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1 MISURE DI POTENZA. 2 PF xv ssJNm W== P C x rads WNm unità SI watt.

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Presentazione sul tema: "1 MISURE DI POTENZA. 2 PF xv ssJNm W== P C x rads WNm unità SI watt."— Transcript della presentazione:

1 1 MISURE DI POTENZA

2 2 PF xv ssJNm W== P C x rads WNm unità SI watt

3 3 MISURE DI LAVORO J=Nm EQUIVALENZA LAVORO CALORE unità SI joule 1 cal = J LPdt

4 4 MACCHINA UTILIZZATORE v u m W m =C m m W u =C u u =-PD/2 u =-Pv D/2 u =v MOTORE TRASMISSIONE CuCuCuCu m CmCmCmCm u D PP

5 5 CASO IDEALE: MOTO A REGIME W m +W u =0 C m m =PD/2 u CASO REALE: MOTO A REGIME potenza perduta, in calore, nel trasferimento di potenza dal motore allutilizzatore W p =Potenza perduta WW = u e <1

6 6 CASO REALE: MOTO A REGIME W p =-(1- )W e W e =W m W m +W p +W u =0 C m m =PD/2 u C m m =PD/2 u CPD m =/2 W p =Potenza perduta WW = u e <1

7 7 TRANSITORIO JmJmJmJm motoretrasmissioneutilizzatore JuJuJuJu W dE dt c EmvJ c dE dt mvaJ c.

8 8 EQUAZIONE DI MOTO:TRANSITORIO DI AVVIAMENTO ( concordi) W m +W p +W u - J m m m - J u u u = 0.. C im C iu C m = C m ( ) M U T CmCmCmCm C im CuCuCuCu C iu W e = - (1- ) (C m m - C in m ).

9 9 CmCmWmWmCmCmWmWm CmCmWmWmCmCmWmWm CURVE CARATTERISTICHE motore CmCmWuWuCmCmWuWuPD/2 utilizzatore CmCmWuWuCmCmWuWu f( 2 ) f( 3 ) combustione interna asincrono trifase freno macchina a fluido

10 10

11 11 M R R C m, C m, CiCiCiCi P CiCiCiCi v S SU E W PUNTO DI REGIME

12 12 MISURE DI POTENZA MISURE DI COPPIA MISURE DI VELOCITA ANGOLARE

13 13 dinamo tachimetrica dinamo tachimetrica ruota dentata e captatore di prossimità o magnetico ruota dentata e captatore di prossimità o magnetico encoder encoder

14 14 MISURE DI COPPIA reazioni vincolari reazioni vincolari direttamente sullalbero direttamente sullalbero

15 15 QUANDO SI DEVONO MISURARE LE POTENZE macchina motrice macchina operatrice Collaudo Collaudo Determinazione della curva caratteristica Determinazione della curva caratteristica Rendimento Rendimento trasmissione energia:elettrica,chimica, a fluido energia:meccanica

16 16 ESEMPI: BANCO DI PROVA PER MOTORI motore freno amplificatore trasduttore

17 17 ESEMPI: BANCO DI PROVA PER DIFFERENZIALI amplificatore trasduttoredifferenziale

18 18 ESEMPI: BANCO DI PROVA PER MOTORI

19 19 MACCHINA MOTRICE: determinazione della curva caratteristica SI UTILIZZA UN FRENO meccanico elettrico fluidodinamico deve essere possibile variare la sua curva caratteristica

20 20 SI MISURANO LE REAZIONI FRENO MECCANICO =cost. =cost. CfCfCfCf cella di carico R b C f =bR calore F F calore calore =cost. =cost.

21 21 C f = W f = 1 = 1 a regime CfCfCfCf F C f =f(F) F1F1F1F1 WmWmWfWfWmWmWfWf F2F2F2F2 F3F3F3F3 regolazione 100% regolazione 50% =cost =cost FRENO MECCANICO

22 22 SVANTAGGI difficoltà smaltimento calore difficoltà smaltimento calore vibrazioni vibrazioni usura usura VANTAGGI semplicità semplicità

23 23 FRENO ELETTRICO TIPOLOGIE PIU COMUNI Dinamo Dinamo Correnti parassite Correnti parassite Polveri magnetiche Polveri magnetiche

24 24 Coppia frenante funzione della corrente C f = f(I) Potenza dissipata in calore = RI 2 FRENO ELETTRICO dinamo motore in prova RI 2

25 25 circuito di eccitazione Motore M display dinamotachimetrica sistema di pesi mobili per regolare la coppia di reazione b statoreoscillante reostato di dissipazione

26 26 E R ecc V ecc R ind R carico IERR indcarico Ek RRIEindcarico0() kIkVR ecc ecc ecc CfCfCfCfkIk E RR indcarico k RR indcarico 22 k RR k indcarico 2 2 V R ecc ecc22

27 27 coppiafrenante R ecc crescente

28 28 Statore: montato su cuscinetti di supporto, contiene circuito di eccitazione che produce un campo magnetico costante Rotore: dentato FRENO A CORRENTI PARASSITE

29 29 Il passaggio dei denti del rotore provoca delle correnti parassite nello statore che da un lato generano un campo magnetico frenante, dallaltro dissipano energia sotto forma di calore asportata da un circuito di raffreddamento.

30 30 Un dinamometro posto tra statore e telaio misura la forza di reazione.

31 31 FRENO A CORRENTI PARASSITE

32 32 cella di carico ruota tachimetrica FRENO A CORRENTI PARASSITE

33 33 CARATTERISTICA DI UN FRENO A CORRENTI PARASSITE le curve con percentuali diverse indicano diversi gradi di eccitazione le curve con percentuali diverse indicano diversi gradi di eccitazione adatto per velocità elevate adatto per velocità elevate 100% 80% 60% 40% min -1 n nom Nm kW

34 34 Statore: montato su cuscinetti di supporto, contiene circuito di eccitazione che produce un campo magnetico costante Rotore: dentato FRENO A POLVERI

35 35 Nel traferro sono presenti delle polveri ferromagnetiche che si addensano in funzione del cempo magnetico e producono una coppia frenante per attrito. FRENO A POLVERI

36 36

37 37 CARATTERISTICA DI UN FRENO A POLVERE le curve con percentuali diverse indicano diversi gradi di eccitazione le curve con percentuali diverse indicano diversi gradi di eccitazione adatto per velocità basse adatto per velocità basse kW 100% 80% 60% 40% min -1 n nom Nm

38 38 Accoppiando i due freni precedentemente visti si ottiene un campo di utilizzo che va da velocità molto basse fino a quelle più elevate (velocità massime attorno ai rpm)

39 39 CURVA CARATTERISTICA DI UN FRENO TANDEM (POLVERI E CORRENTI PARASSITE) WB: freno a correnti parassite PB: freno a polveri WB + PB PB WB min Nm

40 40 FRENI FLUIDODINAMICI W f =Fv F=1/2 v 2 k S= 1/2 2 r 2 kr 2 v = r d =12 W 12 C rkrrkr Kr f === CELLA DI CARICO MOTORE SCARICO REGOLABILE ACQUAr

41 41 VANTAGGI SVANTAGGI facile regolazione della potenza dissipabile facile regolazione della potenza dissipabile adatto a prove di lunga durata adatto a prove di lunga durata non produce vibrazioni non produce vibrazioni limite sul valore massimo di potenza dissipata limite sul valore massimo di potenza dissipata

42 42 Se le potenze sono molto grandi, bisogna andare a misurare la coppia sullalbero motore collegato al suo utilizzatore (es. grosso motore marino)

43 43 MACCHINE OPERATRICI amplificatore trasduttoredifferenziale

44 44 con le macchine operatrici il metodo più comune consiste nella misura della coppia trasmessa sullalbero TORSIONE MtMtMtMt MtMtMtMt l Ml GJ t p J p =momento polare di inerzia G=modulo di elasticità tangenziale

45 45 MISURE DI COPPIA possono essere effettuate con trasduttori: INDUTTIVI A ESTENSIMETRI contatti striscianti trasformatore rotante telemetria

46 46 ESTENSIMETRI PER LA MISURA DELLA COPPIA

47 47 CONTATTI STRISCIANTI: SCHEMA ELETTRICO

48 48 ESTENSIMETRI: CONTATTI STRISCIANTI

49 49 TRASFORMATORE ROTANTE

50 50 trasmettitore batteria ricevitore antenna TRASMISSIONE DATI CON TELEMETRIA

51 51 TRASDUTTORE INDUTTIVO-LVDT

52 52 Linserzione del torsiometro va fatta con attenzione perchè per migliorare la sensibilità lalbero, nella zona di misura, spesso risulta più flessibile e questo è pericoloso in quanto può abbassare i valori delle velocità critiche torsionali. VELOCITA CRITICHE TORSIONALI

53 53 J1J1J1J1 J2J2J2J2K J + KK J f= 2 60 n f = D = diametro albero J 1,J 2 = momenti di inerzia delle due masse di estremità K = costante torsionale dellalbero K J G l p = Jp = momento di inerzia polare dellalbero J D p 4 32

54 54 Un altro problema riguarda lalloggiamento sullalbero di batterie per alimentare il sensore o di dispositivi per la trasmissione radio del segnale di coppia torcente. Questi elementi costituiscono uno squilibrio che può eccitare le velocità critiche flessionali. VELOCITA CRITICHE FLESSIONALI

55 55 cost =f(vincolo) E=modulo di elasticità K m f= EJ K l = cost nn 3 D 4 64 J nn =

56 56 INSERZIONE DEL TORSIOMETRO FLOTTANTE

57 57 PROBLEMI CONNESSI ALLINSERZIONE DEL TORSIOMETRO

58 58 TARATURA

59 59 GERARCHIA DI TARATURA Istituto nazionale di metrologia I.M.G.C. COLONNETTI - Torino Centri SIT Laboratori Il certificato di taratura deve dimostrare la catena di riferibilità


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