Motori a spazzole a 220 ac alimentati in cc

[Dolomitico]

Come da titolo,avendo un'elettrosega a 220,mi chiedevo se mettendo delle batterie in serie la si potrebbe usare direttamente in cc.
So che si può fare da prove che ho fatto con un motorino di un frullino elettrico 220v 100W,l'ho collegato a 2 batterie a 12 volt,24 in totale e girava,piano e senza coppia,ma girava.
Quindi alzando la tensione in cc se non sbaglio a 150/160 volt si potrebbe usare alla stessa potenza senza inverter giusto?
Se si ha una tensione alternata per raddrizzarla si prende il solito ponte diodi con un condensatore che innalza la tensione per 1.41.
Quindi se io ho 220 alternati e moltiplico per 1.41 ottengo 310 volt cc che sono troppi,quindi i 220 li devo dividere per 1.41 e ottengo 156 volt cc,quindi i miei motori a spazzole per 220 ac potrebbero funzionare con 160 Volt CC che sono 13 batterie in serie.
Ora torno alla mia elettrogega da 2 kw,che a 220 assorbe 10 ampere,quindi a 160 volt,fanno 12,5 ampere,quindi l'ideale sarebero 13 batterie 12 volt 100 ampere,e si potrebbe tagliare legna per 4/5 ore tranquillamente.
Secondo voi è corretto il mio ragionamento?

Sono arrivato a questo pensando come in base alle necessità certe tecnologie diventano di colpo più interessanti rispetto a altre.
E' vero che i motori induttivi sono eterni,ma vanno solo in alternata,mentre quelli a spazzole sono molto più semplici e versatili,ovviamente la noi rimane nelle spazzole.

[maxlinux2000]

interesante... anche io ho una elettrosega da 2.2kW che non posso usare se non con il generatore, m a sarebbe interessante a questo punto anche pensare ad un sistema solare di ricarica a 170V mettendo per esempio in serie 10 pannelli da 18V o 5 da 36.... collegato direttamente e che stacchi il relè quanto di raggiunge un certa soglia.... un po'come si fa con i regolatori eolici, ma più semplice visto che non serve il carico.


Certo che a quelle tensioni la faccenda diventa pericolosa e bisogna usare tutte le normative elettriche.

una cosa che mi fa pensare... ma gli elettroutiensili americani a 110V potrebbero andare allora con 78V in continua? La chiedo perchè 80-90Volts sono molto meno pericolosi che 160V.

[Dolomitico]

In effetti è vero,io però ho fatto dei calcoli che sono un po i conti della serve,poi magari arriva Ferro che ne sa di più di me e dice che possono bastare anche 80 volt,anzi sono di sicuro più gestibili.
La parte interessante è che questi motori sono l'ideale per queste conversioni.
Tieni presente che aumentando la tensione si usano cavi più sottili che se fusibilettati impediscono grossi danni........

[mac-giver]

ragazzi, tutti i motori a spazzole girano alla grande in cc.. a 160V state come in alternata a 230 non funziano quelli che hanno il variatore di velocità, ma lo staccate e mettete in fili in diretta..

[Ferrobattuto]

Ho fatto anche io delle prove, ma sempre a tensioni basse, tipo 12 o 24V. I motori girano, ma ovviamente senza coppia. Per trovare il giusto punto di lavoro si dovrebbe procedere sperimentalmente, alzando la tensione man mano fino a trovare quella a cui lavorano meglio. In teoria, da quello che mi hanno detto altri, la tensione dovrebbe essere in continua la metà di quella in alternata. In continua però varia di più la corrente tra vuoto e pieno carico, a causa del fatto che manca l'impedenza in alternata. L'importante è che consumi sotto carico tanta corrente quanta ne assorbe sotto carico in alternata, forse anche meno, visto che è continua e non pulsante.

[Ferrobattuto]

ragazzi, tutti i motori a spazzole girano alla grande in cc.. a 160V state come in alternata a 230 non funziano quelli che hanno il variatore di velocità, ma lo staccate e mettete in fili in diretta..

Si può fare anche un variatore in CC, in commutazione, PWM, e il motore non perde neanche potenza.....

[Dolomitico]

Beh molte cose in casa si potrebbe tentare di alimentarle cosi.
Alla fine trapani e elettroutensili vari,elettroseghe,lavatrici (alcune) frullini robot da cucina ecc ecc sono tutti alimentati da motori a spazzole,l'unica differenza forse è nei regolatori di velocità degli elettroutensili.
Avevo calcolato giusto allora per i 160 volt,
La domanda seguente è:
Come si carica un banco cosi?Facciamo 14 batterie,anche 12 vanno bene cmq
o si fanno 6 0 7 blocchi da 24 volt con relativi pannelli,o si fa un'alimentatore che carica tutto da inverter.
Io farei la prima ipotesi,servono "solo" 12 o 14 pannelli da 50 wp 6/7 regolatori di carica e 12/14 batterie,costa troppo?
Però dopo si ha un banco da 168 volt X 100 A= 16.800 Watt,
Ovviamente nulla vieta di farselo come si vuole.
Questa cosa qui andrebbe bene per i lavori da officina,oppure tagliare legna o quelle mansioni assetate di energia.

[Ferrobattuto]

Ovvio che il banco di accumulo te lo fai come ti pare...... Però già con quei "famosi" 96V che abbiamo potuto vedere, stiamo al limite della pericolosità. Figurati col doppio della tensione! Hai voglia a mettere fusibili. E poi non credo esistano salvavita per continua e per tensioni come quelle, e stai sicuro che se prendi 160V a piedi nudi o bagnati ci rimani secco anche con pochi milliampere! La resistenza elettrica del corpo umano è di media 2000 Ohm, che con 160V fanno 80mA!!! abbastanza da restarci subito, specie se ti passa per il cuore, tipo dalla testa ai piedi o da una mano all'altra. Anche se non muori quello che ti fa ai muscoli in cui scorre è devastante. La corrente continua a certe tensioni, è più pericolosa di quella alternata.
No no, io a tensioni così alte non mi ci metterei mai...... Allora perché non 220V continui? Industrialmente è tutta un'altra faccenda, ma in casa no, specie con la famiglia in giro.
Come ha scritto anche Hal9000 già 48V possono essere pericolosi, figuriamoci di più. 48 comunque è una tensione accettabile. Personalmente propenderei per un banco a tensione contenuta e per quelle utenze "di bocca buona" un inverter a 50Hz ad onda quadra. Semplicissimo da farsi in casa, anche per potenze di tutto rispetto, fatto con componenti semplici e con un semplice trasfo a 50Hz. Io ne ho usato uno per diverso tempo, poi a suo tempo quelli ad onda pura costruita non esistevano se non alla NASA, e alcuni di quelli "commerciali" erano addirittura autooscillanti, ossia oscillatori di potenza, con la frequenza che sbandava a secondo del carico, eppure si usavano..... Almeno per gli utilizzatori di cui abbiamo detto.
A 24V, 1KW sono 40A, che coi moderni transistor o mosfet si raggiungono sicuramente, per cui un controfase su un trasfo per usi generali tipo col secondario 24+24 o 18+18V andrebbe più che bene. Usandolo al contrario, ovviamente.
In passato me ne costuii uno fatto così da 150W, e ho smesso di usarlo solo perché poi finalmente la corrente dalla rete ha cominciato ad arrivare buona e stabile.
La "rumorosità" che si sente con l'onda quadra è dovuta alle armoniche presenti, e non da vibrazioni meccaniche o rotazioni incostanti, in quanto l'onda quadra in teoria si forma dalla sovrapposizione dell'onda sinusoidale con tutte le sue armoniche. Potrei inserire una figura che spiega come succede, ma dovrei ritrovare il libro su cui stà....... In pratica però, parte delle armoniche viene eliminata dalla configurazione controfase e da qualche semplice accorgimento circuitale, e alla fine si avrebbe un'onda quadra senza troppi "spigoli". Si potrebbe anche filtrare, ma credo che a quel punto potrebbe calare il rendimento, che invece con l'onda "quadra pura" rimane alto.
Il discorso su un inverter così sembra campato in aria, ma per come la vedo io non è così. Intanto sarebbe molto più economico di quelli ad onda pura commerciali, poi perfettamente autocostruibile col fai-da-te casalingo e componenti di recupero.
In questa discussione quì: http://www.offgrid2.altervista.org/view ... p?f=7&t=70 ero partito proprio per finire su quest'argomento, ma poi come al solito il tempo è tiranno e alla fine mi è passato addirittura di mente.....

[Dolomitico]

Cavolo,pensavo che lavorando in continua fosse più sicuro,vabbè,cmq era sempre un'ipotesi valida,converrebbe avere dei motori che vanno direttamente a 24 o 48 volt allora......Disperdi molto in calore xo.
L'idea èra buona se non si dispone di un'inverter e si vuole fare lo stesso.

[Hal9000]

Non saprei, è vero che quel tipo di motore a spazzole gira anche con correnti continue, però da esperienza personale ti posso dire che un arco voltaico innescato da una tensione continua è più difficile da estinguere perchè avvia una oscillazione ad alta frequenza, specialmente se la tensione continua è elevata come i valori da tè descritti, io provai per mera curiosità a mettere in corto una delle mie stringhe di pannelli ad 80V circuito aperto, non sai che fiammata verde cha ha fatto, si è estinta a circa un centimetro e mezzo o 2 lasciando il rame e la plastica completamente carbonizzati, ed erano solo 3 pannelli da 183Wp.
Ora immagina le spazzole del motore da 2Kw che vuoi alimentare, per l'uso a corrente alternata per cui è stato progettato, l'arco voltaico che si genera tra i contatti rotanti e le spazzole si estingue ogni volta che la sinusoide passa dallo 0, in caso di corrente continue lo scintillio potrebbe aumentare fino al punto di colare o usurare precocemente le spazzole.
Ovviamente è solo la mia opinione, magari mi sbaglio, ma fossi io non rischierei di colare i contatti rotanti o le spazzole e entrambi dell'utensile in questione, la corrente continua ha tutta una serie di fenomeni differenti rispetto alla corrente alternata, come rilasci induttivi della linea di alimentazione che si comporta come una bobina di un desolfatatore e altre cose, cose che si amplificano con il salire della tensione, del resto ci sarà un motivo se un operatore era morto nell'accendere una linea DC da 6000volts in una centrale di edison nonostante fosse tutto isolato a dovere per la tensione nominale usata.

Poi volevo aggiungere 2 note sulla sicurezza:
1) se collegate tante batterie in serie per raggiungere tensioni che superano i 100V fate molta attenzione, perchè immagino che molto probabilmente userete batterie di recupero, ma sia che siano da auto o stazionarie, se internamente hanno i ponti corrosi e in anche un solo elemento si interrompe il circuito nei ponti corrosi (come ho visto sulle batterie vecchie di recupero) potrebbe innescarsi un arco in quanto il punto corroso diventerebbe l'interruttore generale di tutto il circuito, in pratica si verrebbero a trovare i 100V (o la tensione da voi realizzata con la serie) + un eventuale rilascio induttivo del circuito che si interrompe ed una scintilla del genere in un'atmosfera di idrogeno ed ossigeno provocherebbero l'esplosione dell'elemento
2) non collegate mai carichi induttivi (per esempio motori) direttamente ai pannelli fotovoltaici, non sono sicuro bene di quali fenomenologie siano coinvolte, ma ho sempre letto a caratteri cubitali su tutti i pannelli che ho visto di svariate marche di non collegare MAI carichi induttivi, potreste danneggiare i pannelli.

L'idea di Ferrobattuto di usare un inverter ad onda quadra potrebbe essere la soluzione migliore tra le low-cost ma solo con motori a spazzole, sui motori asincroni le armoniche e lo sfasamento mandano la resa a pallino e calano la coppia del motore.
Guarda ti capisco, gli inverter ad onda sinusoidale giusti fanno piangere il protafogli, ma credimi ci fai andare di tutto, io taglio tutta la legna per il camino con una vecchissima circolare riadattata con un motore asincrono da 1,5Kw, ho anche io una elettrosega da 2Kw con motore a spazzole, ma con la sinusoidale và tutto al bacio.

[Ferrobattuto]

Come ho già risposto in Fotovoltaico, era per usi pesanti temporanei, proprio per non dover fare stoccaggi ad alta tensione, pericolosissima. Perché un inverter in onda quadra costa due sodi rispetto ad uno onda pura della stessa potenza, e puoi anche autocostruirtelo.
Io delle scintille sul collettore non me ne preoccuperei un granché, sui treni vengono usati 3000V e sono motori in continua, sulle metro sono in continua con 1500V, le potenze sono quelle che sono, eppure non si squaglia niente. Perché le spazzole sono piane e la superficie di contatto è tanta. La scintilla che tu hai visto mettendo in corto i terminali dei tuoi pannelli non è data dalla tensione, continua o alternata, ma dal plasma di vapore metallico del rame vaporizzato. Nel corto fatto in quel modo la superficie del metallo che fa il contatto è molto piccola, una piccolissima parte del metallo evapora e fa quell'effetto di "vampa". Hai mai visto cosa succede a mettere inavvertitamente in corto i due cavi della batteria dell'auto? Stessa cosa, e sono solo 12V. M'è capitato di fonderci un cacciavite da 6mm..... Se così fosse, con 2 o 3Kw di assorbimento anche i normali interruttori a 220 si brucerebbero, invece non succede niente.
I motori a spazzole delle lavatrici durante la centrifuga sono a manetta, ossia 12 o 13,000 giri, sul collettore ci stanno una cinquantina di lamelle, per cui stiamo ben oltre i 50Hz, e le spazzole "saltano" da una lamella all'altra ben più velocemente dell'inversione di polarità della corrente di rete, eppure non si squaglia niente. Counque lo scintillìo delle spazzole si elimina con un semplice condensatore in parallelo, come c'è in molti utensili che usano quei motori.

E' ovvio che i normali motori monofasi ad induzione non ci funzionano, lì c'è il condensatore di sfasamento, e un condensatore varia la sua impedenza interna proporzionalmente alla frequenza che viene applicata ai suoi estremi (e al quadrato della sua tensione.....), ora, l'onda quadra ha sovrapposte un'infinità di armoniche che vedono quel condensatore come un cortocircuito, e producono una marea di sfasamenti differenti. In quelle condizioni il motore non gira, ma anzi rischia di bruciarsi. Stessa cosa per i "reattori" delle normali lampade al neon, che hanno il condensatore di rifasamento che in quelle condizioni non solo non rifasa niente, ma è visto come un corto.

Comunque non voglio "convincere" nessuno. Penso (è la miamentalità.....) soltanto che ci si possa spesso "arrangiare" in modo semplice e diverso, non potendo impiegare apparecchiature costose.

[maxlinux2000]

l'ideale sarebbe trovare o fare un inverter da 3kW almeno che possa reggere tutti i carichi più comuni ma ad un prezzo bassissimo... poi se uno ha bisogno di maggiore potenza ne mette 2.

Ancora non ha capito se un onda quadra pura può fare funzionare un frigo o una lavatrice. Lo chiedo perché in teoria non si può, poi trovi delle persone che non lo sapevano, e sono anni che usano vecchi inverter ad onda quadra con il loro frigo e lavatrice. Al che... oO non so che pensare... forse alcune combinazioni tra inverter e motori possono funzionare?

[Ferrobattuto]

In pratica si può autocostruire qualsiasi cosa..... Resta da vedere poi come va e quanto dura....
Fare un onda pura di quelle proporzioni costerebbe come uno commerciale (forse più, visto che prendi i pezzi sfusi....), senza nessuna garanzia di buon funzionamento, a meno che non hai uno schema già fatto e collaudato, e tutti i componenti che servono. Un Kit, insomma. E bisogna saperlo fare.....
L'onda pura costa di più perché in realtà dentro ci sono sono DUE inverter PWM ad alta frequenza (minima 50KHz.... ma anche 200), e infatti ci sono due trasformatori in ferrite, e ogni inverter "costruisce" una delle due semionde dei 50Hz. Sono sincronizzati, funzionano uno si e uno no ogni 1/100 di secondo, e le due uscite dei trasformatori in alta frequenza escono su due raddrizzatori ultraveloci che sono in opposizione di fase, per cui uno fa l'onda positiva e l'altro la negativa. Prima di arrivare alla presa esterna c'è un filtro a induttanza e capacità, di solito un toroide con un paio di condensatori, che "elimina" (gli impedisce di passare.....) l'alta frequenza di commutazione, per cui l'onda arriva "pura" all'uscita. Pura tra virgolette, perché in un modo o nell'altro in 99 casi su 100 una residua di A. F. rimane sempre, specialmente a vuoto. Infatti alcuni hanno riscontrato dei problemi con i vecchi timer delle lavatrici, quelli col motorino e il contattore. Il motorino non partiva e il timer non azionava la macchina. Forse erano inverter onda pura economici..... Quei motorini sono ad induzione, ma invece del condensatore, data la piccola potenza, hanno una spira in corto per deformare il flusso da un lato, e così possono partire. Ma l'alta frequenza con le spire in corto si comporta in modo differente: è come se al posto della spira ci fosse un muro, e il flusso non ci passa neppure, per cui il motorino non parte.....
Qualcuno sollevò questo problema sull'altro forum, lo spiegai ma venni bellamente ignorato. Può darsi che avessi torto.....

Per quel che riguarda il frigo e la lavatrice con l'onda quadra, non credo che ci possano funzionare. Hanno entrambi motori ad induzione, nel primo si ottiene lo sfasamento con una piccola induttanza invece che con il condensatore (per questo ha degli spunti altissimi), mentre le lavatrici (le vecchie) hanno il condensatore. Forse, e dico "forse", le nuove lavatrici con motore a spazzole e timer elettronico ci potrebbero funzionare. Quelle "nuovissime" con motore trifase a tantissimi poli a frequenza variabile (come quello delle bici elettriche), con buona probabilità si, in quanto hanno sicuramente un alimentazione switching.
Poi........ Potrebbe essere come mi disse una volta un amico, che aveva messo un sacco di casse acustiche in parallelo sulla stessa uscita, come le lampadine. Quando gli dissi che così l'impedenza di uscita si abbassava troppo e si rischiava di bruciare il finale, lui mi rispose:
<<Mhà...... A me ha sempre funzionato...... Si vede che questo amplificatore non lo sa!>> :: )
Ecco, si vede che gli elettrodomestici di quei tipi non lo sanno.....

[Dolomitico]

magari fosse cosi semplice,non glielo dici e funziona tutto.
Cmq ho capito che dal lato tecnico è fattibile,dal lato sicurezza è un tantino pericoloso,in effetti con gente che gira per casa è meglio non arrivare a tanto.
Cmq è un'idea in casi di emergenza.
Allora "converrebbe"cambiare i motori con versioni a 24/48 volt.
Un lavoraccio.... Ovviamente sempre non avendo un'inverter a disposizione.

[maxlinux2000]

ma... una domanda... esistono o possono esistere motori in CC senza spazzole?

[Ferrobattuto]

ma... una domanda... esistono o possono esistere motori in CC senza spazzole?

Bellissima domanda....... A prima vista sembrerebbe di no, ma non si sa mai.....
Dunque, un "motore elettrico" ovviamente trasforma l'energia elettrica in movimento meccanico, per la precisione nel nostro caso movimento rotatorio. Perché un indotto giri dentro uno statore deve esserci una attrazione o repulsione tra due campi magnetici, quello fisso e quello rotorico. Questo può avvenire: o facendo girare il campo magnetico, come nei motori elettrici in alternata, trifasi o "monofasi" (che in realtà non lo sono.....) che siano in modo che l'indotto venga trascinato per repulsione del campo della corrente indotta al suo interno. Oppure "commutando" gli avvolgimenti sul rotore in modo che il campo che lì si produce abbia sempre un'angolazione rispetto a quello fisso tale da venire respinto o attratto con la massima leva.
Nel caso di motori in CC il campo sullo statore è fisso, sempre dello stesso segno e con lo stesso verso, sia che venga prodotto da magneti permanenti che da avvolgimenti, per cui non può indurre tensioni sul rotore se questo non si muove, senza il collettore e le spazzole a commutarne la posizione momento per momento non si avvia.
A meno di non mettere l'inverter "dentro" il motore...... (:)
Altri tipi di motori io non ne conosco, se qualcuno ne sa qualcosa spero che ce la racconti.
Naturalmente stiamo parlando di motori in CC, che di quelli in alternata ne esistono di moltissimi tipi, per gli usi più svariati.

[Dolomitico]

Le ventole dei pc sono alimentate in continua e non hanno spazzole,poi mi sembra che ci sono anche motori bruschless per modellismo senza spazzole e tirano parecchi ampere.
Quindi ci sono cercate sotto motori brushless
http://it.wikipedia.org/wiki/Motore_brushless

[Ferrobattuto]

Proprio da Wikipedia:
<<Il motore brushless è un motore elettrico a magneti permanenti. A differenza di un motore a spazzole, non ha bisogno di contatti elettrici striscianti sull'albero motore per funzionare (da qui il nome). La commutazione della corrente circolante negli avvolgimenti, infatti, non avviene più per via meccanica (tramite i contatti striscianti), ma elettronicamente. Ciò comporta una minore resistenza meccanica, elimina la possibilità che si formino scintille al crescere della velocità di rotazione, e riduce notevolmente la necessità di manutenzione periodica.>>
C'è dentro l'inverter...... Come ho scritto sopra. E anche nei motorini delle ventoline dei PC..... In realtà è un motore in corrente alternata polifase, solo che invece di prenderla dalla rete se la fa da se.

[Dolomitico]

Si,questo è chiaro,il collettore in fin dei conti è un commutatore meccanico,potrebbe essere anche un'inverter meccanico,e se non ci sono le spazzole lo devi fare per via elettronica,ma cmq dei motori senza spazzole che vanno in CC ci sono.
Intendevi qualche altro tipo Ferro?

[Ferrobattuto]

No, rispondevo semplicemente alla domanda di Offgrid del suo ultimo post, se esistono motori in CC senza spazzole. La conclusione è che solo meccanici senza elettronica interna no, non ne possono esistetere.