L’invenzione è basata sul principio di induzione elettromagnetica e promette di salvare rapidamente le bobbine dei motori elettrici da guasti improvvisi e corticircuiti
Le macchine elettriche occuperanno una fetta di mercato sempre più ampia nei prossimi anni. Un aspetto da tenere in considerazione è la sicurezza dei motori, soggetti a guasti e cortocircuiti improvvisi. Il problema potrebbe essere rivolto grazie alla nuova invenzione presentata da Ka-Wai Huang, Chi-Kit Wong, Si-Teng Wu e Yi-Xing Liang. Gli inventori fanno parte della Workers’ Children High School of Macao e Macao Innovation & Invention Association ed hanno presentato l’idea durante E-nnovate 2020, vincendo una medaglia d’oro. Il rilevatore è costituita da un generatore che stimola le bobbine del motore e da una sonda che posiziona con precisione una striscia di metallo vicino alle bobbine per riconoscere il guasto. L’invenzione permette di determinare il guasto in modo rapido, facile ed accurato e riesce a controllare lo stato di salute delle componenti dei motori elettrici. Ka-Wai Huang ci spiega meglio di cosa si tratta.
Signor Huang, può spiegare come è nata la sua invenzione? Come le è venuta l’idea?
“Sono entrato a far parte del gruppo scolastico Science and Technology Innovation due anni fa. Ho imparato molto, compreso l’uso degli strumenti. Quando devo usare gli strumenti elettrici per alcuni dei nostri progetti, alcuni di essi non funzionano correttamente e altri semplicemente non funzionano. Ho sentito che non è molto sicuro usare questi strumenti, ed è abbastanza dispendioso gettarli via. Con l’incoraggiamento e il sostegno del signor Liang, ho fatto ricerche e ho imparato molto sull’ingegneria della manutenzione dei motori. Ho scoperto che i guasti di corto circuito del rotore sono una causa significativa di guasto del motore. Questi guasti possono portare a danni catastrofici del motore, con un impatto significativo sugli investimenti finanziari dovuti alla perdita delle apparecchiature, ai tempi di fermo macchina e minacciano la sicurezza degli operatori delle apparecchiature. Purtroppo questo guasto da cortocircuito è un problema difficile da identificare. Durante mio corso di fisica ho imparato le leggi dell’elettromagnetismo (EM). Così ho studiato l’interazione tra i campi elettromagnetici e il guasto di cortocircuito di inter-turn dei rotori e ho ideato un nuovo metodo per rilevare il guasto di cortocircuito di inter-turn”.
Come la sua invenzione migliora le tecnologie esistenti?
“Questo dispositivo è composto da due parti: un generatore elettromagnetico che stimola l’avvolgimento del rotore e la sonda elettromagnetica della banda metallica ferrosa posizionata vicino all’avvolgimento del rotore da testare. Il guasto di cortocircuito dell’avvolgimento inter-turn viene controllato attraverso le vibrazioni meccaniche. Sulla base della progettazione di questa invenzione, sono stati apportati ulteriori miglioramenti per progettare un rilevatore più sensibile. La nostra invenzione è più conveniente per le persone usare gli strumenti nella loro vita quotidiana. Inoltre, per la commerciabilità e i vantaggi, l’invenzione consente all’utente di determinare lo stato di salute attuale dell’avvolgimento del rotore elettrico in modo comodo, rapido e preciso. Può garantire meglio il regolare funzionamento dei componenti del motore elettrico, che è più stabile e affidabile per gli utensili di tutti i tipi o per le persone che utilizzano i motori. A causa delle dimensioni, i rotori di grandi dimensioni come quelli utilizzati nei generatori di energia sono costosi e i loro guasti possono causare enormi problemi di sicurezza e di costi. La nostra invenzione dovrebbe essere molto attraente perché può essere utilizzata anche per questi grandi rotori. L’apparecchio è realizzato con materiali rinnovabili e rispetta dell’ambiente. Il costo sarà molto basso, al contrario degli elevati costi di manutenzione ordinari. Il basso costo si unisce alle sue prestazioni superiori e migliori. Il nostro team ha costantemente sviluppato questa invenzione per più di due anni ed è stata valutata molto positivamente da membri di diversi comitati professionali in competizioni internazionali”.
L’idea è già stata brevettata o avete intenzione di brevettarla?
“Sì, l’invenzione ha già ottenuto il brevetto nazionale”.
Quale sarà il prossimo passo? Come pensate di realizzare la vostra invenzione o la sua diffusione?
“Il processo di sviluppo dell’invenzione avrà diversi traguardi: dispositivo di rilevamento dei cortocircuiti del rotore del motore, dispositivo di rilevamento dei cortocircuiti del rotore del motore basato sulla legge dell’induzione elettromagnetica, dispositivo di rilevamento dei guasti dei cortocircuiti dell’avvolgimento del rotore basato sull’induzione elettromagnetica, dispositivo di rilevamento dei cortocircuiti di inter-turn per motori elettrici, avvolgimento del rotore del motore basato sulla tecnologia di riconoscimento audio, dispositivo discriminante di qualità (in realtà in ricerca e sviluppo). Con le ricerche future, incorporeremo un dispositivo di discriminazione della qualità del motore basato sulla tecnologia di riconoscimento audio dotato di tecnologia intelligente, sostituendo il processo di ispezione manuale della qualità. Francamente parlando, possiamo utilizzare un generatore EM più grande con una potenza maggiore per coprire un’area più ampia, quindi utilizzare sensori elettrici e magnetici ad alta risoluzione per rilevare il disturbo con il campo EM. Con questo dispositivo, abbiamo dimostrato la fisica e il principio di funzionamento dell’utilizzo di un generatore EM per il rilevamento di un guasto di cortocircuito del rotore. In qualche modo, questa è una conferma che il sistema funziona e può servire come punto di partenza per lo sviluppo di un rilevatore di guasti per motori più grandi”.
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