Messa in servizio del motore elettrico: dare la prima tensione nell'ordine corretto dopo l'installazione

Un ventilatore centrifugo che gira al contrario spinge comunque aria. La portata cala, la corrente resta ben al di sotto del valore di targa e nessuno si accorge di nulla. In un impianto di ventilazione la situazione può emergere solo mesi dopo, quando si indaga sul perché il locale d'estate non si raffresca. La messa in servizio serve proprio a intercettare questi casi di "funziona ma non funziona correttamente" prima che il motore venga consegnato alla produzione.

Questo articolo descrive il giorno in cui un motore elettrico, già collegato alla sua macchina e cablato al quadro, viene avviato per la prima volta. L'ispezione del motore al ricevimento è trattata a parte nell'articolo sul collaudo di accettazione. Qui il motore è già al suo posto; la domanda è in quale ordine dare tensione e che cosa verificare a ogni passaggio.

Prima di dare tensione: il lato meccanico

La maggior parte dei problemi di vibrazione e dei cuscinetti che emergono al primo avviamento deriva dal montaggio. Prima di toccare la morsettiera del motore, insieme alla squadra che ha eseguito il montaggio meccanico si controlla quanto segue:

• Basamento e piedi: il motore deve poggiare completamente sul basamento con tutti e quattro i piedi. Il sollevamento letto sul comparatore quando si allenta un bullone di un piede indica il piede zoppo; se necessario si corregge con spessori sottili.
• Allineamento del giunto: il disallineamento radiale e angolare deve rientrare nei limiti indicati dal costruttore del giunto. Si tiene conto anche del fatto che, a motore caldo, l'asse dell'albero si alza leggermente.
• Trasmissione a cinghia: le pulegge devono essere complanari e la tensione della cinghia pari al valore del costruttore. Una cinghia troppo tesa consuma precocemente il cuscinetto anteriore.
• Rotazione libera: ruotando a mano il lato macchina non devono esserci impuntamenti né rumori di strisciamento.
• Percorso di raffreddamento: dietro il copriventola deve essere lasciato spazio per l'aspirazione dell'aria e davanti al motore non deve essere convogliata aria calda in uscita.

I dettagli su allineamento e scelta del giunto si trovano nell'articolo sui giunti elastici e rigidi.

Prima di dare tensione: il lato elettrico

Sul lato quadro si verifica che la catena di protezione del motore sia effettivamente installata.

• Targhetta e rete: tensione e collegamento di targa sono compatibili con la rete? Su una rete a 400 V un motore con targa 230/400 V funziona a stella, uno con targa 400/690 V a triangolo. Un motore collegato a un quadro con avviatore stella-triangolo deve essere 400/690 V. Si verifica a vista che i ponticelli nella morsettiera siano disposti di conseguenza.
• Cavo e messa a terra: la sezione del cavo deve essere adeguata alla corrente del motore e alla distanza, e il conduttore di protezione collegato al morsetto di terra sulla carcassa. I pressacavi devono essere serrati e gli ingressi inutilizzati chiusi con tappi ciechi; solo così si mantiene la protezione IP55.
• Taratura della protezione: il relè termico o il salvamotore deve essere tarato sulla corrente nominale di targa. Una taratura alta "perché non scatti" è il primo errore della messa in servizio. Se il motore ha un sensore PTC o PT100, si controlla che i terminali siano collegati al relè.
• Resistenza di isolamento: se il motore è rimasto fermo a lungo, è stato montato in un ambiente umido o può aver preso acqua durante il montaggio, prima di dare tensione si esegue una misura con megaohmmetro. Se è collegato un inverter, prima della misura i cavi del motore vanno scollegati dall'inverter.

Come leggere il valore di taratura dalla targhetta è spiegato con esempi nell'articolo sulla taratura del salvamotore.

Prima tensione: impulso breve e senso di rotazione

Se possibile, la prima tensione si dà con il motore scollegato dalla macchina. Se il giunto non si può separare, occorre essere certi che la rotazione inversa non danneggi la macchina: alcune pompe, i compressori a vite e i trasportatori con dispositivo antiritorno non tollerano la rotazione inversa.

Si dà al motore un breve impulso di uno o due secondi e si osserva il senso di rotazione dell'albero o della ventola. Se il senso è errato, si scambiano due fasi qualsiasi delle tre. Va annotato se lo scambio è stato fatto nella morsettiera del motore o all'uscita del quadro; altrimenti alla manutenzione successiva i cavi potrebbero essere "corretti" e il senso nuovamente invertito.

In ventilatori e pompe il senso si confronta con la freccia sulla carcassa. Come nell'esempio iniziale, controllare soltanto se "arriva aria" non basta.

Funzionamento a vuoto: i primi valori di riferimento

Verificato il senso di rotazione, il motore viene fatto funzionare, se possibile a vuoto o a carico ridotto, per 15–30 minuti. In questo intervallo:

• si misura la corrente delle tre fasi. La corrente a vuoto è inferiore a quella di targa; se tra le fasi c'è una differenza marcata, si controllano alimentazione o collegamenti.
• Si ascolta la zona dei cuscinetti. Oltre a un ronzio regolare non devono esserci rumori raschianti o ticchettii.
• Si misurano e si registrano le vibrazioni nei punti dei supporti.
• Si segue l'aumento della temperatura della carcassa; nel funzionamento a vuoto la temperatura deve salire lentamente e stabilizzarsi.

Questi valori diventeranno il riferimento dello stato "sano" del motore. Se non vengono registrati, quando sei mesi dopo comparirà un sintomo non ci sarà nulla con cui confrontarlo.

Sotto carico: insieme al processo

Quando il motore viene collegato alla macchina e messo sotto carico, i controlli variano in base all'applicazione, ma i punti comuni sono questi:

• Durata dell'avviamento: il motore deve raggiungere la velocità nominale nel tempo previsto. In ventilatori, mulini e frantoi con forte inerzia questo tempo può superare alcuni secondi; si verifica che la protezione consenta tale durata.
• Corrente sotto carico: la corrente misurata nelle normali condizioni di processo deve essere vicina o inferiore al valore di targa. Un motore che supera costantemente la corrente di targa è stato scelto male oppure il processo è più gravoso di quanto previsto.
• Comportamento dell'avviatore: si osservano il picco di corrente nella commutazione stella-triangolo, la durata della rampa del soft starter o l'impostazione di accelerazione dell'inverter.
• Funzionamento con inverter: nei motori che lavoreranno a lungo a bassa velocità con inverter si controlla la temperatura della carcassa alla velocità minima. La ventola calettata sull'albero può non fornire aria sufficiente a bassa velocità.

Se le interessa il rapporto tra corrente e coppia durante l'avviamento, l'articolo sulla curva velocità-coppia approfondisce l'argomento.

I primi giorni: ricontrollare il montaggio dopo il riscaldamento

La messa in servizio non finisce quando il motore gira per la prima volta sotto carico. Ripetere alcuni controlli nei primi giorni previene buona parte dei guasti precoci:

• dopo alcune ore di funzionamento si controlla il serraggio dei bulloni di piedi e flangia. Riscaldamento e vibrazioni possono allentarli leggermente il primo giorno.
• Nelle trasmissioni a cinghia le cinghie nuove si allungano nelle prime ore di funzionamento; la tensione va registrata di nuovo.
• I valori di corrente, temperatura e vibrazione vengono misurati un'altra volta entro la prima settimana e confrontati con la prima registrazione.

Queste registrazioni sono il punto di partenza quando il motore viene inserito nel programma di manutenzione periodica.

Il verbale di messa in servizio

Un buon verbale di messa in servizio sta in una pagina, ma in seguito è il documento più cercato. Deve contenere: dati di targa e numero di serie del motore, tipo di collegamento, valore di taratura della protezione, risultato della misura di isolamento, come è stato corretto il senso di rotazione, correnti a vuoto e sotto carico, valori di vibrazione e temperatura, persona che ha eseguito il controllo e data. Se in futuro il motore si guasta o è necessaria una valutazione tecnica di un reclamo, questo verbale è l'unica prova che il motore è stato installato correttamente.

Conclusione

La messa in servizio non è il momento in cui il motore gira per la prima volta, ma il processo con cui si dimostra che gira correttamente: prima la preparazione meccanica ed elettrica, poi il senso di rotazione con un breve impulso, i valori di riferimento a vuoto, il controllo di processo sotto carico e la nuova misura nei primi giorni. Se sta pianificando un nuovo impianto o la sostituzione di un motore, può valutare le opzioni nella pagina motori elettrici trifase e inoltrare le domande specifiche sulla sua applicazione al nostro team tecnico.

Domande frequenti

Che inconveniente c'è nel collegare e avviare direttamente un motore nuovo?

Il motore viene messo sotto carico senza accorgersi di un collegamento errato, di una rotazione inversa, di una fase allentata o di una protezione tarata troppo alta. Alcuni di questi errori emergono subito, altri settimane dopo sotto forma di guasto dell'avvolgimento o dei cuscinetti.

Come controllo il senso di rotazione senza collegare il motore alla macchina?

Separi il giunto, dia al motore un breve impulso di tensione di uno o due secondi e osservi il senso di rotazione dell'estremità d'albero o della ventola. Se il senso è errato, scambi due fasi qualsiasi delle tre e annoti la modifica.

Anche su un motore nuovo è necessaria la misura di isolamento?

Va eseguita se il motore è rimasto a lungo in magazzino, è stato montato in un ambiente umido o può essere stato esposto all'acqua durante il montaggio. Nei motori collegati a inverter, prima della misura i cavi vanno scollegati dall'inverter.

Perché devo registrare i valori misurati durante la messa in servizio?

Questi valori sono il riferimento dello stato sano del motore. Quando mesi dopo si osserva una variazione di corrente, temperatura o vibrazione, il verbale di messa in servizio è l'unico modo per fare un confronto.