Cosa verificare quando si acquista un motore elettrico: i casi che portano a ordini errati

Spesso ci si accorge che un ordine di motore è andato storto solo quando il motore arriva in officina: i fori della flangia non coincidono con quelli della macchina, l'albero risulta più grosso del giunto, oppure il motore funziona ma l'avviatore stella-triangolo del quadro non si può utilizzare. In quasi nessuno di questi casi il motore ha un difetto. Ciò che manca sono le informazioni trasmesse al momento dell'ordine.

In questo articolo esaminiamo uno per uno i casi di ordine errato che incontriamo più spesso sul campo: perché si verificano, da quale sintomo si riconoscono e come si possono intercettare prima dell'ordine.

Perché indicare solo i kW non basta?

La frase "Mi serve un motore da 7,5 kW" è una descrizione incompleta, perché la stessa potenza a velocità diverse corrisponde a coppie molto diverse. La coppia all'albero si calcola in modo approssimato con 9550 × kW / velocità. Un motore da 5,5 kW eroga circa 35 Nm a 1500 giri/min, mentre la stessa potenza a 1000 giri/min corrisponde a circa 52 Nm. Se il rapporto delle pulegge o il riduttore sono stati calcolati su questa differenza, un motore con la velocità sbagliata fa girare la macchina troppo veloce oppure non riesce a sostenere il carico.

La velocità è determinata dal numero di poli. Su rete a 50 Hz un motore a 2 poli gira a circa 3000 giri/min, uno a 4 poli a circa 1500, uno a 6 poli a circa 1000 e uno a 8 poli a circa 750 giri/min. In targa si trova invece un valore leggermente inferiore a questa cifra tonda; per la natura del motore asincrono, la velocità sotto carico resta al di sotto della velocità sincrona. Un motore con in targa un valore di poco inferiore a 1500 è un 4 poli.

La riga della tensione: 230/400 V e 400/690 V non sono la stessa cosa

La doppia tensione sulla targa del motore indica la tensione di funzionamento dell'avvolgimento con collegamento a stella e a triangolo. Su una rete a 400 V il motore con targa 230/400 V funziona collegato a stella, quello con targa 400/690 V collegato a triangolo.

La differenza emerge qui: con l'avviamento stella-triangolo il motore parte prima a stella e poi prosegue a triangolo. Questo metodo è possibile solo se il motore è avvolto per funzionare a triangolo a 400 V, cioè se è un 400/690 V. Se a un impianto con quadro stella-triangolo viene fornito un motore 230/400 V, il motore è integro ma non può avviarsi correttamente con il quadro esistente. Come tendenza generale le piccole potenze hanno avvolgimento 230/400 V e le grandi 400/690 V; il dato certo è sempre quello di targa. Il lato collegamenti è descritto in dettaglio nel nostro articolo sullo schema di collegamento stella-triangolo.

Se il motore non si adatta alla macchina: forma costruttiva, flangia e albero

Anche con potenza e velocità corrette, il collegamento meccanico del motore alla macchina è un discorso a parte. Le forme con piedi (B3), con flangia grande (B5), con flangia piccola (B14) e con piedi e flangia (B35, B34) sono modi diversi di collegare lo stesso motore elettrico; per i motori che lavorano in verticale entrano in gioco posizioni come V1 e V5.

La coppia più spesso confusa è B5 e B14. Sono entrambe flangiate, ma nella B5 i fori della flangia sono passanti e il bullone attraversa la flangia; nella B14 i fori sono filettati e il diametro della flangia è minore. Nei motori collegati direttamente a un riduttore o a una pompa, questa differenza significa che il montaggio non si può proprio eseguire. L'argomento è approfondito nel confronto tra B5 e B14.

Diametro dell'albero e dimensioni della linguetta dipendono dalla grandezza IEC. La grandezza indica a sua volta l'altezza d'asse dell'albero dalla base (mm): un motore di grandezza 132 ha l'asse dell'albero a 132 mm dalla base. Conoscere la grandezza quando si sostituisce un vecchio motore mostra subito se fori dei piedi e quote dell'albero corrisponderanno. Tutte le forme costruttive sono riportate nella pagina dei tipi di montaggio.

Non descrivere l'ambiente di esercizio

I motori trifase standard sono progettati per grado di protezione IP55, classe di isolamento F e temperatura ambiente compresa tra −15 °C e +40 °C. Se il luogo di installazione è oltre i 1000 m o la temperatura ambiente supera i 40 °C, il motore non può erogare la stessa potenza con lo stesso margine di sicurezza; si sceglie una potenza superiore oppure si adegua l'ordine di conseguenza.

Lo stesso vale per il grado di protezione. Una linea alimentare lavata con acqua in pressione, un impianto di frantumazione costantemente polveroso o una stazione di pompaggio in riva al mare richiedono di valutare a parte se IP55 sia sufficiente. Opzioni come IP56 e IP65 e la classe di isolamento H, disponibili su richiesta in esecuzione speciale, sono pensate per questi casi. L'articolo sulla scelta della classe di isolamento e della carcassa per ambienti caldi e polverosi fornisce maggiori dettagli.

Se il motore funzionerà con inverter, lo dica subito

I motori trifase sono adatti alla regolazione della velocità con inverter, ma saperlo al momento dell'ordine cambia alcune decisioni:

• Il motore si raffredda con la propria ventola calettata sull'albero. Se deve lavorare a lungo a bassa velocità con coppia piena, la ventola può risultare insufficiente e può servire una ventilazione esterna (forzata).
• Se il cavo tra inverter e motore è lungo, va valutato un filtro dv/dt o sinusoidale.
• Sulle grandezze maggiori possono servire cuscinetti isolati o una messa a terra dell'albero contro le correnti d'albero.

I carichi a coppia variabile come pompe e ventilatori e quelli a coppia costante come i nastri trasportatori si comportano in modo molto diverso con l'inverter. Abbiamo chiarito questa distinzione nell'articolo su coppia costante e variabile.

Valutare la classe di rendimento insieme al prezzo

IE3, IE4 e IE5 sono livelli di rendimento della norma IEC 60034-30-1. A prima vista la differenza sembra piccola: per un motore da 7,5 kW a 4 poli il limite di rendimento è del 90,4% in IE3, del 92,6% in IE4 e del 94,0% in IE5. Queste percentuali, però, si traducono nell'energia elettrica consumata dal motore in tutta la sua vita. Per una pompa di riserva che lavora poche centinaia di ore l'anno IE3 è spesso sufficiente; per il motore di un ventilatore o di un compressore che gira su tre turni, invece, il costo aggiuntivo di una classe superiore può rientrare in breve tempo, a seconda delle ore di funzionamento e del prezzo dell'energia. Decidere guardando solo il prezzo di listino lascia fuori questo calcolo.

Piccoli dettagli che sfuggono

Alcune informazioni non influiscono sul funzionamento del motore, ma complicano il montaggio o la messa in servizio:

• Orientamento della scatola morsettiera: il cavo arriverà da destra o da sinistra rispetto al quadro? Su un telaio stretto una morsettiera orientata dal lato opposto costringe a piegare il cavo. I dettagli sono nell'articolo sull'orientamento della scatola morsettiera.
• Sensore di temperatura dell'avvolgimento: se il piano di protezione prevede PTC o PT100, vanno richiesti insieme al motore; aggiungerli in seguito non è pratico.
• Materiale della carcassa: con carichi vibranti e a urti si preferisce la carcassa in ghisa; la carcassa in alluminio è offerta come alternativa per alcune piccole potenze.

Raccogliere le informazioni disponibili prima dell'ordine

Se sostituisce un motore esistente, la fonte più affidabile è la targa del vecchio motore. Una foto leggibile della targa fornisce in un colpo solo gran parte dei dati di potenza, velocità, tensione, frequenza, grandezza e montaggio. Se cerca un equivalente per sostituire un motore di un'altra marca, il nostro articolo sulla scelta del motore equivalente indica quali quote devono assolutamente corrispondere.

Se sceglie il motore per una macchina nuova, occorre partire dalla definizione del fabbisogno; a questo scopo può utilizzare la guida alla scelta passo passo. In entrambi i casi, indicare per iscritto nell'ordine le seguenti informazioni elimina in gran parte il rischio di una fornitura errata: potenza, velocità o numero di poli, tensione e frequenza, forma costruttiva, grandezza o quote dell'albero, classe di rendimento, ambiente di esercizio ed eventuale funzionamento con inverter.

Conclusione

Un ordine di motore errato nasce di solito non da un unico grande errore, ma da una piccola informazione tralasciata pensando "tanto è standard". Se velocità, tensione di targa, forma costruttiva e ambiente di esercizio vengono chiariti al momento dell'ordine, il motore si adatta alla macchina al primo colpo. Può esaminare le opzioni di motori trifase nella pagina motori elettrici trifase e, se ci invia la foto della targa del Suo vecchio motore, possiamo individuare insieme l'equivalente adatto.

Domande frequenti

Cosa devo fare se la targa del vecchio motore non è leggibile?

Misuri il diametro dell'albero, l'altezza d'asse dalla base, l'interasse dei fori dei piedi e, se presenti, il diametro della flangia e la disposizione dei fori. L'altezza d'asse dà la grandezza; con queste quote e con la velocità di lavoro della macchina si può determinare in gran parte il motore equivalente. Se non è sicuro della potenza, anche misurare la corrente assorbita dalla macchina è d'aiuto.

Cosa succede se monto un motore della stessa potenza ma con velocità diversa?

Cambiano la velocità della macchina e la coppia erogata dal motore. Un motore più veloce fa girare più rapidamente la macchina ed eroga una coppia minore; un motore più lento, invece, la rallenta. Compensare con pulegge o riduttore è possibile, ma richiede di ricalcolare la trasmissione.

Un motore con targa 230/400 V si può usare su una rete a 400 V?

Sì, il motore funziona collegato a stella. Questo motore però non può essere avviato in stella-triangolo; come metodo di avviamento vanno usati l'avviamento diretto, un soft starter o un inverter.

Un motore IP55 si può usare all'aperto?

IP55 protegge dalla polvere e dai getti d'acqua provenienti da ogni direzione ed è sufficiente in molte applicazioni all'aperto. Se il motore sarà esposto direttamente a pioggia, sole o lavaggi in pressione, vanno valutati a parte il tipo di installazione e un grado di protezione superiore.

Il modo più rapido per evitare un ordine errato è inviare la targa del vecchio motore: trovare l'equivalente dalla targa del motore. Per la compatibilità delle grandezze: tabella grandezze IEC – potenze.