freni dinamometrici

Freni dinamometrici

Corso di : Sperimentazione e collaudi

Funzionamento di un freno a

carcassa oscillante

Funzionamento di un freno a

carcassa oscillante

Schema di un freno a carcassa oscillante

Tipologie di freno

Freni idraulici

Freni a correnti parassiteFreni a correnti parassite

Freni elettrici (motori)

Tipologie di freno

Freni idraulici

Tra rotore e carcassa viene interposto un liquido (acqua) che viene trascinato in movimento dal rotore: le perdite incontrate dal liquido nel suo moto danno luogo al momento frenante;

essendo le perdite proporzionali al quadrato della velocit il momento frenante proporzionale al quadrato della velocit di momento frenante proporzionale al quadrato della velocit di rotazione;

lenergia dissipata si trasforma in calore che riscalda il liquido contenuto nel freno che deve essere ricambiato con continuit;

principali tipologie:

freno con rotore a disco;

freno con rotore a pale;

freno Froude.

Tipologie di freno

Freni idraulici

Freno idraulico

Borghi & Saveri - FA-600-S

440 kW (circa 600 CV)

Freno idraulico

SCHENCK - FA/SL


Tipologie di freno

Freni idraulici

Schema di un freno idraulico

regolabile per gradini agendo sui

rubinetti R1, R2 e R3

Coppia frenata

Tipologie di freno

Freni idraulici

E possibile effettuare una

regolazione continua sostituendo

ai rubinetti una saracinesca (G)

Per aumentare il momento

frenante si pu impiegare

un rotore a pale

Tipologie di freno

Freni idraulici

Freno Froude

Lacqua si muove tra le cavit presenti su rotore e

statore creando forti dissipazioni: a parit di velocit

e dimensioni aumenta il momento frenante

Regolazione del

freno Froude

Tipologie di freno

Freni idraulici

60%

80%

100%

60%

80%

100%

Coppia massima Potenza massima

0%

20%

40%

60%

0% 20% 40% 60% 80% 100%

Mf

n

0%

20%

40%

60%

0% 20% 40% 60% 80% 100%

P

n

Campo di funzionamento di un freno idraulico in termini di

coppia frenata (sinistra) e potenza (destra)

Velocit di rotazione

massima

Tipologie di freno

Freni idraulici

Funzionamento: formazione di un particolare campo di moto del

liquido contenuto nella carcassa

Regolazione: meccanica: distanza tra rotore e statore oppure

quantit di liquidoquantit di liquido

Vantaggi: elevata robustezza, bassi costi, elevate potenze frenate

Svantaggi: regolazione non ottimale, impossibile frenare elevate

coppie a basse velocit di rotazione e basse coppie elevate velocit

di rotazione

Tipologie di freno

Freni a correnti parassite

Il funzionamento si basa sul principio delle "correnti parassite" o

"correnti di Foucault; queste correnti vengono generate in un

conduttore all'interno di un campo magnetico variabile e si

oppongono alle variazioni del campo esterno, generando una forza oppongono alle variazioni del campo esterno, generando una forza

frenante;

lenergia meccanica dissipata si ritrova sotto forma di calore

generato sul conduttore che deve, quindi, essere costantemente

raffreddato;

il valore della coppia frenante proporzionale alla intensit di

corrente che alimenta il freno.

Tipologie di freno


Freno a correnti parassite

Apicom - FR 400 BRP


Freno a correnti parassite

Horiba /Schenck - DT series

Tipologie di freno


Schema di un freno a correnti

parassite

A: anello in rame

C: ruota dentata (m. ferromagnetico)

D: Carcassa (m. ferromagnetico)

Funzionamento: B crea un campo magnetico, mentre, la ruota

dentata C genera una variazione del campo M che attraversa

lanello: si generano delle correnti sullanello che a loro volta

inducono un campo magnetico che va a frenare il rotore.

D: Carcassa (m. ferromagnetico)

B: avvolgimento elettrico, corrente

regolabile

E: Entrata dellacqua

U: Uscita dellacqua

M: Linee di flusso campo magnetico

60%

80%

100%

Tipologie di freno

Freni a correnti parassiteCoppia massima Potenza massima

60%

80%

100%

0%

20%

40%

60%

0% 20% 40% 60% 80% 100%

P

n

Campo di funzionamento di un freno a correnti parassite in

termini di coppia frenata (sinistra) e potenza (destra)

Velocit di rotazione

massima

0%

20%

40%

60%

0% 20% 40% 60% 80% 100%

Mf

n

Tipologie di freno


Curve caratteristiche del freno

Apicom FR 400 BRP

Potenza massima: 260 kW

Coppia massima: 900 Nm

Velocit di rotazione massima: 12000 rpm

Tipologie di freno


Tipologie di freno


Funzionamento: trasformazione del lavoro in calore, tramite

correnti di Focault

Regolazione: elettronica, mediante microprocessore

Vantaggi: ottima regolazione , elevate potenze frenate, bassa

inerzia

Svantaggi: costi elevati, impossibile frenare elevate coppie a basse

velocit di rotazione e basse coppie elevate velocit di rotazione

(limiti comunque pi bassi rispetto i freni idraulici)

Tipologie di freno

Freni (motori) elettrici

Sono motori elettrici reversibili, normalmente a corrente

continua, usati come generatori. Hanno la possibilit di funzionare

anche come motore: in questo caso il freno che muove il motore,

permettendo quindi di testare anche la condizione di motore permettendo quindi di testare anche la condizione di motore

trascinato;

Questo tipo di freni non risente di particolari limiti in termini di

coppia frenata alle diverse velocit di rotazione, ma presenta

unelevata inerzia e costi maggiori anche in confronto ai freni

elettrici a correnti parassite;

Esistono anche macchine a corrente alternata, caratterizzate da

una minore inerzia, ma presentano costi pi elevati.

Tipologie di freno


Freno (motore) elettrico

AVL - DynoSpirit seriesFreno (motore) elettrico

Apicom - RE Series

Tipologie di freno


Funzionamento: motori elettrici reversibili usati come generatori

Regolazione: elettronica, mediante microprocessore

Vantaggi: possibilit di trascinare il motore, ottima regolazione, Vantaggi: possibilit di trascinare il motore, ottima regolazione,

limiti trascurabili in termini di coppia frenata alle diverse velocit di

rotazione

Svantaggi: costi molto elevati, elevata inerzia, impiantistica pi

complicata (alimentazione elettrica)

Tipologie di freno

Confronto

Freno

idraulico

Freno a

correnti

parassite

idraulico

Freno

(motore)

elettrico

Tipologie di freno

Momento dinerzia di diverse tipologie di

freno a correnti parassite

1

10

M

o

m

e

n

t

o

d

'

i

n

e

r

z

i

a

[

k

g

m

2

]

Singolo Rotore

0,001

0,01

0,1

1

0 500 1000 1500

M

o

m

e

n

t

o

d

'

i

n

e

r

z

i

a

[

k

g

m

2

]

Potenza [kW]

Dati da catalogo Apicom

Doppio Rotore

Triplo Rotore

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