Viteza de rotatie a tamburului – Giesen W15

Un prajitor de cafea Giesen controleaza turatia tuturor motoarelor sale prin cate un convertizor de frecventa. Acesta urca sau coboara frecventa curentului electric care alimenteaza masina in functie de setarile pe care utilizatorul le face. 

Un motor alimentat cu o frecventa mai mica invarte axul sau cu o viteza mai mica, la fel cum un motor care este alimentat cu o frecventa mai mare invarte axul sau cu o viteza mai mare.

In Romania, frecventa curentului electric este 50 Hz.

Un motor care functioneaza la o frecventa mai mica decat cea prevazuta de producatorul motorului se va incalzi mai tare. Functionand la o turatie mai mica, ventilatorul din capul motorului, cel care raceste motorul se invarte cu o viteza mai mica si, in consecinta, sufla mai putin aer peste carcasa metalica a motorului.

Viteza de rotatie a axului unui motor electric monofazat se calculeaza cu urmatoarea formula: N = 120 x F / P, unde F este frecventa curentului electric iar P este numarul de poli ai motorului. Valoarea obtinuta (N) se numeste viteza sincrona pentru ca motorul nu este in sarcina, adica invarte doar axul sau.

Atunci cand motorul este pus in sarcina, viteza scade putin datorita unei “alunecari”. Cu cat sarcina este mai mare, cu atat alunecarea este mai mare. Spre exemplu, atunci cand un motor este blocat adica axul nu se invarte, alunecarea este 100%. Formula de calcul a alunecarii este s = (Ns – Na) / Ns, unde s este alunecarea, Ns este viteza sincrona iar Na este viteza axului.

Toate motoarele electrice au un element de identificare a caracteristicilor, de regula placuta de identificare prinsa cu nituri de motor. Iata un exemplu.

In exemplul de mai sus avem un motor cu 4 poli, alimentat la o frecventa de 60 Hz. In sarcina, acest motor genereaza o rotatie de 1710 RPM.

Teoretic, acest motor ar trebui sa se invarta cu o turatie de 120 x 60 / 4 = 1800 RPM insa producatorul precizeaza o viteza nominala de 1710 RPM. In acest caz, utilizand formula de mai sus, alunecarea este de s = (1800 – 1710)/1800 = 0.05 deci 5%. In practica, aceasta alunecare va fi mai mica si explic mai jos de ce.

Elementul de legatura intre axul motorului electric si axul tamburului se numeste moto-reductor. Fiecare moto-reductor are o placuta de identificare atasata. Iata un exemplu.

Printr-un sistem de roti dintate, acest moto-reductor incetineste viteza axului motorului electric de 20 de ori (Ratio).

“Alunecarea” de 5% de care vorbeam mai sus este valabila atunci cand conditiile sunt indeplinite respectiv cand motorul este alimentat cu 60 Hz. Daca motorul este alimentat cu o valoare mai mica de 60 Hz, practic avem o alunecare mai mica pe care am estimat-o la 2,5%. Estimarea si mai apoi verificarea am facut-o cu ajutorul unui aparat pentru masurarea turatiei cum este acesta.

Pentru a folosi acest tahometru, desfaceti capacul rotund de pe placa frontala. Acesta adaposteste unul din rulmentii pe care sta axul tamburului, rulment pe care va recomand sa-l ungeti cu o frecventa de maxim 3 luni. Acum aveti access la axul tamburului si puteti masura si verifica turatia lui foarte usor.

Acum vom calcula un exemplu concret.

Sa spunem ca setezi Giesenul pe 44 Hz. Care va fi RPM-ul tamburului?

Alimentat cu un curent de frecventa 44 Hz, acest motor se va invarti cu 120 x 44 / 4 = 1320 RPM insa trebuie sa luam in calcul si o alunecare de 2,5%, astfel incat vom avea o viteza reala la axul motorului de 1287 RPM. 

In exemplul de mai sus, factorul de de-multiplicare este 20:1. Asta inseamna ca viteza de rotatie va fi redusa de 20 de ori.

Asa cum am calculat mai sus, axul motorului se invarte cu 1287 RPM. Moto-reductorul va reduce aceasta viteza de 20 de ori, respectiv 1287 / 20 = 64.35 RPM. 

Trebuie sa avertizez ca turatia masurata cu tahometru nu va avea o valoare fixa. Rulmentii imbatraniti sau fluctuatiile de tensiune vor afecta viteza de rotatie.

…

Viteza de rotatie a tamburului este foarte importanta in procesul de prajire. O viteza prea mare in raport cu cantitatea de cafea verde favorizeaza o prajire prin conductie cu sanse mari de scorcing si tipping.

Sarje mici viteze mari.

Sarje mari viteze mici.

Viteza optima depinde de diametrul tamburului, indiferent de marimea sarjei.