Sostituzione del motore elettrico del ventilatore di aspirazione polveri: girante, velocità e potenza

Negli impianti di aspirazione polveri il ventilatore è il cuore del depolveratore a filtri: fa passare l’aria polverosa proveniente dalle bocchette di aspirazione attraverso maniche o cartucce ed espelle l’aria depurata. Quando il motore del ventilatore brucia o si vuole sostituire un motore usurato, la maggior parte delle aziende legge il valore in kW sulla targa e ordina lo stesso. Spesso funziona; ma se la girante è stata cambiata, il rapporto delle pulegge modificato o l’impianto ampliato, la vecchia targa può non rispecchiare più il fabbisogno reale. In questo articolo spieghiamo passo per passo come verificare la sostituzione del motore di un ventilatore di aspirazione polveri nel triangolo girante, velocità e potenza.

Come nasce il carico del ventilatore? Rapporto tra portata, pressione e velocità

La potenza assorbita all’albero da un ventilatore dipende dalla quantità d’aria trasportata e dalla resistenza da vincere. In una linea di aspirazione polveri questa resistenza è data da lunghezza dei canali, curve, bocchette di aspirazione e soprattutto dal grado di intasamento degli elementi filtranti. Dal punto di vista del motore il punto più importante è questo: al crescere della velocità del ventilatore, la potenza assorbita sale molto rapidamente.

I rapporti approssimati noti come leggi dei ventilatori, per lo stesso ventilatore e lo stesso impianto, indicano che:

• la portata varia all’incirca in proporzione diretta alla velocità;
• la pressione varia con il quadrato della velocità;
• la potenza all’albero varia con il cubo della velocità.

Questo rapporto cubico è molto critico nella pratica. Ad esempio, se cambiando la puleggia si aumenta la velocità del ventilatore di un decimo, la potenza all’albero cresce di circa un terzo. La decisione di "ingrandire un po’ la puleggia" per avere più aspirazione porta facilmente in sovraccarico il motore esistente. Vale anche il contrario: ridurre la velocità diminuisce sensibilmente la potenza, ma indebolisce anche l’aspirazione.

Controllo della girante: prima di scegliere il motore guardi il ventilatore

Se la sostituzione del motore avviene senza esaminare il ventilatore, il problema si ripresenta anche con il nuovo motore. I seguenti aspetti della girante si riflettono direttamente sulla scelta del motore:

• Tipo di girante: nelle giranti a pale rovesce la potenza, oltre un certo punto, non cresce molto all’aumentare della portata. Nelle giranti a pale radiali (dritte) e a pale in avanti, invece, la potenza continua a crescere con la portata. Le giranti a pale radiali, frequenti nelle linee con forte carico di polvere, sono il tipo che carica di più il motore quando il filtro è pulito.
• La girante è stata cambiata? se in una riparazione precedente è stata montata una girante di diametro maggiore o con angolo delle pale diverso, la vecchia targa del motore può non coprire il fabbisogno della nuova girante. Annoti diametro e tipo della girante.
• Equilibratura e accumuli: la polvere che aderisce alle pale appesantisce la girante e ne altera l’equilibrio. Una girante squilibrata si traduce in vibrazioni sui cuscinetti del motore. Far pulire la girante e controllarne l’equilibratura prima di montare il nuovo motore ne preserva la durata.
• Inerzia: le giranti grandi e pesanti impiegano molto tempo ad accelerare all’avviamento. Per tutto questo tempo il motore assorbe una corrente elevata; protezione termica e sistema di avviamento vanno regolati di conseguenza.

Abbinamento della velocità: ventilatori ad accoppiamento diretto e a cinghia

Ventilatore ad accoppiamento diretto

Se la girante è calettata direttamente sull’albero motore o collegata tramite giunto, la velocità del ventilatore è uguale a quella del motore. In questo caso il nuovo motore deve avere assolutamente lo stesso numero di poli. Se al posto di un motore a 2 poli si monta un modello a 4 poli, la velocità del ventilatore si dimezza e l’aspirazione diventa molto debole; il contrario sovraccarica motore e ventilatore e può superare la velocità periferica ammessa della girante. La velocità di targa è quella nominale: sulla targa di un motore noto come "a 3000 giri" si legge ad esempio 2930 o 2945 giri/min, ed è normale a causa dello scorrimento.

Ventilatore a cinghia e puleggia

La velocità del ventilatore deriva dalla velocità del motore e dal rapporto delle pulegge. Qui è teoricamente possibile cambiare il numero di poli del motore e compensare con le pulegge, ma ogni modifica cambia coppia, velocità della cinghia e carico sull’albero. La strada più sicura è mantenere la velocità del motore esistente e lasciare invariate le pulegge. Se deve trasferire la puleggia sul nuovo albero, confronti diametro dell’albero e dimensione della linguetta nei disegni tecnici; le quote sono riportate anche nel catalogo tecnico e prodotti 2026.

Abbinamento della potenza: quando mettere in dubbio il valore di targa?

Se si verifica una delle seguenti situazioni, invece di copiare direttamente i kW del vecchio motore, rivaluti l’impianto:

• il vecchio motore interveniva spesso sul termico o la carcassa si scaldava al punto da non poterla toccare;
• sulla linea sono state aggiunte nuove bocchette di aspirazione, il canale è stato allungato o è cambiato il tipo di filtro;
• la girante o la puleggia sono state cambiate in una riparazione precedente;
• la corrente del vecchio motore è stata misurata ed è risultata superiore a quella di targa.

In questi controlli il dato più prezioso è la corrente misurata sull’impianto in funzione. Effettui le misure sia con il filtro appena pulito sia prima della pulizia. Nei ventilatori radiali, con il filtro pulito o la serranda completamente aperta, la resistenza dell’aria cala, la portata aumenta e il motore è più caricato. Il motore va valutato per questa condizione di carico massimo. La potenza non si ricava solo dal diametro del ventilatore o dalla dimensione del depolveratore; per il valore esatto fanno fede i dati del costruttore del ventilatore o la misura in campo.

Uso della serranda all’avviamento

Nei ventilatori radiali, avviare con la serranda di aspirazione chiusa riduce la potenza assorbita durante l’accelerazione. Nei grandi ventilatori con tempi di avviamento lunghi questa pratica va valutata insieme alla scelta del metodo di avviamento (diretto, stella-triangolo, soft starter o azionamento).

Funzionamento con convertitore di frequenza

Le aziende che vogliono regolare la portata con la velocità anziché con la serranda usano un inverter. Le nostre serie trifase sono adatte alla regolazione della velocità con convertitore di frequenza; nel funzionamento prolungato a bassa velocità con coppia piena può servire una ventilazione esterna e, se il cavo tra azionamento e motore è lungo, si valuta un filtro dv/dt o sinusoidale; queste condizioni vanno indicate nell’ordine. Per i dettagli può consultare la domanda sull’uso con inverter. Poiché con carico da ventilatore la coppia richiesta cala rapidamente al diminuire della velocità, questa soluzione è diffusa sui ventilatori; tuttavia superare i 50 Hz con l’inverter porta rapidamente il motore in sovraccarico, a causa del rapporto cubico visto sopra.

Ambiente e posizione: dove si trova il motore rispetto all’aria polverosa?

La maggior parte dei ventilatori di aspirazione polveri è installata sul lato aria pulita del filtro; così girante e motore incontrano aria relativamente pulita. Nei ventilatori che lavorano a monte del filtro, sul lato aria polverosa, la girante si usura e attorno al motore si accumula polvere. I nostri modelli in vendita hanno grado di protezione IP55 e classe di isolamento F. Se le alette di raffreddamento e il copriventola del motore si intasano di polvere, il raffreddamento peggiora; va pianificata una pulizia regolare. Se l’aria trasportata è calda, la carcassa del motore va posizionata fuori da questo flusso, con un raffreddamento adeguato. In presenza di polveri combustibili o di atmosfera esplosiva, questa condizione va sempre comunicata prima dell’ordine; può non rientrare nell’ambito del motore standard.

Per altri aspetti delle applicazioni con ventilatori può consultare la pagina dei motori per ventilatori e aspiratori.

Modelli di esempio e uno scenario di sostituzione ipotetico

I modelli seguenti sono esempi di potenze e velocità frequenti nei ventilatori di aspirazione polveri. La scelta definitiva si basa sui dati e sulle misure del Suo ventilatore.

• 132S1-2 carcassa in ghisa: 5,5 kW (7,5 CV), 2 poli, 2930 giri/min nominali, IEC 132S, 400/690 V (Δ/Y), 50 Hz.
• 160M1-2 carcassa in ghisa: 11 kW (15 CV), 2 poli, 2945 giri/min nominali, IEC 160M, 400/690 V (Δ/Y), 50 Hz.
• 160M-4 carcassa in ghisa: 11 kW (15 CV), 4 poli, 1465 giri/min nominali, IEC 160M, 400/690 V (Δ/Y), 50 Hz.

I modelli 160M1-2 e 160M-4, di pari potenza, hanno entrambi grandezza 160M, ma velocità che differiscono della metà. Per questo la corrispondenza della grandezza non significa che il motore sia adatto al Suo ventilatore; anche il numero di poli deve coincidere. Il prezzo aggiornato è nella scheda prodotto di ciascun modello.

Esempio ipotetico: il caso seguente non è un’applicazione reale di un cliente. Supponiamo che in una falegnameria bruci il motore di un ventilatore di aspirazione radiale ad accoppiamento diretto. Sulla targa si legge 11 kW e 2945 giri/min. Prima si controlla la girante: si rimuovono i trucioli incrostati, si verifica l’equilibratura e si conferma che la girante non è mai stata cambiata. Poiché sulla linea non sono state aggiunte nuove bocchette, la potenza resta la stessa; il numero di poli deve rimanere invariato, quindi si valuta il 160M1-2 a 2 poli. Dopo la messa in servizio si misura la corrente con il filtro pulito e la si confronta con quella di targa. Data l’infiammabilità della polvere di legno, le condizioni ambientali vengono indicate a parte nell’ordine.

Conclusione: cosa inviare prima dell’ordine

Il motore giusto per un ventilatore di aspirazione polveri si trova valutando insieme tipo e stato della girante, velocità del ventilatore e carico reale dell’impianto. Il valore di targa è un buon punto di partenza, ma se girante, puleggia o canali sono cambiati da solo non basta. Per stabilire insieme il modello corretto ci invii queste informazioni:

• potenza, velocità e foto della targa del motore esistente
• tipo di collegamento del ventilatore (accoppiamento diretto, con giunto o a cinghia) ed eventuale rapporto delle pulegge
• tipo e diametro della girante, e se la girante è stata cambiata
• forma costruttiva (con piedi, flangiata o verticale), tensione di rete e metodo di avviamento
• corrente di esercizio, se misurata; condizioni ambientali (tipo di polvere, temperatura, infiammabilità)

Consulti i modelli adatti e i prezzi aggiornati nella pagina acquista motori elettrici. Per trovare l’equivalente del motore del Suo ventilatore ci invii la targa del motore; per altre domande può usare la nostra pagina contatti.