ITMI20010331A1 - Dispositivo per la misura di potenza per una pluralita' di motori avente costo ridotto - Google Patents

Description

Il presente trovato riguarda un dispositivo per la misura di potenza di una pluralità di motori, avente costo ridotto. Più particolarmente, il trovato riguarda un dispositivo per la misura di potenza per il controllo di motori, quale ad esempio i motori di azionamento di mole impiegate in macchine per la lavorazione del vetro, marmo eccetera.

Come è noto, al fine di controllare efficacemente ciascun motore di un'apparecchiatura, il quale a sua volta controlla un qualsiasi organo di lavorazione, è necessario controllare in modo sostanzialmente accurato la potenza elettrica che viene fornita al motore e che viene trasformata, al netto del rendimento, in potenza meccanica.

Nei misuratori di potenza elettrica ciò viene normalmente effettuato misurando, per ciascun motore la corrente relativa ad una o più fasi (se si impiega un sistema trifase) e la tensione ''stellata” corrispondente a quelle determinate fasi oppure a due fasi concatenate, andando poi a rilevare lo sfasamento tra la tensione e la corrente.

In sostanza, oltre al rilevamento dei valori efficaci di tali correnti e tensioni, sono rilevati passaggi per lo zero di tali correnti e tensioni .

La misura dello sfasamento tra la tensione e la corrente per ciascun motore, ad esempio, viene ricavato mediante contatori che sono disposti su un apposito clock (il quale emette impulsi ad una determinata frequenza), con set/reset del contatore attivato dalle intersezioni dello zero della corrente misurata e della tensione misurata, in modo tale da misurare lo sfasamento tra la tensione e la corrente.

In sostanza, si misura la distanza esistente tra un passaggio per lo zero della corrente o della tensione e un successivo passaggio per lo zero (ad esempio a fine periodo della tensione o della corrente), contando gli impulsi di clock intercorsi.

Il dispositivo che realizza quanto sopra descritto è in grado di fornire una misura altamente accurata della potenza che viene fornita al motore, utilizzando anche un microprocessore che riceve quindi in ingresso i valori di tensione e corrente efficaci, unitamente ai valori di intersezione della tensione e della corrente con lo zero, per calcolare quindi lo sfasamento tra la tensione e la corrente.

Tuttavia, i dispositivi che realizzano la misura di potenza sopra descritta sono costosi dal punto di vista della componentistica, e quindi per una gran parte delle applicazioni, ove non si richiede un'elevatissima precisione di misura, esse risultano essere in un certo qual modo "sovradimensionate", e pertanto accrescono inutilmente il costo di un'apparecchiatura.

Compito precipuo del presente trovato è quello di realizzare un dispositivo per la misura di potenza per motori e simili, che sia in grado di fornire un valore di potenza rilevato comunque sufficientemente preciso per il controllo del motore, ma con costi ridotti rispetto a dispositivi di tipo noto.

Nell'ambito di questo compito, uno scopo del presente trovato è quello di realizzare un dispositivo per la misura di potenza di motori, che sia in grado di utilizzare un microprocessore con firmware di complessità notevolmente ridotta rispetto a firmware di microprocessori impiegati in dispositivi di tipo noto.

Un altro scopo del presente trovato è quello di realizzare un dispositivo per la misura di potenza per motori, in cui il calcolo dello sfasamento tra la tensione e la corrente di ciascun motore sia effettuato in modo più semplice rispetto a quanto realizzato nei dispositivi di tipo noto.

Non ultimo scopo del presente trovato è quello di realizzare un dispositivo per la misura di potenza per motori, che sia di elevata affidabilità, di relativamente semplice realizzazione ed a costi competitivi.

Questo compito, nonché questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un dispositivo per la misura di potenza di un motore, comprendente mezzi di misura della corrente inviata a detto motore e mezzi di misura della tensione inviata a detto motore, relativa a detta corrente, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi rifasatori atti a rifasare la forma d'onda di detta tensione misurata da detti mezzi di misura della tensione, e mezzi moltiplicatori atti a moltiplicare detta corrente misurata da detti mezzi di misura della corrente con detta tensione rifasata da detti mezzi rifasatori, il segnale di uscita di detti mezzi moltiplicatori essendo elaborato per l'ottenimento della potenza attiva.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, del dispositivo secondo il trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo nell'unito disegno, in cui l'unica figura illustra uno schema circuitale di massima del dispositivo secondo il presente trovato .

Con riferimento alla sopra citata figura, il dispositivo comprende mezzi di misura della corrente di una fase, indicata con I,1···n', che sono indicati dal numero di riferimento 1, i quali sono atti a misurare quindi la corrente di una fase di ciascun motore, in sequenza, con mezzi multiplatori 2 atti a multiplare le differenti correnti, al fine di effettuare quindi il calcolo della potenza, come sarà illustrato in dettaglio in seguito .

Il dispositivo comprende inoltre mezzi di misura della tensione, indicati dal numero di riferimento 3, atti a misurare una tensione V di una delle fasi R, S e T oppure una tensione concatenata tra le suddette fasi, se il sistema è trifase.

La misura della corrente sarà sfasata rispetto alla misura della tensione, ottenuta dai mezzi 3, oltre che per la natura induttiva del carico, anche per l'eventuale sfasamento tra la corrente e la tensione oggetto di misura.

Quindi, in cascata ai mezzi di misura della tensione 3 sono disposti mezzi rifasatori, opportunamente costituiti da un circuito RC, il quale consente di introdurre uno sfasamento predeterminato a alla forma d'onda della tensione misurata atto a compensare l'anticipo della stella delle tensioni concatenate rispetto a quello delle tensioni stellate.

In definitiva, quindi, il circuito secondo il trovato consente di ottenere una forma d'onda di corrente con una relativa forma d'onda di tensione di cui viene già effettuato uno sfasamento.

Quindi, le due forme d'onda, ora fra di loro sfasate solo per le caratteristiche del carico (cos ψ ), vengono immesse in mezzi moltiplicatori 5 i quali sono atti ad emettere in uscita una forma d'onda data dal prodotto delle forme d'onda di tensione e corrente rispettivamente, ossia una forma d'onda indicante la potenza apparente.

La forma d'onda della corrente e la forma d'onda della tensione vengono inviate a rispettivi convertitori A/D indicati dai numeri di riferimento 6 e 7, i quali sono interfacciati ad un microprocessore, non illustrato, il quale ha il compito di coordinare il multiplatore 2 per la selezione delle correnti I1...n provenienti dalla pluralità di motori.

Mezzi atti a ricavare la potenza attiva, 8, sono disposti in cascata ai mezzi moltiplicatori 5, e comprendono un primo amplificatore 9, un derivatore 10, ad esempio costituito da un condensatore, un invertitore 11 collegato in cascata al condensatore 10, e un nodo di somma A in corrispondenza del quale viene sommata la forma d'onda della potenza in uscita dall'invertitore 11 con la forma d'onda della potenza in uscita dall'amplificatore 9.

Un amplificatore a banda passante limitata (filtro) 12 consente quindi di ottenere in uscita la potenza attiva, indicata dal numero di riferimento 13.

In sostanza, il derivatore consente di ottenere un livello in continuo della potenza, eliminando dalle forme d'onda al nodo C la componente armonica pari a V.I. cos[2(Gωt γ)]. Successivamente, un microprocessore, non illustrato, interfacciato a convertitori A/D 6, 7 e 14, provvede, eseguendo opportune istruzioni software, a ripartire, sulla base della corrente efficace e della tensione efficace, la potenza attiva in perdite e potenza meccanica disponibile all'albero motore.

Si è in pratica constatato come il dispositivo secondo il trovato assolva pienamente il compito nonché gli scopi prefissati, in guanto consente di effettuare una misura della potenza inviata a ciascun motore, senza l'ausilio di un microprocessore con firmware complicato e costoso, in quanto il microprocessore deve in questo caso unicamente provvedere al coordinamento delle correnti che provengono dai vari motori, e l'operazione di moltiplicazione della tensione per la corrente, per ciascun motore, e effettuata in mezzi moltiplicatori, esterni al microprocessori.

Il dispositivo così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti .

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per la misura di potenza di un motore, comprendente mezzi di misura della corrente inviata ad almeno un motore e mezzi di misura della tensione inviata a detto motore, relativa a detta corrente, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi rifasatori atti a rifasare la forma d'onda di detta tensione misurata da detti mezzi di misura della tensione, e mezzi moltiplicatori atti a moltiplicare detta corrente misurata da detti mezzi di misura della corrente con detta tensione rifasata da detti mezzi rifasatori, il segnale di uscita di detti mezzi moltiplicatori essendo elaborato per l'ottenimento della potenza attiva.
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere, in cascata a detti mezzi di misura della corrente, mezzi moltiplicatori atti a selezionare una corrente alla volta tra una pluralità di correnti relative ad una pluralità di motori.
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi moltiplicatori sono mezzi moltiplicatori analogici.
4. 4. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi rifasatori comprendono un circuito RC.
5. 5. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di elaborazione di detto segnale di uscita di detti mezzi moltiplicatori comprendono un primo amplificatore a cui sono collegati in uscita mezzi derivatori e mezzi invertitori, il segnale di uscita di detto primo amplificatore essendo sommato al segnale di uscita di detti mezzi invertitori, per essere inviato in mezzi di amplificazione e filtraggio, per l'ottenimento di detta potenza attiva.
6. 6. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta potenza attiva, detta corrente misurata da detti mezzi di misura della corrente e detta tensione misurata da detti mezzi di misura della tensione sono inviate ad un microprocessore.
7. 7. Dispositivo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi rifasatori sono atti ad introdurre uno sfasamento in detta tensione misurata da detti mezzi di misura della tensione, detto sfasamento essendo tale da compensare l'anticipo della stella delle tensioni concatenate rispetto alle tensioni stellate.