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In un ventilatore di ricircolo per forni il calore raggiunge il motore per tre vie: per conduzione dall'albero del ventilatore e dalla piastra di collegamento, per irraggiamento dalla lamiera calda del forno e con l'aria riscaldata aspirata dalla ventola di raffreddamento del motore stesso. Questo calore logora soprattutto l'isolamento dell'avvolgimento, il grasso dei cuscinetti e i cavi nella morsettiera. Per questo il motore trifase standard si fa lavorare fuori dalla zona calda, in un punto in cui possa prendere aria fresca; nella scelta, oltre alla potenza, è determinante la temperatura dell'aria nel punto in cui si trova il motore.
Più che sulla scelta generale del motore per ventilatori da forno, questo articolo si concentra su cosa il calore danneggia nel motore, su come riconoscerlo in campo e su come i risultati si riflettono nella scelta del motore.
Quale parte del motore è colpita dal calore e come?
Non tutte le parti del motore sono colpite allo stesso modo. Sapere da dove parte il guasto aiuta a distinguere se il problema è nel motore o nella configurazione del ventilatore.
| Parte | Effetto del calore | Sintomo visibile in campo |
|---|---|---|
| Isolamento dell'avvolgimento | Il materiale isolante invecchia con la temperatura, perde elasticità e rigidità dielettrica. | Calo della resistenza di isolamento, alla fine cortocircuito fase-massa o tra spire |
| Cuscinetto e grasso | Il grasso si fluidifica, perde l'olio e si secca; il film lubrificante si indebolisce. | Rumore crescente sullo scudo anteriore, fuoriuscita di grasso, rapido deterioramento del cuscinetto |
| Albero e scudo anteriore | Il calore proveniente dal ventilatore avanza lungo l'albero e raggiunge per primo il cuscinetto anteriore. | Scudo anteriore nettamente più caldo di quello posteriore |
| Morsettiera e cavi | La guaina dei cavi si indurisce, la guarnizione perde elasticità. | Isolamento dei cavi fragile, collegamenti allentati, morsetti anneriti |
| Copriventola e aria di raffreddamento | Se l'aria aspirata dal motore è calda, la capacità della carcassa di smaltire calore diminuisce. | Surriscaldamento della carcassa anche con corrente normale, intervento della protezione termica |
Nella tabella va notato questo: la maggior parte dei sintomi fa pensare a un motore sovraccarico, mentre la corrente può essere sotto il valore di targa. In questo caso il problema non è la potenza insufficiente, ma il calore portato al motore dall'esterno.
Cosa dice e cosa non dice la classe di isolamento F?
I modelli trifase in vendita di HEM Motor hanno classe di isolamento F e grado di protezione IP55. La classe F definisce la massima classe di temperatura che il materiale dell'avvolgimento può sopportare (155 °C secondo la norma). Questo limite non riguarda l'aria attorno al motore, ma il punto più caldo all'interno dell'avvolgimento.
La temperatura dell'avvolgimento è la somma di due parti: la temperatura dell'aria di raffreddamento del motore e il riscaldamento prodotto dal motore stesso sotto carico. Vicino al forno, al crescere della temperatura dell'aria la prima parte aumenta e, a parità di carico, l'avvolgimento si avvicina al limite di classe. Secondo un diffuso approccio ingegneristico, ogni aumento permanente di circa 10 gradi della temperatura dell'avvolgimento riduce nettamente la durata dell'isolamento, all'incirca della metà. Per questo, anche se il motore continua a funzionare, in un punto caldo la sua durata si riduce silenziosamente.
I valori di targa del motore si riferiscono a condizioni ambientali standard. Se l'aria nel punto in cui si trova il motore è più calda, può servire un declassamento della potenza o una grandezza maggiore. Per questa valutazione occorre comunicare la temperatura ambiente nell'ordine; un valore misurato in campo dà un risultato più corretto di una stima. Per i dettagli sul sistema di raffreddamento può consultare l'articolo sui metodi di raffreddamento IC411 e IC416.
Come capire in campo se il calore raggiunge il motore?
Prima di ordinare un nuovo motore, alcune semplici misure indicano l'origine del problema. Esegua le misure dopo che il forno ha raggiunto la temperatura di esercizio e il motore ha lavorato per almeno un'ora.
- Aria aspirata: misuri la temperatura dell'aria dietro il copriventola del motore, nel punto di aspirazione. Annoti di quanto è più calda rispetto al resto dell'officina.
- Confronto tra scudo anteriore e posteriore: con un termometro a infrarossi misuri lo scudo anteriore lato albero e quello posteriore lato ventola. Se lo scudo anteriore è nettamente più caldo, il calore viene condotto dall'albero.
- Misura della corrente: misuri la corrente di tutte e tre le fasi sia a forno freddo sia alla temperatura di esercizio e la confronti con la corrente di targa.
- Superficie della carcassa: se c'è una differenza netta tra il lato della carcassa rivolto al forno e quello opposto, c'è un effetto di irraggiamento; si può interporre uno schermo termico.
- Controllo visivo: cerchi indurimento delle guaine dei cavi, crepe nella guarnizione della morsettiera e tracce di grasso nella zona dei cuscinetti.
Se con corrente sotto il valore di targa carcassa e scudo anteriore restano molto caldi, acquistare un motore più grande non basta da solo. Vanno prima sistemati la barriera termica lato ventilatore, il disco di raffreddamento e il flusso d'aria attorno al motore.
