Cosa verificare quando si acquista un motore elettrico per ventilatore a chiocciola?

Il ventilatore a chiocciola è un ventilatore radiale (centrifugo) che prende il nome dalla forma a spirale della sua cassa. Aspira l'aria lungo l'asse, la proietta verso la periferia e, grazie alla cassa a spirale, la converte in pressione. È molto usato in ventilazione, aspirazione, essiccazione, aria comburente e linee di processo. Quando si acquista un motore elettrico per questi ventilatori, potenza e velocità sono naturalmente la prima domanda; ma tipo di collegamento, senso di rotazione, posizione di montaggio e ambiente di lavoro del ventilatore sono altrettanto determinanti. Questo articolo elenca, come una checklist per l'acquirente, cosa verificare prima di ordinare il motore per un ventilatore a chiocciola.

Conosca prima la struttura del ventilatore: dove si trova il motore?

I ventilatori a chiocciola si accoppiano al motore secondo tre configurazioni di base. Senza sapere quale sia la Sua, non è possibile scegliere il motore giusto.

• Accoppiamento diretto (girante sull'albero motore): il mozzo della girante è calettato direttamente sull'albero motore. È diffuso nei ventilatori piccoli e medi. Il motore sostiene direttamente sui propri cuscinetti il peso e lo squilibrio della girante. Di solito il motore è fissato tramite flangia a una mensola o alla cassa.
• Con giunto: il ventilatore ha un proprio albero con supporti, il motore poggia con i piedi su un basamento ed è collegato con un giunto elastico. Il carico della girante resta sui supporti del ventilatore.
• Con cinghia e pulegge: il motore è collocato di solito accanto o sotto la cassa del ventilatore, su una slitta. La velocità del ventilatore deriva dalla velocità del motore e dal rapporto delle pulegge; offre flessibilità di regolazione ma applica un carico laterale all'albero.

Nel motore per un ventilatore ad accoppiamento diretto diventano critici estremità d'albero, flangia e carico sui cuscinetti. Nei ventilatori con giunto e a cinghia contano invece soprattutto il fissaggio dei piedi e la quota dell'estremità d'albero.

Velocità: perché nel ventilatore a chiocciola non si cambia il numero di poli?

Pressione e portata prodotte dal ventilatore a chiocciola sono determinate dal diametro della girante e dalla velocità. Il costruttore progetta la girante per una determinata velocità, che di solito corrisponde a un motore a 2 poli (3000 giri/min di sincronismo) o a 4 poli (1500 giri/min di sincronismo). Il valore riportato in targa è la velocità nominale: per esempio 2895 o 2905 giri/min in un motore a 2 poli, 1450 o 1460 giri/min in un motore a 4 poli.

In un ventilatore ad accoppiamento diretto, cambiare il numero di poli modifica l'intera caratteristica del ventilatore. Se la velocità si dimezza, la pressione scende a un quarto; se la velocità raddoppia, la potenza del ventilatore sale di circa otto volte e la girante può superare il proprio limite di resistenza. Per questo, nell'ordine di un motore di ricambio, la regola di base è mantenere il numero di poli indicato in targa. Se occorre cambiare la velocità, lo si fa con l'approvazione del costruttore del ventilatore e di solito tramite il rapporto delle pulegge o un inverter.

Regolazione della velocità con inverter

Le nostre serie trifase sono adatte alla regolazione della velocità con inverter; per il funzionamento prolungato a bassa velocità con coppia piena può servire una ventilazione esterna, se il cavo tra inverter e motore è lungo si valuta un filtro dv/dt o sinusoidale; queste condizioni vanno indicate in fase d'ordine. Poiché nel carico di un ventilatore la coppia diminuisce al calare della velocità, il rischio di surriscaldamento a bassa velocità è di solito limitato; se però si prevede di lavorare oltre 50 Hz, va valutata a parte l'idoneità di motore e girante. I dettagli sono riportati nella pagina sull'uso con inverter.

Senso di rotazione e posizione della cassa

Nei ventilatori a chiocciola il senso di rotazione della girante deve essere coerente con il verso di apertura della cassa a spirale. Un ventilatore radiale che gira al contrario continua a spostare una certa quantità d'aria; per questo l'errore può non essere notato a prima vista. Portata e pressione, però, calano sensibilmente, la corrente risulta diversa da quella attesa e l'impianto lavora in modo inefficiente.

• Controlli la freccia del senso di rotazione sulla cassa del ventilatore; se manca, determini il senso dal verso di apertura della cassa.
• Nei motori trifase il senso di rotazione si inverte scambiando di posto due fasi. Prima di collegare il motore alla girante, il senso va verificato con un breve avviamento.
• La ventola di raffreddamento dei motori standard è in genere adatta a entrambi i sensi di rotazione. Indicare comunque nell'ordine il senso di rotazione richiesto permette di discutere in anticipo, soprattutto per le grandi potenze, un'eventuale soluzione di raffreddamento unidirezionale.

La posizione della cassa (bocca di uscita rivolta verso l'alto, di lato o verso il basso) non cambia direttamente la scelta del motore, ma influisce sulla posizione del motore e sull'accesso alla morsettiera. Su quale lato debba trovarsi la morsettiera va valutato in anticipo, così che l'ingresso del cavo sia agevole.

Forma di montaggio: con piedi, flangiata, verticale

Nei ventilatori a chiocciola le forme più comuni sono B3 (con piedi), B5 o B14 (flangiate) e B35 (con piedi e flangia). Nei ventilatori installati sul tetto o ad asse verticale il motore può lavorare in posizione verticale (V1 albero verso il basso, V3 albero verso l'alto). Nel funzionamento verticale i cuscinetti sostengono il peso della girante anche in direzione assiale; per questo la posizione di montaggio va indicata chiaramente nell'ordine.

Le opzioni B3, B5, B14, B34, B35 e verticali V1/V3/V5/V6/V15 sono disponibili a seconda della grandezza; la quota della flangia viene confermata in fase d'ordine. Che una flangia si chiami "B5" non significa che coincida con la circonferenza dei fori della mensola del Suo ventilatore. Per le quote consulti i disegni tecnici; le forme disponibili sono riassunte nella domanda sulle forme costruttive.

Ambiente: aria calda, umidità e polvere

L'aria trasportata dal ventilatore a chiocciola può non coincidere con l'ambiente in cui lavora il motore. Qui occorre distinguere due casi.

• Motore fuori dal flusso d'aria: nei ventilatori con giunto e a cinghia il motore lavora di solito fuori dal flusso d'aria trasportato, con il proprio raffreddamento. Anche se l'aria trasportata è calda, il motore deve restare fuori dalla zona calda ed essere protetto, se necessario, da uno schermo termico.
• Motore vicino al flusso d'aria: nei ventilatori ad accoppiamento diretto il motore è adiacente alla cassa; se la cassa è calda, il calore passa al motore attraverso flangia e albero. Nei ventilatori che trasportano gas caldi questa configurazione va valutata a parte, evitando installazioni in cui il motore standard lavori immerso nel gas caldo.

I nostri modelli in vendita hanno grado di protezione IP55 e classe di isolamento F. Per un ventilatore all'aperto, esposto direttamente alla pioggia, si prevede una protezione superiore. Se il carico di polvere è elevato, occorre pulire regolarmente le alette di raffreddamento. In ambienti chiusi e puliti la carcassa in alluminio, grazie alla leggerezza, facilita il montaggio; in ambienti gravosi e con vibrazioni si può valutare la carcassa in ghisa.

Modelli di esempio: nelle potenze tipiche dei ventilatori a chiocciola

I modelli seguenti sono esempi di potenze e velocità frequenti nei ventilatori a chiocciola per ventilazione e aspirazione. Il fabbisogno di potenza del Suo ventilatore è determinato dai dati del costruttore e dalla targa del motore attuale; questo elenco non è una raccomandazione, ma un esempio.

Faccia attenzione alla riga della tensione: il modello 100L-2 ha targa 230/400 V (Δ/Y) e su una rete a 400 V si collega a stella (Y); i modelli 112M-2 e 132S-4 hanno targa 400/690 V (Δ/Y) e su una rete a 400 V si collegano a triangolo (Δ). Questa differenza è importante nei quadri in cui è previsto l'avviamento stella-triangolo: l'avviamento stella-triangolo si esegue con un motore con targa 400/690 V, adatto al funzionamento a triangolo su rete a 400 V. Il prezzo aggiornato è nella pagina prodotto di ciascun modello; le altre potenze sono nell'elenco dei modelli con carcassa in alluminio.

Esempio ipotetico: sostituzione del motore di un aspiratore da tetto

Il flusso seguente è ipotetico e non descrive un'applicazione reale di un cliente. Supponiamo che il motore dell'aspiratore a chiocciola sul tetto di un'azienda abbia iniziato negli anni a fare rumore ai cuscinetti e debba essere sostituito. In targa si leggono 4 kW e una velocità di circa 2900 giri/min, il motore è fissato con flangia alla mensola del ventilatore e la girante è direttamente sull'albero.

• Mantenga il numero di poli: 4 kW e 2 poli indicano il modello con codice 112M-2.
• Verifichi il collegamento: la circonferenza dei fori della flangia sulla mensola e il diametro dell'albero vengono confrontati con il disegno tecnico; si conferma che il mozzo della girante si adatti al nuovo albero.
• Controlli il senso di rotazione: alla prima alimentazione il motore viene fatto girare brevemente senza girante e il senso si confronta con la freccia sulla cassa.
• Indichi l'ambiente: trattandosi di una posizione sul tetto esposta alla pioggia, si prevede una protezione superiore e lo si annota nell'ordine.
• Verifichi l'alimentazione: se il quadro esegue l'avviamento stella-triangolo, si controlla che il modello con targa 400/690 V sia adatto al funzionamento a triangolo a 400 V.

Conclusione e dati prima dell'ordine

Il motore giusto per un ventilatore a chiocciola si sceglie valutando insieme configurazione di collegamento, numero di poli, senso di rotazione, posizione di montaggio e ambiente. Mantenere potenza e velocità indicate in targa è nella maggior parte dei casi il punto di partenza corretto; le quote di flangia e albero vengono invece confermate a parte in fase d'ordine. Ci invii questi dati:

• Potenza, velocità e foto della targa del motore attuale
• Configurazione di collegamento del ventilatore (accoppiamento diretto, con giunto, a cinghia)
• Forma di montaggio (B3, B5, B14, B35 o verticale) e, se flangiato, quota della mensola
• Tensione di rete e metodo di avviamento (diretto, stella-triangolo, inverter)
• Campo di impiego e ambiente (all'aperto, aria calda, polvere)

Consulti i modelli adatti e i prezzi aggiornati nella pagina acquista motori elettrici. Le informazioni specifiche per le applicazioni con ventilatori sono nella pagina motori per ventilatori e aspiratori. Per chiedere il modello adatto in base ai dati di targa del Suo motore, invii la foto della targa oppure ci contatti.