Come avviare un motore asincrono trifase?
Il Motore Asincrono Trifase funziona creando un campo magnetico che gira. Il Motore Asincrono Trifase si collega alle tre fasi della rete elettrica. Il Motore Asincrono Trifase mostra delle prestazioni che dipendono dalla potenza e dal carico.
Introduzione al Motore Elettrico Trifase
Il motore elettrico trifase è un componente molto diffuso nelle fabbriche moderne. È robusto, è efficiente e la sua costruzione è semplice.
Sul mercato ci sono diversi tipi di motore, ma il motore asincrono trifase è quello che più spesso troviamo. Il motore asincrono trifase è la prima scelta per tante applicazioni industriali: lo vedo in linee di produzione, in impianti di pompaggio, nella ventilazione e nei compressori.
Nei miei progetti mi affido sempre al motore asincrono trifase perché non mi delude.
EMOTRA produce e distribuisce motori elettrici molto efficienti. Ho visto la loro gamma completa di motori trifase asincroni e mi sembra che i motori trifase asincroni siano pensati per coprire tante esigenze di potenza, di coppia e di classe di efficienza energetica.
Struttura e Principio di Funzionamento
Il motore asincrono ha una caratteristica importante: il rotore gira sempre leggermente più lentamente rispetto al campo magnetico rotante prodotto dallo statore. Questa piccola differenza di velocità, chiamata scorrimento, fa funzionare il motore.
Lo scorrimento è il principio su cui si basa l’intera macchina.
Quando guardi un motore trifase asincrono, trovi due parti principali:
- Il statore contiene gli avvolgimenti trifase. Gli avvolgimenti trifase sono collegati alla rete di alimentazione.
- Io scelgo il rotore a gabbia di scoiattolo oppure il rotore avvolto, a seconda di come devo usare il rotore.
Come sono costruiti lo statore e il rotore influisce subito sulle prestazioni del motore elettrico trifase.
Lo statore e il rotore ben costruiti rendono il motore più efficiente, danno al motore una coppia di avviamento più alta e fanno sì che il motore assorba meno corrente quando parte.
Collegamento a Stella e a Triangolo
Quando utilizzo un motore asincrono a tre fasi, devo decidere subito come collegare gli avvolgimenti dello statore. Il collegamento a stella Y è una possibilità, ma il collegamento a triangolo Δ è l’altra possibilità.
Per me, il collegamento a stella Y o il collegamento a triangolo Δ rappresentano il punto più importante nella configurazione del motore.
Scegliere il collegamento a stella Y o il collegamento a triangolo Δ influisce direttamente su come il motore si comporta.
Collegamento a Triangolo Δ
Nel collegamento a triangolo la tensione di fase è la stessa della tensione di linea.
Quando collego un motore in questa configurazione, la tensione di fase è direttamente presente su ogni avvolgimento. Ogni avvolgimento riceve la tensione di linea della rete senza alcuna differenza.
Per questo la corrente di linea è uguale a √3 volte la corrente di fase.
Un punto importante è il comportamento del motore trifase asincrono quando manca una fase. Ho visto che un motore collegato a triangolo può ancora avviarsi anche se una fase manca, ma solo in certe situazioni.
In quelle situazioni il motore trifase asincrono crea un forte squilibrio: la corrente di avviamento sale molto, la tensione di rete scende e la coppia disponibile si riduce notevolmente.
Se il motore trifase asincrono resta così per un periodo lungo, gli avvolgimenti si riscaldano e il motore asincrono si danneggia.
Collegamento a Stella Y
Nel collegamento a stella la tensione di fase è 1/√3 della tensione di linea.
Questa riduzione della tensione di fase fa sì che la corrente assorbita da ciascun avvolgimento sia più piccola rispetto a quanto accade nel collegamento a triangolo.
Il motore elettrico trifase in configurazione a stella ha la corrente di linea uguale alla corrente di fase.
Mi sembra importante perché la corrente di linea uguale alla corrente di fase è la chiave per capire come il motore elettrico trifase si comporta durante l’avviamento e quando funziona a regime.
Avviamento Stella Triangolo
La tecnica di avviamento stella triangolo è una delle più usate per tenere sotto controllo la corrente di spunto del motore asincrono trifase.
Quando inizio il avviamento, collego il motore in configurazione a stella; così la tensione che arriva agli avvolgimenti scende a 1 su radice di tre del valore nominale.
Dato che la corrente di spunto dipende dal quadrato della tensione di alimentazione, questa diminuzione di tensione fa sì che la corrente assorbita dalla rete rimanga bassa durante il avviamento.
Nella mia esperienza, la tecnica di avviamento stella triangolo riduce davvero la corrente di spunto e rende più semplice la partenza del motore. Io trovo utile questa tecnica.
Ho notato che quando il motore a tre fasi asincrono arriva quasi alla velocità nominale, la commutazione passa al collegamento a triangolo. In quel momento la tensione sugli avvolgimenti ritorna al valore pieno.
Così il motore può sviluppare la coppia nominale di cui ha bisogno per funzionare a pieno carico.
Secondo me, nella fase a stella la coppia di avviamento scende a un terzo di quella che si ottiene con il collegamento a triangolo diretto.
Per questo, il metodo a stella non è adatto a chi ha bisogno di una coppia di avviamento alta al momento dell’avvio.
Correnti e Densità di Corrente nel Rotore
Nel rotore troviamo le correnti e la densità di corrente.
Ho notato che le proprietà elettriche del motore trifase cambiano molto a seconda del tipo di collegamento che si sceglie.
Si nota che quando si passa alla configurazione a triangolo, la corrente dello statore è √3 volte la corrente di fase. Inoltre, la densità di corrente negli avvolgimenti aumenta in proporzione alla tensione che si applica.
Questo fa crescere la coppia, ma fa anche riscaldare di più le parti attive.
In configurazione stella, la corrente di rotore e la corrente di statore si combinano con la corrente nominale, così le perdite termiche si distribuiscono più uniformemente.
Io ho osservato che la densità di corrente nel rotore arriva al valore più alto quando il motore è al regime nominale.
Il picco di densità di corrente mi aiuta a capire quali sono i limiti termici dell’motore asincrono.
Mi sembra che EMOTRA non lasci nulla al caso: controlla ogni parametro nella fase di progettazione.
EMOTRA controlla che tutti i motori trifase asincroni della sua gamma rispettino le norme internazionali di efficienza energetica, soprattutto le classi IE3 e IE4.
Protezione e Manutenzione del Motore
Proteggere il motore e mantenere il motore è importante.
A mio avviso, proteggere bene il motore trifase asincrono è fondamentale per far durare il motore più a lungo e per far funzionare il motore in sicurezza.
I dispositivi di protezione più importanti includono:
- Relè termici proteggono il circuito dal sovraccarico e dalla mancanza di fase.
- Interruttori magnetotermici proteggono contro i cortocircuiti.
- Le protezioni differenziali proteggono gli operatori.
Se il motore elettrico trifase resta acceso per molto tempo con una fase mancante o sbilanciata, gli avvolgimenti statoriali subiscono danni irreversibili.
Questo riduce la vita utile del motore e aumenta il rischio di guasti improvvisi.
Conclusioni
Il motore asincrono è ancora la tecnologia più usata nella maggior parte delle applicazioni industriali. È semplice, è affidabile e costa poco.
Per far funzionare al meglio il motore asincrono trifase, bisogna scegliere il collegamento giusto, stella o triangolo. Bisogna anche installare sistemi di protezione adeguati.
Così il motore asincrono rende di più e dura più a lungo.
EMOTRA fornisce una gamma completa di motori elettrici trifase ad alta efficienza. Progettiamo e costruiamo questi motori secondo standard di alta qualità.
I motori elettrici trifase EMOTRA rispondono alle esigenze dell’industria moderna con soluzioni affidabili, efficienti e durevoli.
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