Newsgroup: it.scienza.fisica
Titolo: Re: Trasformatore di tensione


Attenzione:
La frequenza non e' cosi' marginale.
Se il motore e' del tipo a spazzole, la frequenza non e' importante e un
buon trasformatore da 220 a 110 puo' bastare; naturalmente, per stare un po'
sicuri, deve poter sopportare circa 1000 VA (Voltampere, misura ingegneresca
di potenza apparente, utile in quanto al trasformatore non importa nulla che
la potenza transitante sia attiva o reattiva e quindi e', per questi
aspetti, indifferente al cos fi).
Se il motore e' "a induzione" (asincrono, senza spazzole, a gabbia di
scoiattolo, sono tutti circa sinonimi), la frequenza e' invece importante.
Il motore girera' piu' lento, ma assorbira' piu' corrente e anche il ferro
si saturera' di piu'. Quindi, anche interponendo il trasformatore,
aumenteranno sia le perdite nel rame sia quelle nel ferro con conseguente
surriscaldamento e cottura degli isolamenti. In altre parole il trapano
invecchia molto piu' velocemente. Si potrebbe ridurre la tensione a circa
90V per riportare almeno le perdite nel ferro a valori prossimi a quelli
nominali, ma, a pari potenza, aumenteranno ulteriormente quelle nel rame.
Certo, i motori dei buoni trapani sono sempre sovradimensionati per superare
senza danni gli inevitabili impuntamenti e questo potrebbe salvare la
situazione, ma non ci farei troppo conto.
Saluti
Mino Saccone

Ciao a tutti,
ho un problema che vorrei discutere con qualche esperto di elettrotecnica.
Ho un trapano fatto per il mercato USA, va a 120 V e ha una potenza nominale
di 670W. Frequenza 60 Hz e consumo 6 A.
Vorrei attaccarlo ad un trasformatore per farlo funzionare a 230 V.
La domanda e': devo o non devo preoccuparmi di eventuali limiti del
trasformatore?
Mi spiego meglio (puo' darsi che quanto scrivo sia sbagliato, nel caso
vorrei capire perche'):
il trapano ha una resistenza interna di 120 / 6 = 20 ohm. Se lo attacco al
230 V, avro' una corrente di 230 / 20 = 11,5 A, e quindi una potenza di 230
x 11,5 = 2645 W, che e' molto di piu' dei 670 W nominali.
Cosa succede? Queste considerazioni sono corrette?
grazie
--
N! Xau
Sovrintendente agli Antani Upgradati di i.f.d.

 ...
Ciao
Angelo Rossi

 ha scritto nel messaggio
news:2t22juF...@uni-berlin.de...

1) Perche' il motore girera' piu' lento se e' a induzione?
2) Pensi che un modernissimo trapano B&Decker sia a spazzole o a induzione?
3) Nel secondo caso, si surriscalda il motore o il trasformatore?
4) e' giusto dire che la corrente prima e dopo il trasformatore e' la stessa
oppure no?
5) pensavo tu mi stessi facendo una gigantesca supercazzola, poi ho letto i
tuoi interventi e presumo tu sappia quello che stai dicendo... :)
saluti
--
N! Xau
Sottintendente agli Antani di i.f.d.

 grazie
Intanto misurare la resistenza interna non ha molto significato. Quella
che misuri è infatti la parte reale dell'impedenza dell'avvolgimento
statorico (per motori senza spazzole). In genere però questi motorini
sono delle MEG: funzionano sia in continua che in alternata (con
rendimento minore). Il circuito equivalente di un motore asincrono
monofase, ammesso che quello del trapano sia di questo tipo, è pari a
quello di due trasformatori i cui primari sono collegati in serie, ed i
secondari sono chiusi rispettivamente su due impedenze il cui valore è
funzione dello scorrimento diretto ed inverso rispettivamente, cioè sono
funzione della velocità relativa del rotore rispetto al campo generato
dallo statore della macchina. In parole povere, durante il funzionamento,
la macchina ha una impedenza interna che dipende dalla velocità di
rotazione del rotore rispetto al campo generato dallo statore che non
coincide non la resistenza da te misurata. Il conto spartano che puoi fare
è invece con la potenza resa dal trapano, infatti:
Pe = V1 * I1 * cos(phi)
Pr = eta * Pe
cioè
Pr = eta * V1 * I1 * cos(phi)
ipotizzando un cos(phi) = 0.7 in condizioni nominali (le piccole macchine
asincrone assorbono molta potenza reattiva, cioè la corrente a vuoto, in
per unità è maggiore di quella di macchine di potenze superiori):
Pr = eta * V1 * I1 * 0.7
con rendimento eta pari a 0.8, si ha:
Pr = 0.8 * V1 * I1 * 0.7 = 0.56 * V1 * I1
cioè:
I1 = 670 / (0.56 * 110) = 11A
nel caso di frequenza 50Hz, il cos(phi) peggiora sicuramente a causa delle
maggiori perdite a vuoto come anche il rendimento, a parità di potenza
resa:
I1 = Pr / (eta * cos(phi) * V1n) = 670 / (0.6 * 0.7 * 220) = 7.2A
Nel caso di una macchina in continua, il trapano possiede internamente
un convertitore AC - DC, in questo caso la frequenza della tensione
di alimentazione perde importanza. E' sufficiente un trasformatore con una
adeguata potenza nominale (750VA bastano). Nel caso di motore a spazzole,
la frequenza della tensione di alimentazione è importante solo per la
velocità di rotazione, le macchine a spazzole hanno rendimenti molto
più bassi a causa delle ingenti perdite interne che presentano, per cui
sono di contro molto robuste dal punto di vista elettrico.
Ti ricordo anche che alimentare una macchina a tensione superiore a quella
nominale, sottopone la stessa ad uno stress maggiore, sia per quanto
riguarda l'isolamento interno, sia dal punto di vista termico. Stress che
porta, a lungo andare, alla rottura della macchina stessa.
Ciao
Angelo Rossi

 5) pensavo tu mi stessi facendo una gigantesca supercazzola, poi ho letto
i tuoi interventi e presumo tu sappia quello che stai dicendo... :)
Non so che cosa tu intenda con supercazzola, ma posso assicurarti che ho
solo cercato di risponderti meglio che mi riusciva
Saluti
Mino Saccone

 trasformatore)?
Un trasformatore che fa passare da diciamo 220 a diciamo 110V (per fare i
numeri facili) ha, al primario, il doppio delle spire del secondario.
Al primario assorbira' una corrente meta' di quella che circola al
secondario (quindi piu' o meno 3A) piu la cosiiddetta I0 cioe' la piccola
corrente quasi in quadratura (sfasata di poco meno di 90 gradi) con la
tensione che pero' possiamo trascurare.
Saluti
Mino Saccone

 porta, a lungo andare, alla rottura della macchina stessa.
Una volta applicato il trasformatore, la tensione a cui alimento il trapano
non e' 120 V, cioe' la sua?
Il riscaldamento non dovrebbe riguardare solo il trasformatore, a questo
punto?
grazie, saluti


Alcune osservazioni:
Sono andato sul sito della B&D e dai modelli DR2xx ho dedotto
che sono tutti regolabili in velocità. Da qui alcune considerazioni.
1) I motori asincroni non sono facili da regolare in velocità.
2) Non è detto che a spazzole sia da condiderare meno moderno
   che asincrono.
3) La coppia motrice di un motore asincrono allo spunto non è
   un gran che.... anzi all'aumentare della coppia resistente
   aumenta un po' al variare dello scorrimento ma poi casca...
   Mentre in un motore a spazzole (specialmente se eccitato in
   serie) la coppia motrice aumenta al ridursi del numero dei giri.
4) Un motore asincrono in monofase ... ha bisogno di particolari
   accorgimenti per avviarsi da una parte o dall'altra e infatti
   spesso sono dotati o di una spira in cc sfasata meccanicamente ed
   elettricamente o da un avvolgimento alimentato con una capacità
   in serie che li rende praticamente motori bifase.
Alla luce di queste considerazioni, sarei propenso a pensare (98% vs 2%)
che il motore è a spazzole...
A questo punto penso che il problema più grosso per un trasformatore
per alimentarlo sia quello di essere opportunamente dimensionato per
la corrente di spunto... o di impuntamento...
Saluti
Dario


Si', penso anch'io che sia la soluzione piu' probabile.
In effetti ho considerato l'asincrono perche' pensavo ci si riferisse a un
trapano a colonna da officina. Questi, non avendo bisogno di spunto (sono
gia' in rotazione quando la punta viene calata sul pezzo), di invertire il
moto, di regolare la velocita' (si fa con cinghie spostabili), sono di
solito alimentati da asincroni ben piu' robusti dei motori a spazzole.
Queste ultime poi,  con alimentazione in corrente alternata, non c'e' verso
di evitare che scintillino, con conseguente usura sia loro che del
collettore.
Pensavo anche che fosse ormai economico alimentare un trapano amatoriale con
un chopper che producesse magari una bifase di frequenza, sequenza, e
tensione qualsivoglia per ottenere tutte le regolazioni sia di velocita' che
direzione pur con un asincrono a gabbia.
A questo punto ho dato anch'io un'occhiata al sito della B&D, ma non ho
trovato alcun accenno all'elettronica che, immagino, apparirebbe senz'altro
sulla pubblicita' per motivi promozionali.
Quindi credo che abbia proprio ragione tu: a spazzole e, per tornare alla
domanda iniziale, basta un buon trasformatore alla tensione nominale del
trapano senza timori per quanto riguarda la frequenza. Solo e' bene, come
dici tu, stare un po' larghi con la potenza nominale, per via deli spunti e
degli impuntamenti.
Saluti
Mino Saccone
.