MOTORE ASINCRONO TRIFASE DESCRIZIONE
Il motore asincrono trifase è un motore elettrico in corrente alternata molto utilizzato nelle industrie , per la costruzione di macchinari di vario tipo come montacarichi, gru, ascensori, macchine utensili tradizionali, pompe, ventilatori, ascensori .Questi tipi di motori sono costituiti da una parte fissa denominata STATORE ed una parte ed una interna, coassiale, munita di albero, sostenuto da due supporti, libera di ruotare intorno all’asse della macchina, detta ROTORE, nel parte fissa sono collocati degli avvolgimenti trifase con filo di rame smaltato, disposti sempre in coppie polari . Questo significa che un motore trifase ad una coppia polare , avrà all’ interno 3 avvolgimenti principali , disposti a 2 coppie di poli per ogni fase cioè su ogni fase ci sarà una parte dell’avvolgimento su un polo denominato nord (polo positivo ed una altra parte di avvolgimento su un altro polo opposto denominato polo sud (polo negativo). in pratica l’ avvolgimento comincia dal polo positivo e poi prosegue nel polo opposto negativo. Ad esempio se sul polo positivo ci sono ad esempio 100 spire, ci saranno 100 spire anche sul polo negativo Nella foto sotto viene rappresentato lo schema e disposizione degli avvolgimenti : in blu gli avvolgimenti della fase 1; in verde gli avvolgimenti della fase 2; in viola gli avvolgimenti della fase 3 .
Nell’ esempio sopra gli avvolgimenti sono ad disposti ad una coppia di poli, ma in alternativa potrebbero essere disposti anche a due coppie di poli, a tre coppie o a 4 coppie di poli nell’ esempio sotto , viene indicato con la lettera A l’ esempio di un motore ad una coppia di poli e con la lettera B l’ esempio di un motore a due coppie di poli
E’ importante conoscere la quantità delle coppie dei poli di un motore , perché questo determina la velocita di rotazione di un motore , la velocità di un motore espressa in giri al minuto è data dalla relazione della frequenza di alimentazione e il numero di coppie polari il tutto con la seguente formula :
Essendo, sia in Italia e in buona parte dei paesi europei la frequenza f costante pari a 50 Hz, il numero di giri al minuto n0 potranno assumere solamente certi valori che ho riportato nella tabella seguente.
| numero di coppie polari | giri al minuto |
| 1 | 3000 |
| 2 | 1500 |
| 3 | 1000 |
| 4 | 750 |
| 5 | 600 |
tutti i motori elettrici TRIFASE , indifferentemente dal numero dei poli , presentano sempre una morsettiera di collegamento con sei terminali con delle viti e relativi dadi tra questi viti e dadi si trovano delle lamelle piatte che permettono di fare due tipi di collegamento denominati a stella o a triangolo .
Nella foto sopra le lettere U,V, W rappresentano i tre avvolgimenti , mentre le lettere R, S, T , rappresentano i tre fili della linea di alimentazione
la differenza principale tra i due collegamenti è che se entrambi vengono alimentati con la stessa tensione trifase , avremmo che nel collegamento a stella, la tensione risulta inferiore ai capi di ogni avvolgimento rispetto alla collegamento a triangolo
Infatti con il collegamento a stella , l’ alimentazine di ogni fase viene collegata ad un solo morsetto di ogni avvolgimento, lasciando cosi il secondo morsetto di ogni avvolgimento , collegato insieme a tutti “secondi morsetti ” creando un punto comune del centro stella
Nel collegamento a triangolo invece ogni avvolgimento viene collegato direttamente alla tensione
A parità di tensione di alimentazione , con un motore in funzionamento a STELLA la corrente di assorbimento è minore rispetto al collegamento a TRIANGOLO , cosi è minore anche la forza applicata sull’ albero di rotazione
Nei grossi motori (specialmente quando all’ albero di rotazione viene collegato un carico forte , si viene a creare un’ inerzia durante l’ accensione del motore , cioè quando il motore da fermo deve raggiungere la velocita nominale di funzionamento) , questa inerzia provoca quindi durante l’ avviamento del motore, un assorbimento di corrente alta rispetto a quella del normale funzionamento detta anche CORRENTE DI SPUNTO . quindi è necessario avviare applicando una tensione minore che si ottiene con il collegamento a STELLA in modo da ridurne la tensione su ogni avvolgimento .
Una volta avviato il motore potrebbe essere utilizzato alla sua tensione nominale che si ottiene con il collegamento a TRIANGOLO
Per questo motivo nei grossi motori si rendo necessario fare un AVVIAMENTO STELLA TRIANGOLO, attraverso un interruttore che lo si collega con tutti i sei morsetti del motore , dopo aver tolto tutti i ponticelli presenti nella morsettiera .
ruotando la manopola da O a Y , il motore si accenderà con collegamento a STELLA , e solo quando si sentirà che il motore avra preso la sua normale velocità , si potrà commutare l’ interruttore a triangolo
E’ importante che la commutazione tra stella e triangolo , sia fatta al momento giusto cioè quando si sente che il motore prende la giusta velocita , e la corrente di spunto sia diminuita, questo avviene indicativamente tra i 5- 8 secondi . ( dipende comunque dal tipo di motore e da chetipo di carico vi è collegato
Se si commuta brevemente con tempi troppo corti il motore potrebbe riscaldarsi attraverso la corrente iniziale di spunto
alcune volte in alcuni macchinari al posto dell’ interruttore STELLA – TRIANGOLO si trovano dei teleruttori comandati da un timer o un PLC , che utilizzano sempre un tempo fisso di commutazione tra lo stella e il triangolo. Lo schema rappresentativo dell’ accensione STELLA TRIANGOLO è il seguente
Nello schema si avra un interrutore generale Q1, un teleruttore K1 di lienea che si commuterà ogni volta che si vuole utilizzare il motore, un teleruttore K2 che si commuterà solo durante il funzionamento a triangolo e K3 che si commuterà all’ inizio durante l’ accensione quando il motore funzionerà a stella
Lo schema di comando sarà il seguente :
il pulsante S1 è un pulsante normalmente chiuso , di arresto, il pulsante S2 di marcia una volta premuto manderà corrente alla bobina K1 , e tramite un aconytatto di auto ritenuta , la bobina K1 rimmarrà attivata . allo stesso momento verrà alimentato il TIMER T1 la bobina k3 , il tutto attraverso i contatti normalmente chiusi K2 e T1 , quindi in questa fase iniziale il MOTORE FUNZIONERA’ A STELLA.
trascorso il tempo T del temporizzatore si aprirà il circuito del K3 e si chiuderà il circuito del K2 e il motore FUNZIONERA’ A TRIANGOLO
Nello schema ho inserito anche due spie H1 e H2 che indicheranno quando il motore funziona a STELLA o A TRIANGOLO
In commercio esistono motori con due tipi di voltaggio di alimentazione: stella triangolo da scegliere attentamente per evitare di bruciare il motore
- motori 230- 400 v Questi motori possono funzionare solo con la 380 volt con collegamento a STELLA, e a 220 volt a TRIANGOLO , questo tipo di motore non viene utilizzato per l’ avviamento stella triangolo , ma solo con alimentazioni fisse. potrebbe essere utilizzato con convertitori di frequenza ( inverter ) monofasi a 220 con uscita 220 trifase ( spiegati piu avanti)
- motori 380- 660 v Questi motori possono funzionare con la 380 volt sia collegamento a STELLA, e a TRIANGOLO , questo tipo di motore viene utilizzato per l’ avviamento stella triangolo , e può essere ugualmente utilizzato con convertitori di frequenza ( inverter ) trifasi a 380 v con uscita 380 trifase ( spiegati piu avanti)
QUANDO SI COLLEGA un motore elettrico , SI PUO DECIDERE ANCHE IL SENSO DI ROTAZIONE , invertendo tra loro due dei tre fili tra loro si può far girare il motore in senso ORARIO o in senso ANTIORARIO . sono disponibili in commercio degli interruttori che permettono di effettuare l’ inversione di rotazione di un motore
INVERTER O CONVERTITORI DI FREQUENZA
Sebbene il numero dei poli sia un elemento fondamentale , per avere velocita diverse in un motore, e possibile variare la velocita di un motore elettrico attarveso dei convertitori di frequenza chiamati anche INVERTER gli inverter hanno la caratteristica principale di variare la frequenza di alimentazione riducendola o anche aumentandola . Gli inverter , possono essere comandati da pulsanti oppure da PLC, con inverter oltre a regolare la velocita è possibile cambiare alcuni parametri fondamentali per l’ avviamento di un motore come il tempo di accelerazione e il tempo di decelerazione ,
PIANIFICAZIONE DI UN INTERVENTO DI SOSTITUZIONE DI UN MOTORE ELETTRICO
Ho ipotizzato un intervento presso una azienda FALEGNAMERIA che possiede diversi macchinari con motori elettrici . Nella maggior parte delle volte quando un azienda chiama . ti dicono che hanno un macchinario fermo che il motore non gira , hanno bisogno di un tecnico che faccia la diagnosi e dica qual” e il problema , con la speranza che sia un piccolo problema . Cosi recandomi preso l’ azienda per verificare quale fosse il problema ho visionato la macchina dove era presente un interruttore stella triangolo e un motore collegato ad una sega.
E stata aperta la mosettiera del motore , ho notato che da essa partivano 6 fili verso l’ interruttore ; con dei piccoli morsetti a coccodrillo, facendo la massima attenzione che tutti i mie collegamenti fossero in sicurezza , ho collegato in tester in volt e ho verificato girando l’ interuutore sulla posizione stella , che sulla morsettiera era presente una tensione di circa 400 volt tra i morsetti di linea U1; V1; W1 e gli altri 3 morsetti erano a cortocircuito tra loro.
Posizionando l’ interruttore a triangolo ho verificato che fosse una tenione presente tra U1 e U2 ; tra V1 e V2, tra W1 e W2 ho verificato che la tensione fosse la stessa di circa 400 volt
Ora posizionando l’ interruttore a O (cioè a macchina spenta) ho notato che l’avvolgimento U1 e U2 e l’avvolgimento V1 e V2 misuravano pochi ohm ciascuno mentre la resistenza a capo dell’ avvolgimento W1 . W2 aveva resistenza infinita
RISULTATO DELLA DIAGNOSI PER LA RICERCA DEL GUASTO
- visto che le tensioni arrivavano correttamente su tutti i morsetti
- visto che solo due avvolgimenti presentavano una resistenza di pochi ohm e un avvolgimento aveva resistenza infinita
ho dedotto che il motore era bruciato , e cosi avvisando il titolare sono stato inaricato di formulare un preventivo
ELABORAZIONE DI UN PREVENTIVO
Per effettuare il preventivo ho fatto un ulteriore sopraluogo per verificare esattamente le caratteristiche del motore rotto , mi sono munito di un foglio , una penna , un calibro, e la macchina fotografica . Munito di tutto il materiale ho individuato cosi alcuni dati importanti necessari: tra cui la potenza, il numero dei giri , la tensione di alimentazione , il numero dei poli , ho controllato il diametro dell’ albero di uscita , dove è collegata una puleggia e ho fatto alcune foto del motore in modo da individuare esattamente il modello per chiedere cosi a qualche fornitore di motori elettrici il prezzo
Un esempio di targa del motore fotografata è la seguente
Dalla targa rilevo che il motore è un 7,50 Kw ( è una taglia medio grossa ) , 2880 giri ( considerando 3000 giri teorici questo motore è un due poli) tensione di alimentazione 400 volt a triangolo e 700 volt a stella
Ho fatto anche l’ elenco delle attrezzature che mi servono , per fare la sostituzione ( normali attrezzi che comunque dispongo come set di cacciaviti elettrici , set di chiavi a tubo , chiavi fisse , pinze per connettori tester , pinza amperometrica ecc) . Il titolare dell’ azienda , mi ha detto che nel preventivo devo calcolare solo la mano d’ opera di una persona , perché mi rende disponibile un suo dipendente che mi aiuterà per lo smontaggio e rimontaggio del motore elettrico della macchina, mentre per il collegamento elettrico lo dovrò svolgere in autonomia. Il titolare dell’ azienda mi hai assicurato che nella sua azienda ci sono molti attrezzi e quindi potrò usare i suoi
Dopo varie ricerche di vari fornitori ho trovato un fornitore che ha un motore compatibile a quello bruciato , al prezzo a me riservato di 280,00 euro + iva , , per formulare il preventivo, ipotizzando che questo sia per me un nuovo cliente , e quindi cerco di fare un buon prezzo , calcolo un ricarico netto sul prodotto del 30 % calcolando così 364,00 euro come prezzo di vendita.
per la sua sostituzione considerando che , il titolare dell’ azienda di offre un suo dipendente come aiuto , ipotizzo una mezza giornata di lavoro pari a 4 ore
cosi calcolo come prezzo di vendita la mia mano d’opera a 30,00 euro + iva orari per un totale di 120 euro di mano’ d’ opera, per semplicità indicherò nel preventivo un importo a corpo senza indicare la quantità delle ore
il prezzo del preventivo che presenterò è di 364 euro + 120 euro = 484 euro + iva
nel preventivo , ovviamente non considero il tempo per visionare il lavoro e altri costi fissi ipotetici che ogni imprenditore ha , limitandomi esclusivamente al costto del motore e alla mano d’ opera necessaria per la sostituzione .
Per il calcolo del guadagno, calcolo che sul motore ricavo 84,00 euro e sulla manodopera se considero un costo orario di 18,00 euro che potrebbe avere un operaio specializzato ad un azienda ( compreso di tredicesima e tfr ) considero quindi un costo di mano d’ opera di 72 euro, quindi su 120 euro di prezzo di vendita come mano d’opera il guadagno risulta 120,00-72,00= 48,00 euro
bellissimo