Propulsione Elettrica - IL CHOPPER
di Giorgio Mussi

Sul  numero di Dicembre di"Classic Boat" (rivista inglese a cui sono abbonato), è pubblicato un interessante articolo circa la sostituzione di un motore a gasolio con un motore elettrico.
Dal bellissimo sloop "Siandra" è stato tolto un motore "Yanmar" ed al suo posto è stato installato un nuovo motore esclusivamente elettrico.
Siandra è una barca di 35 piedi,costruzione classica in legno, il motore "Yanmar", vecchio di ventun anni e pesante circa 343kg, accessori compresi, è stato sostituito con un motore elettrico "Thoosa" che con l'assieme di batterie ed accessori pesa circa 270kg.
La potenza installata è di 9kw (c.a. 14hp).
Leggendo l'articolo si capisce la grande soddisfazione dell' armatore per i vantaggi acquisiti e conclude dicendo che la sua ora è una barca a vela con motore ausiliario a differenza di altre che sono usate come barche a motore con vela ausiliaria.
Veniamo a noi. Ho pensato di equipaggiare il proa che sto costruendo (vedi "Arturo e il proa") con un motore elettrico. Naturalmente il circuito di comando è autocostruito, il sistema meccanico per l'asse elica sarà autocostruito ed il motore sarà quello che a suo tempo mi è stato regalato da un altro autocostruttore che ormai non naviga più con noi, ma penso che cavalchi con l'allegria di sempre il mare infinito del non essere.
Ciao Giancarlo Bonvini, come promesso il tuo motore avrà una giusta collocazione ed un uso non banale.
Il circuito elettronico di comando è un "chopper" (*)  che fa funzionare un motore in corrente continua a 24volt ed è in grado di sopperire sino a circa 900watt di potenza e più (1,5hp c.a.),
Lo stadio finale è costituito da otto mosfet di potenza collegati in parallelo che possono sopportare globalmente una corrente di c.a.50 ampère.Il perno che si vede è un potenziometro che serve a regolare la potenza in uscita e di conseguenza il numero di giri.
Non è ancora visibile l'inversore di marcia che verrà realizzato con un relè di potenza.
Tutto il sistema è mostrato in queste tre foto.





 
Questo è il motore:

 
Non ho ancora deciso se accoppiare direttamente l'albero del motore all'asse elica o se utilizzare un  piede di un vecchio motore fuoribordo ed accoppiare tramite puleggia o catena il motore elettrico all' asse del piede del vecchio motore.
Devo anche aggiungere che tutto il dispositivo mi è costato pochissimo in quanto il novanta per cento dei componenti e dei materiali usati sono "riciclati".
La società del consumo elimina abbondantemente i suoi stessi prodotti, che diventano vecchi ed obsoleti cosi' velocemente da ritrovarceli poi fastidiosamente attorno assieme alla nostra voglia del "nuovo" che rimarrà tale per pochi giorni.
I cassonetti della immondizia rappresentano spesso per me una simpatica fonte di sorprese a volte  utili come tali o utili nella elaborazione dell'oggetto "eliminato".
Mi congedo promettendomi comunque di tenere aggiornato questo articoletto appena i lavori saranno  in uno stadio successivo interessante.
Giorgio Mussi



Giorgio,
sarebbe molo interessante una scansione dello schema elettrico ed una spiegazione in maggior dettaglio di che cosa si tratta.
Con degli amici abbastanza esperti is diceva che la tensione ottimale dovrebbe essere di 48V per ragioni di cavi e potenza.


Ciao Luigi,
in allegato lo schema elettrico del chopper  che dovrebbe far funzionare il motore elettrico del mio futuro proa, qui sotto il testo esplicativo e commenti vari.
 

Come si vede dallo schema il dispositivo è composto principalmente da due circuiti integrati che pilotano otto mosfet collegati in parallelo.
L' interazione tra i due circuiti integrati permette di generare una serie di impulsi potendone variare l'ampiezza utillizzando un "duty cicle" che varia praticamente da zero al cento per cento. Il potenziometro P1 permette queta regolazione, aggiustabile finemente dai due trimmer presenti nello stesso stadio del circuito. Gli impulsi presenti in uscita di U1A, pin 11, vengono amplificati in corrente dai due transistor ed inviati alle gate degli otto mosfet che controllano il motore e la corrente risultante che scorre in esso.Con questi otto mosfet si possono controllare correnti molto elevate, teoricamente sino a circa 180-200 ampère. L'alimentazione per il circuito segnali è stabilizzata da un 7809 con relativi filtri per eliminare eventuali disturbi di commutazione dei mosfet.




Il circuito è stato provato con tensioni di alimentazione comprese fra 24 e 36 volt funzionando bene con ambedue le tensioni e con relativi motori.
Il motore che ho usato maggiormrnte per le prove è un motore cc a magneti permanenti con potenza di circa 1cv.
A vuoto consuma molto poco, forzandolo a banco, sono riuscito a fargli assorbire più di 30 ampère con una tensione di alimentazione di 36volt con potenza resa attorno al kw.
Con queste correnti il dissipatore di calore scalda abbastanza ma non in maniera esagerata, aumenterò la superficie dello stesso a montaggio finito. Per queste prove ho utilizzato un alimentatore a 24v ed in seguito tre batterie al piombo-gel da 12volt l'una e collegate in serie.
Nel circuito è presente anche un relais  che produce l'inversione di polarità al motore e la conseguente inversione di marcia alla futura elica. Per il momento è abbastanza semplice ed empirico. Dovrò perfezionarlo in quanto come ora collegato nello schema può succedere di invertire la marcia anche al massimo della velocità, cosa che può provocare danni soprattutto meccanici. Devo anche chiedere scusa per la grafia manuale dello schema ma lo stesso è stato scoppiazzato da una rivista di elettronica ed in seguito rimaneggiato in base sostanzialmente alla disponibilità dei componenti provenienti dallo scarto o dal surplus.
Seguiranno altre informazioni (non credo a breve) circa l'utilizzo effettivo del motore elettrico montato sul proa che sto costruendo ed altre riflessioni su come ricaricare le batterie e la tipologia delle stesse.
Giorgio Mussi




(*) Per una spiegazione di cosa sia un "chopper" potete consultare Wikipedia