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Azionamenti con motori asincroni La coppia generata dalla macchina (coppia elettromotrice) vale, ponendo XT=Xd1+X12:

Trascurando R1 e Xd1 e ponendo ωse=ω- ω2 , l’espressione della coppia diventa:

Il valore massimo della coppia in funzione dello scorrimento vale:

Trascurando la resistenza di statore il termine V1/ω corrisponde all’ampiezza del flusso di statore

Λs, si ha infatti dal circuito equivalente:

s11m1d11mm11d111 dtdiR

dtd

dtdiR)iL(

dtd)iL(

dtdiRV λλλ +=++=++=

considerando che tensione, corrente e flusso sono grandezze sinusoidali:

s111 jIRV Λω+= s1V Λω≈ ωΛ 1

sV

≈

Azionamenti con motori asincroni

Controllo scalare della velocità

Variando l’ampiezza V della tensione di alimentazione varia la coppia massima e la forma della caratteristica meccanica, ciò rende possibile, entro certi limiti, la regolazione della velocità di rotazione della macchina. I limiti sono imposti dal fatto che la tensione non può oltrepassare il valore nominale per non sovraflussare la macchina, con conseguente caduta del rendimento. D’altra parte la tensione di alimentazione può essere diminuita molto poco rispetto al valore nominale, poiché la coppia massima disponibile diminuisce col quadrato della tensione, rendendo impossibili operazioni a pieno carico e velocità ridotta. Inoltre, a parità di carico, diminuendo la tensione, aumenta lo scorrimento ed il rendimento peggiora.


Controllo scalare della velocità

Dall’espressione della coppia si ricava che: variando la pulsazione ω della tensione di alimentazione è

possibile variare la velocità di sincronismo e quindi, per un dato carico, controllare la velocità di rotazione della macchina. Tuttavia, se si mantiene costante l’ampiezza della tensione di alimentazione, l’ampiezza del flusso di statore diminuisce in ragione inversa all’aumento di frequenza. Di conseguenza, il valore di coppia massima all’aumentare della frequenza diminuisce secondo il quadrato del flusso.


Regolazione a “Coppia Costante” Se si fanno variare contemporaneamente ed in maniera proporzionale l’ampiezza e la frequenza della tensione di statore si mantiene costante l’ampiezza del flusso. In tali condizioni al variare della frequenza, e quindi della velocità di sincronismo, le caratteristiche di coppia ‘traslano’ mantenendosi parallele. Tale tecnica di regolazione è detta a V/f costante o a coppia costante ed è una regolazione di tipo scalare in quanto si interviene solo sull’ampiezza e la frequenza della tensione.


Regolazione a “Potenza Costante” A velocità nominale la macchina è alimentata a tensione e frequenza nominali. Se si vuole operare a velocità superiori al valore nominale è necessario aumentare ulteriormente la frequenza, ma la tensione rimane costante perché non può superare il valore nominale. Ciò causa una diminuzione dell’ampiezza del flusso in maniera inversamente proporzionale all’incremento di frequenza. Si può dimostrare che in tali condizioni la potenza meccanica generata dalla macchina rimane idealmente costante all’aumentare della frequenza e, di conseguenza, della velocità. Pertanto la coppia diminuisce in maniera inversamente proporzionale all’incremento di frequenza, mentre la coppia massima diminuisce in ragione dell’inverso del quadrato dell’incremento di frequenza. Il limite superiore della zona di regolazione a potenza costante è dato dal punto in cui la coppia nominale raggiunge il valore della coppia massima.

Azionamenti con motori asincroniControllo scalare di velocità


Un azionamento in corrente alternata richiede un convertitore DC/AC o inverter. Se la sorgente di energia è in alternata è pure necessario introdurre un convertitore AC/DC. A seconda del fatto che il convertitore AC/DC sia a diodi o controllato il flusso di potenza è unidirezionale o bidirezionale.


Inverter VSI Trifase

Modulazione ad onda quadra


Modulazione P.W.M.



Frenatura


Controllo a V/f costante

Il tipico schema di controllo a V/f costante è con regolazione di velocità ad anello aperto. In questo caso non è possibile compensare le variazioni di velocità (±5%) dovute alle variazioni di carico.


Per migliorare le prestazioni dinamiche alle basse velocità e la precisione del controllo di velocità spesso

viene adottato uno schema con retroazione della velocità.

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