo di scorrimento motore asincrono dominio i di regolazione con SVM avviamento frenatura Dimensionamento degli azionamenti elettrici 5 settimane

4 GLI AZIONAMENTI ELETTRICI: GENERALITA' (PARTE 1)

5 Gli azionamenti elettrici AZIO ONAMENTI ELETTRICI I Definizione di azionamento elettrico a velocità controllata (V. norma CEI C.642) Sistemache converte energia elettricainmeccanica con Sistema che converte energia elettrica in meccanica, con l uso di apparecchiature elettroniche di potenza, in accordo con una funzione di comando (e secondo un programma definito)

6 AZIONAMENTI ELETTRICI I Gli azionamenti elettrici

7 AZIONAMENTI ELETTRICI I

8 AZIONAMENTI ELETTRICI I

9 AZIONAMENTI ELETTRICI I

10 AZIONAMENTI ELETTRICI I

11 AZIONAMENTI ELETTRICI I

12 AZIONAMENTI ELETTRICI I

13 AZIONAMENTI ELETTRICI I

14 AZIONAMENTI ELETTRICI I

15 AZIONAMENTI ELETTRICI I

16 AZIONAMENTI ELETTRICI I

17 AZIONAMENTI ELETTRICI I Gli azionamenti elettrici

18 AZIONAMENTI ELETTRICI I Gli azionamenti elettrici

19 AZIONAMENTI ELETTRICI I Gli azionamenti elettrici

20 SISTEMI DI MOVIMENTAZIONE ELETTROMECCANICI Gli azionamenti elettrici

21 AZIONAMENTI ELETTRICI I Gli azionamenti elettrici

22 AZIONAMENTI ELETTRICI I Gli azionamenti elettrici

23 AZIONAMENTI ELETTRICI I Gli azionamenti elettrici

24 AZIONAMENTI ELETTRICI I Gli azionamenti elettrici

25 Gli azionamenti elettrici: richiami sulla dinamica del moto Moto traslatorio F 1 F i m ( v ) d Q d m Fi = = dt dt ( v) dq d m Fr = = dt dt AZIO ONAMENT TI ELETTRIC CI I F 2 F 3 dq d( mv) d( v) d( m) Fm Fr = = = m + v dt dt dt dt F se m= cost d ( v) m Fr =m dt

26 Gli azionamenti elettrici: richiami sulla dinamica del moto Moto rotatorio F 1 Componente traslazionale v= v + ω r G Componente rotazionale AZIO ONAMENT TI ELETTRIC CI I G F 2 M M = L d ( P) dt F 3 Proiettando sull asse di rotazione a ( ω) ( ω) ( ) dq d J d d J Mm Mr = = = J +ω dt dt dt dt M M = J m r ( ω ) d ω dt

27 Gli azionamenti elettrici POTENZA E ENERGIA M m ω J M L + d ( ω ) M M = ( J ) P m L m P L m L dt dω ω M ω M = J ω dt AZIO ONAMENT TI ELETTRIC CI I Potenza meccanica in ingresso dω Pm = PL + Jω dt variazione di energia cinetica immagazzinata nelle masse rotanti Potenza meccanica in uscita (sul carico) t t t dω Wm() t = Pmd = PLd + J d dτ t τ τ ω τ ω 1 2 Wm() t = PLdτ + JΩdΩ = WL() t + Jω 2 0 0

28 Gli azionamenti elettrici Albero rigido motore M m ω M L carico + ( ) M M = J + J m L m L M M M M m n L n d = m = m ( ω ) dt m L AZIO ONAMENT TI ELETTRIC CI I Ω = ω Ω n dωω m m = T dt m L m T m = ( J J ) + Ω m L n M n 1 ω = m st m ( s) [ m m ] L

29 AZIONAMENTI ELETTRICI I Gli azionamenti elettrici

30 Gli azionamenti elettrici motoriduttore M m Rm f 2 1 R L + M L M f R = J m 21 m m f R + M = J 12 L L L dω dt d m ( ω ) dt L AZIO ONAMENT TI ELETTRIC CI I ω m ω L f 1 2 M 2 R m R m dωω M m m ML = Jm + JL RL RL dt 2 Rm Rm Leq, = M L Jeq = Jm + JL R L R L f ω = f R = ω R m m L L M M = J m L, eq eq dω dt m

31 AZIONAMENTI ELETTRICI I Gli azionamenti elettrici

32 Gli azionamenti elettrici Impianto di sollevamento pignone v = ωr AZIO ONAMENT TI ELETTRIC CI I M m, ω M L = Fr F, v v J eq = m ω 2 J = J + J tot p eq

33 Gli azionamenti elettrici: richiami sulla dinamica del moto Impianto di sollevamento M m, ω pignone (raggio r) ascensore AZIO ONAMENT TI ELETTRIC CI I Fa v M L = ωr = Fr F, v ( ) M M M = J m a c tot dωω dt J eq v = m ω 2 J = J + J tot p eq Fc

34 Gli azionamenti elettrici: richiami sulla dinamica del moto AZIO ONAMENTI ELETTRICI I

35 Gli azionamenti elettrici: richiami sulla dinamica del moto Argano AZIO ONAMENT TI ELETTRICI I

36 SISTEMI DI MOVIMENTAZIONE ELETTROMECCANICI Gli azionamenti elettrici: richiami sulla dinamica del moto Carrucola e paranco

37 Carrucola fissa

38 Carrucola mobile

39 Carrucola composta

40 I sistemi di carrucole multiple sono anche detti paranchi.

41 Gli azionamenti elettrici: richiami sulla dinamica del moto Pulegge AZIO ONAMENT TI ELETTRICI I

42 Gli azionamenti elettrici: richiami sulla dinamica del moto Vite senza fine m F, v E 1 = mv2 P = Fv 2 AZIO ONAMENT TI ELETTRIC CI I v J = eq m ω 2 M = v F ω M, ω J 1 eq E J 2 2 eq ω = P = Mω Δ ωδ v = 2π Δ M = F 2 π Δ Jeq = m 2 π 2

43 Gli azionamenti elettrici: richiami sulla dinamica del moto AZIO ONAMENTI ELETTRICI I

44 Gli azionamenti elettrici Collegamento motore macchina operatrice

45 Gli azionamenti elettrici collegamento motore macchina operatrice Punto di lavoro e stabilità Punto di lavoro M Coppia resistente Coppia motrice ω M Coppia resistente M Coppia motrice Coppia motrice Coppia resistente SISTE EMI DI MO OVIMENT TAZIONE E LETTROMECCANICI I ω ω 0 ω 0 ω

46 Lezione 2: Introduzione agli Azionamenti Elettrici - Meccanica degli Azionamenti Elettrici Punto di lavoro e stabilità M Punto di lavoro Coppia resistente Coppia motrice ω M Coppia resistente M Coppia motrice Coppia motrice Coppia resistente ω ω 0 ω 0 ω Prof. Giuseppe Tomasso Laurea in Ingegneria Elettrica: Corso di Azionamenti Elettrici I

47 Lezione 2: Introduzione agli Azionamenti Elettrici - Meccanica degli Azionamenti Elettrici Modalità operative di un azionamento ω v v f f v freno motore v f f v M - f motore freno Prof. Giuseppe Tomasso Laurea in Ingegneria Elettrica: Corso di Azionamenti Elettrici I

48 Lezione 2: Introduzione agli Azionamenti Elettrici - Meccanica degli Azionamenti Elettrici Le caratteristiche del carico L azionamento deve essere dimensionato in rapporto alle caratteristiche del carico. Oltre alla potenza e alla velocità massima, è necessario conoscere: La caratteristica meccanica del carico (relazione tra velocità e coppia assorbita) La esigenza di reversibiità (velocità unidirezionale o bidirezionale; coppia motrice o frenante (ovvero funzionamento su uno, due tre o quattro quadranti) Il ciclo di carico (carico costante, elevata coppia di spunto, carico soggetto a punte intervallate da periodi di basso carico ecc.) Le prestazioni statiche(precisione) e dinamiche (rapidità di risposta) Prof. Giuseppe Tomasso Laurea in Ingegneria Elettrica: Corso di Azionamenti Elettrici I

49 Lezione 2: Introduzione agli Azionamenti Elettrici - Meccanica degli Azionamenti Elettrici Prof. Giuseppe Tomasso Laurea in Ingegneria Elettrica: Corso di Azionamenti Elettrici I

50 Lezione 2: Introduzione agli Azionamenti Elettrici - Meccanica degli Azionamenti Elettrici Prof. Giuseppe Tomasso Laurea in Ingegneria Elettrica: Corso di Azionamenti Elettrici I