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Discussione: Chiarimenti sui motori elettrici

  1. #23
    Seguace

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    Asincrono...

    Come detto prima deve avere un campo magnetico rotante primario creato dallo statore!!
    (Quindi se monofase sfruttando giocoforza un secondo avvolgimento con in serie un condensatore di sfasamento)

    IL rotore può essere a rotore avvolto (con bobine in corto fra loro) e se una macchina grossa anche un collettore esterno per permettere il corto e/o interposizione di resistori all'avviamento ...come diremo dopo....,
    o con gabbia di scoiattolo
    (in genere "annegata" in un corpo di alluminio con o senza parti costituite da lamierni annegati in esso)
    detto così perchè dovendo avere una struttura "conduttiva" (p.e. in rame)
    in cui ci passa la corrente detta struttura dovendo mettere in corto le sbarre che fungono da bobine é fatta proprio come la "ruota" che si usa
    nelle gabbiette dei roditori per fargli fare un pò di movimento !!

    La funzione del rotore é , come abbiamo detto , creare anch'esso un campo rotante che
    opponendosi al campo rotante statorico crei una coppia (motrice o resistente per i generatori asincroni che però sono poco usati).

    Al contrario del sincrono...
    l'energia di questo campo statorico viene presa dallo......statore !!!!
    Ma come ???

    Beh !....bisogna vedere il rotore come un secondario di un trasformatore (l'abbiamo già fatto questo ragionamento per un motorino piccolo monofase) detto secondario siccome é in corto e soggetto a campo magnetico variabile(il campo rotante dello statore) é sede di elevate correnti di cortocircuito!!!!

    Dette correnti essendo create dal campo statorico creano ,esse stesse, un campo rotante che reagendo con il campo primario (o di statore) creano la coppia motrice!!!
    (come volevamo ottenere!!!).

    Ma qual'é la differenza con il sincrono ?
    Semplice in questo caso il campo di rotore é dovuto al fatto che le bobine di rotore
    DEVONO essere tagliate dal flusso statorico !!!
    (per poter avere una f.e.m. e quindi una corrente di corto)
    quindi giocoforza il rotore NON può andare alla frequenza di sincronismo ..perchè
    a questa velocità le bobine di rotore vedrebbero un campo fisso (perchè isocoro ad esse)
    e quindi senza f.e.m. !!
    il rotore,in definitiva, non andrà mai alla frequenza di sincronismo !!!
    anzi si discosterà da essa quanto più il motore viene caricato !!!

    Si dice,infatti,che il rotore ha uno scorrimento (in questo caso di numero di giri) , per esempio
    invece di 1500 g/m un motore medio piccolo può scendere fino a 1300 g/m sotto carico.

    Il fatto che le correnti di rotore ci siano anche e soprattutto a rotore fermo (anzi in queste condizioni le correnti di rotore, e per quello che abbiamo detto prima,anche quelle di statore, possono essere anche 10 volte quelle nominali) fà sì che detto motore si avvii da fermo ,per motori grossi,quindi con grande inerzia meccanica, bisogna provvedere però a ridurre detta corrente di spunto (dato che si prolunga per vari secondi) !!!
    a questo serviva (un pò di tempo fa) il collettore
    sul rotore che veniva collegato a delle resistenze esterne per ridurre
    appunto le correnti rotoriche di corto circuito all'avviamento ,
    oppure per motori medi si fa (tuttora) l'avviamento con le fasi statoriche a triangolo
    per poi passare dopo qualche secondo al collegamento nominale a stella riducendo le correnti di spunto di almeno 1,7 volte.
    Odiernamente si usano anche inverter e controlli vettoriali che permettono un avvio a zero giri a coppia massima ed a correnti prossime alla nominale!!

    Bisogna stare attenti a che la coppia motrice sia maggiore della coppia resistente all'avviamento
    (cioè che il motore si avvii)
    perchè in queste condizioni (come detto) la macchina si comporta come un trasformatore con il secondario in corto con tutto quello che ne consegue se detta condizione viene prolungata nel tempo (bruciatura degli avvolgimenti)...!!!!

    La stessa attenzione bisogna averla per tensioni di alimentazione
    che possono scendere a livelli molto bassi anche per pochi istanti, tali che ,in base alla curva coppia-motrice coppia-resistente, si vada a finire prima del picco di coppia massima ,in questo caso infatti si ha che il punto di intersezione fra coppia-motrice e coppia-resistente non é più stabile
    (cioè che : un aumento della coppia resistente mi comporta automaticamente un aumento della coppia motrice, anche se a minori giri , comportamento che é garantito dopo il picco di coppia massima),
    ma anzi scivola verso l'arresto inesorabile del rotore
    (e quindi con le suddette correnti pericolose di corto-circuito) !!!
    esempio : autoclave di casetta di campagna con rete elettrica non perfetta!!!

    Sicuramente vi é dell'altro ma per ora basta così....
    (tenendo anche conto che detto corso é...... a volo di uccello!!!!)
    Ciao
    Mef

    Continua FRENO...
    Ultima modifica di mefistofele; 13-05-2009 a 09:59

  2. #24
    Seguace

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    Continua FRENO

    Vabbè ...tutte le macchine elettriche ...possono funzionare da freno...
    cioè funzionare con una rotazione opposta rispetto alla coppia motrice e quasi tutte permettono anche il recupero dell'energia derivante da questa frenatura!!

    Questo grazie ai progressi dell'elettronica e dalla sempre più consapevolezza che non bisogna più buttar via l'energia .

    A questo riguardo comunque vi sono ancora sistemi "elettrotecnici" che dissipano detta energia in calore tramite delle resistenze....(sic..!!).
    A questa categoria appartengono i freni elettrodinamici ,che sono macchine elettriche adibite solo alla frenatura dinamica,che é la fase di frenatura più gravosa perchè deve dissipare quasi tutta l'energia cinetica del mezzo...e che hanno il vantaggio di non avere parti di usura come i ferodi ......(che però devo usare come freno di "stazionamento")
    che sono fatti da generatori sincroni chiusi alla bisogna su pacchi di resistori !!!
    e (p.e.)si possono notare,ancora, accanto agli assi dei vagoni dei treni, collegati alle ruote tramite un asse di rinvio
    ed nei vagoni delle metropolitane si possono notare le resistenze incandescenti sotto le suddette carrozze in fase di frenatura !!!
    questo spreco di energia (persa in calore) se può "aiutare" d'inverno a coadiuvare il riscaldamento dell'ambiente dei viaggiatori, é davvero una tortura d'estate oltre che un'eresia in questi tempi di ristrettezza energetica!!

    Vabbè torniamo alla frenatura, non parlerò di tutte le macchine, ma mi soffermerò sui motori Brushless (dato che Gargoyl pensa di usare questi), anche perchè i sistemi sono simili anche ai sincroni ed asincroni ed inoltre mi soffermerò particolarmente sulla frenatura con controllo elettronico .

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    1°Quadrante ,funzionamento da motore in avanti (potenza presa dal motore dalla rete)

    2°Qu
    adrante, funzionamento da freno indietro (con il verso di rotazione negativo e coppia motrice positiva ,quindi potenza resa dal motore alla rete).

    3°Quadrante, funzionamento da motore indietro (coppia motrice e velocità ambedue negative e quindi potenza presa dalla rete)

    4°Quadrante funzionamento da freno in avanti (coppia motrice negativa e rotazione positiva e quindi potenza resa alla rete)


    Nel caso di funzionamento da freno si ha che la macchina funziona da generatore
    e che la tensione generata sia maggiore della tensione di rete e se io voglio un azione frenante debbo poter dissipare questa potenza generata, anche perchè altrimenti
    il mio circuito di controllo elettronico andrebbe in criticità (o dovrei farlo ultradimensionato).

    Questa dissipazione si fa sia con resistenze inseribili a comando sul bus dopo il raddrizzatore iniziale ed in parallelo al condensatore elettrolitico (e si chiama frenatura passiva,come nel caso die treni detto prima) sia riversando questo surplus di energia in rete !!(recupero energia in rete)
    In quest'ultimo caso o si utilizza un secondo ponte (ad SCR )controllato collegato ad un autotrasformatore (per ricuperare le cadute del ponte principale) o con un sistema
    più moderno che é poi simile a quello che si usa nei sistemi di PFC attivi (controllo del fattore di potenza) cioè una induttanza trifase ed un ponte di transistor comandati in modo da far sì che le correnti entranti (motore) siano sinusoidali ...,
    e con cosfi=1 (fattore di potenza di un carico puramente resistivo) ...
    (in quest' ultimo modo ho anche l'ulteriore vantaggio di poter ampliare il range di alimentazione!!)
    detto ponte attivo viene usato quindi anche nella fase di "riversamento in rete" !!!
    Poi vi é una frenatura (di emergenza) che tramite attuatori elettromeccanici mette in corto-circuito, con o senza resistenze dissipative, le bobine del brushless, in caso venga a mancare la rete !!!

    mi sembra sia tutto (senza mettere formule...eh !!)
    Ciao
    Mef
    Ultima modifica di mefistofele; 13-05-2009 a 08:55

  3. #25
    Novizio/a

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    Grazie infinite mefistofele per il lungo lavoraccio che ti ho fatto fare spero che sarà utile anche ad altri utenti del forum

  4. #26
    TUTOR

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    ...giusto perchè sul forum si parla principalmente l'italiano (ovunque Voi siate..)
    brushless è un termine inglese ("contrazione" di brush e less) che in italiano si dice/significa "senza spazzole".

    (Prima che si fraintenda: non ce l'ho con mefistole!) Semplicemente preciso che quei due termini sono la stessa cosa... per chi non lo sa! Quindi quando io (o altri) parlo di senza spazzole, mi riferisco a quello che taluni altri preferiscono chiamare brushless...


    Ps
    -NB/OT è corretto scrivere italiano, francese, ecc. minuscolo come è doveroso scrivere Italia, Germania, ecc. maiuscolo
    -NB2 io per i nick utenti adotto la regola di scriverli, quando li cito nei messaggi, quotature, ecc. ...come sono stati registrati dagli utenti, senza modifiche (minuscolo.. se minuscolo, ecc.) e con l'avvertenza di scriverli corsivo. Per nomi, sopranomi ecc. utilizzo la lettera iniziale maiuscola.

    -in nessun modo quanto sopra deve intendersi mancanza di rispetto verso chicchessia, ma una regola-

    Fare si puo'!..... Volerlo dipende da te.

    Consultate e rispettate il REGOLAMENTO ( < cliccare sopra per visionarli >) e l' INDICE del Forum

    Ricorda: un piano cottura a induzione consuma mediamente solo il 30% dell'energia richiesta da uno a gas e comporta in "bolletta" costi dimezzati. Contrariamente a quello che ti diranno in giro poi si può generalmente usare anche con il normale contratto da 3 kW, pur se sprovvisto di sistema di autolimitazione. Per maggiori informazioni:
    Vetroceramica (piani cottura HOBs): bugie&verità
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    [/I]

  5. #27
    Appassionato/a

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    grazie a mefistofele e a gattmes per i chiarimenti, grazie a garygol per le domande...
    ora chiedo:
    che cosa vuol dire src e pfc?
    posto che il mio sistema è in cc (batterie), se uso un controllo elettronico per trazione ho la funzione "regen brake" per recuperare energia in fase di frenata; questo sistema è fatto per mezzi che frenano pochi secondi, se invece io lo monto su di una barca e lo faccio funzionare di continuo (per qualche ora) per caricare totalmente le batterie brucio tutto?
    se invece utilizzo motore ed inverter industriali come faccio? (vorrei che funzionasse in un ampio range di giri)
    anche un motore asincrono può funzionare come generatore se viene prima eccitato giusto?
    la curva del suo rendimento come generatore in funzione dei giri è molto diversa da quella di un sincrono a magneti permanenti?
    grazie
    broberto

  6. #28
    Moderatore

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    broberto,
    src o srd? In che contesto hai trovato src?
    PFC significa Power Factor Correction.
    se uso un controllo elettronico per trazione ho la funzione "regen brake" per recuperare energia in fase di frenata; questo sistema è fatto per mezzi che frenano pochi secondi,
    dove sta scritto? Un buon inverter rigenerativo veicolare frena rigenerando per decine di minuti in discesa, senza problemi.
    a curva del suo rendimento come generatore in funzione dei giri è molto diversa da quella di un sincrono a magneti permanenti?
    Si, in quando all'asincrono devi fornire l'energia per la magnetizzazione, che va ad influire sul rendimento totale.
    Ciao
    Mario
    Molto urgente: cerco socio: Collaborazione a Milano
    -------------------------------------------------------------------
    Mala tempora currunt, non contattatemi piu' per questioni riguardanti il forum, grazie, il mio tempo e' finito.
    -------------------------------------------------------------------
    L'energia non si crea ne' si distrugge, ma ne sprechiamo troppa in modo irresponsabile. Sito personale: http://evlist.it
    Se fate domande tecniche e volete risposte dal forum precise e veloci, "date i dati" specificando anche l'ambiente operativo e fornendo il maggior numero possibile di informazioni.
    ------------------------------------------------

  7. #29
    Appassionato/a

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    mariomaggi,
    scusami, ho trascritto male, volevo chiedere cosa vuol dire"scr"... (come scritto nel messaggio 24 di questa discussione)

    in merito al rendimento di un motore asincrono come generatore:
    se l'energia per la magnetizzazione è costante a bassi regimi può "rubarmi" una grossa fetta dell'energia prodotta mentre ad alti regimi può essere trascurata...
    quindi, se ho capito bene, usando un motore asincrono come generatore per diverse ore ad un basso regime (diciamo 1/5 dei giri nominali per esempio) potrei aver bisogno di un sistema di raffreddamento più efficace di quello previsto per un utilizzo "normale"..

    ripeto la domanda: se uso un inverter industriale senza rigenerazione ed un motore asincrono come faccio per:
    -mantenere il more eccitato?
    -regolare la corrente e la tensione che mi produce?

    p.s. perdonatemi, forse faccio delle domande banali, ma dato che sto investendo il poco tempo ed i pochi soldi che ho a disposizione in un progetto (barca ad emissioni zero) per me nuovo, vorrei evitare di sprecarli.

    grazie, broberto

  8. #30
    Moderatore

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    broberto,
    ma noi fai prima a cercare su Wikipedia, trovi subito le risposte?

    SCR = Silicon Controlled Rectifier = tiristore

    potrei aver bisogno di un sistema di raffreddamento più efficace di quello previsto per un utilizzo "normale"..
    giusto, "potresti" ma non e' detto, dipende da molti fattori.

    se uso un inverter industriale senza rigenerazione ed un motore asincrono come faccio per:
    -mantenere il more eccitato?
    -regolare la corrente e la tensione che mi produce?
    Se pensi di usarlo su una barca, immagino che vorrai usarlo per caricare delle batterie. Quindi non serve la parte di rigenerazione, basta l'inverter. Per tenere il motore eccitato, l'inverter puo' erogare la corrente magnetizzante, prelevando la necessaria potenza dalla batteria. L'inverter stesso puo' - entro certi limiti - regolare tensione e corrente.

    Hai pensato di applicare dei pannelli fotovoltaici flessibili?
    Ciao
    Mario
    Molto urgente: cerco socio: Collaborazione a Milano
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    Mala tempora currunt, non contattatemi piu' per questioni riguardanti il forum, grazie, il mio tempo e' finito.
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  9. #31
    Appassionato/a

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    ciao mario,
    grazie per la risposta.
    sono proprio i "certi limiti" nell'uso dell'inverter per la rigenerazione che mi preoccupano:
    infatti essendo questo un progetto con molte incognite vorrei che ogni componente del sistema avesse un range di utilizzo più largo possibile per essere sicuro che l'insieme funzioni, un pò come quando si campiona la musica a 44 khz per sentire bene i 20 khz..

    i pannelli flessibili sono interessanti ma se c'e vento forte vanno smontati perchè sbattono e si rompono, ho letto da qualche parte che è allo studio un tessuto fotovoltaico adatto a fare tende e anche vele...

    a presto

    broberto

  10. #32
    Moderatore

    User Info Menu

    Predefinito

    broberto,
    vorrei che ogni componente del sistema avesse un range di utilizzo più largo possibile per essere sicuro che l'insieme funzioni, un pò come quando si campiona la musica a 44 khz per sentire bene i 20 khz..
    e vorresti acquistarlo con "pochi soldi". Qualcosa non quadra. Dopotutto e' una barca, non un satellite, la regolazione potra' anche non essere perfetta, ma sufficiente all'applicazione.
    Ciao
    Mario
    Molto urgente: cerco socio: Collaborazione a Milano
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    Mala tempora currunt, non contattatemi piu' per questioni riguardanti il forum, grazie, il mio tempo e' finito.
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    L'energia non si crea ne' si distrugge, ma ne sprechiamo troppa in modo irresponsabile. Sito personale: http://evlist.it
    Se fate domande tecniche e volete risposte dal forum precise e veloci, "date i dati" specificando anche l'ambiente operativo e fornendo il maggior numero possibile di informazioni.
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  11. #33
    Novizio/a

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    Predefinito

    Salve a tutti, provo a postare qui una domanda sui motori elettrici in generale e se sbaglio correggetemi son quasi super nuovo del forum.

    Più in particolare entrando nella domanda, mi chiedevo semplicemente se è possibile che 2 motori elettrici dallo stesso watt/consumo possano esprimere oltre che un numero di giri, anche due potenze cavalli differenti ?

  12. #34
    Affezionato

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    Certo. Un motore elettrico asincrono ha un numero di giri deciso in sede costruttiva, che dipende dal numero di poli che ha. Il consumo a pari assorbimento dipende dall'efficienza del motore, divisa in classi (non classificato-IE1-IE2-IE3-IE4).
    Es.: un vecchissimo motore non classificato da 1CV (750W) reso all'albero ha un'efficienza del 45%, quindi assorbe dalla rete 1660W (non conto la potenza reattiva).
    Un nuovo motore in classe IE3 della stessa potenza resa, con un'efficienza dell' 81% assorbe invece 926W, circa il 60% rispetto a quello vecchio, con un considerevole risparmio di energia a pari potenza.
    <Una vena di anti-intellettualismo si è insinuata nei gangli vitali della nostra politica e cultura, alimentata dalla falsa nozione che democrazia significhi "la mia ignoranza vale quanto la tua conoscenza"> Isaac Asimov

  13. #35
    Ho un pezzo di cuore nel forum

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    i Watt ed i CV(HP) esprimono tutti e due la stessa grandezza, cioè la potenza, 1 CV(HP)=740W.
    Per i numeri di giri dipende dal rapporto di riduzione, a parità di potenza meno giri ci sono in uscita maggiore sarà la forza (coppia Nm).
    edit: freeway mi sa che non hai capito la domanda
    Impianto fotovoltaico 2,94 kWp 23° -85 est 1° CE e 3 PDC Riello aria 13 kWt ( 2 da 1,1 kW ed una da 1,3 kW) dal 2007.
    Caminetto aria Montegrappa CMP05 10,5 kWt, 4* dal 2011 Caldaia a metano Riello Family 26K. Zona Climatica D, GG 1532. In attesa di Twingo Electric Zen bianca

  14. #36
    Affezionato

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    Predefinito

    ??? Ma non ha mica parlato di rapporti di riduzione! Solo di motori!
    Poi, è ovvio che a valle del motore esiste un riduttore di giri, calano i giri... e di conseguenza aumenta la coppia.
    <Una vena di anti-intellettualismo si è insinuata nei gangli vitali della nostra politica e cultura, alimentata dalla falsa nozione che democrazia significhi "la mia ignoranza vale quanto la tua conoscenza"> Isaac Asimov

  15. #37
    Novizio/a

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    Predefinito

    Grazie freeway e gigisolar, due risposte che si volgono entrambi utili per quel che inizio a capire, dal quale quindi soltanto gli ultimi modelli di nuova generazione avrebbero un più equo rapporto assorbimento/potenza cv.

    Ora se capisco bene, possiamo avere una potenza maggiore riducendo il numero di giri con dei rapporti, che però non è più definita in cavalli ma in coppia motore... Se fin qui è tutto esatto mi rimane da capire la differenza tra coppia e cv o se sia la stessa cosa.

    Entrambi utili!

  16. #38
    Ho un pezzo di cuore nel forum

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    Predefinito

    la potenza (W) è uguale alla forza (Nm) per velocità.
    per esempio un motore asincrono 4 poli quindi 1500 giri nominali (rpm) (in realtà un po di meno) da un cavallo (750W) quelli più classici per capirci, ha una coppia di 5 Nm o 0,5 kgm perchè 1500(rpm) x 0.5(kgm) = 750 (W).
    Impianto fotovoltaico 2,94 kWp 23° -85 est 1° CE e 3 PDC Riello aria 13 kWt ( 2 da 1,1 kW ed una da 1,3 kW) dal 2007.
    Caminetto aria Montegrappa CMP05 10,5 kWt, 4* dal 2011 Caldaia a metano Riello Family 26K. Zona Climatica D, GG 1532. In attesa di Twingo Electric Zen bianca

  17. #39
    Affezionato

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    Predefinito

    NO!!
    La potenza resa all'albero è invariata: non puoi avere "una potenza maggiore riducendo il numero di giri con dei rapporti"!
    Quel che puoi avere, invece, è più forza, detta anche COPPIA (termine su cui dovrai fare ricerche, così poi lo comprendi appieno).
    In parole comunque molto semplici, è l'analogia su parti rotanti del principio della leva:
    Palanca-ejemplo.jpg
    Come nella foto, abbiamo un braccio dove esiste una forza resistente, e un braccio lungo venti volte il primo dove applico una forza motrice. Una piccola forza a quella estremità della leva, può sollevare una forza resistente = peso venti volte più grande. Ma... dove applico la forza motrice io abbasso la leva di es. 20 cm, e dall'altra parte il peso si solleverà solo di un centimetro, venti volte meno.
    Quel che guadagno in forza, lo perdo in spostamento... nei motori, una riduzione dei giri di venti volte, aumenterà di venti volte la forza, ma come già detto, la rotazione sarà venti volte più lenta.
    <Una vena di anti-intellettualismo si è insinuata nei gangli vitali della nostra politica e cultura, alimentata dalla falsa nozione che democrazia significhi "la mia ignoranza vale quanto la tua conoscenza"> Isaac Asimov

  18. #40
    Novizio/a

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    Predefinito

    Si, dopo una piccola ricerca capisco che abbiamo una forza in cv Invariabile e una di coppia generata con il concetto di una Biella posta su un albero di trasmissione più grande che potrebbe tornare utile a non mettere sotto sforzo il motore in casi di necessità.

    Perché nonostante siano due forze differenti contribuiscono entrambe a mantenere l'efficienza del motore.

    Se la logica non mi inganna tornando a un sistema di rapporti si avrebbe comunque una perdita di coppia cercando di aumentare i diri, grazie a come è costituitio proprio il meccanismo; una ruota piccola che spinge una grossa dovrebbe avere un aumento di coppia oltre al diminuire i giri e viceversa. Questo oltre al discorso che un motore con meno rpm che genera di serie una coppia più alta.

  19. #41
    Ho un pezzo di cuore nel forum

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    Escludendo le strategie per ridurre gli attriti, 2 motori ideali che assorbono la stessa potenza elettrica, esprimono la stessa potenza meccanica in cavalli cioè la potenza è UGUALE.

    Nella realtà dei fatti ci potrebbe essere un motore elettrico che ha un cuscinetto difettato di fabbrica che provoca
    MAGGIORE attrito, in quel caso i cavalli in uscita non sono UGUALI perché una piccolissima parte si perde nel cuscinetto difettato.
    i peggiori nemici del fotovoltaico sono gli speculatori edilizi perché costruiscono alveari di 15 piani anziché case di zero piani.

  20. #42
    Affezionato

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    Predefinito

    Peccato che i motori ideali non esistano.
    <Una vena di anti-intellettualismo si è insinuata nei gangli vitali della nostra politica e cultura, alimentata dalla falsa nozione che democrazia significhi "la mia ignoranza vale quanto la tua conoscenza"> Isaac Asimov

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    Ultimo messaggio: 18-05-2005, 00:04

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