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Nell'azionamento di un ventilatore il motore ad accoppiamento diretto è la scelta giusta se i giri richiesti dal ventilatore corrispondono a una velocità standard del motore (circa 3000, 1500 o 1000 giri/min), se l'aria trasportata è abbastanza pulita da poter lambire il motore e se la facilità di manutenzione è prioritaria. La trasmissione a cinghia e pulegge prevale invece se i giri del ventilatore cadono tra le velocità standard, se il motore deve restare fuori da un flusso di gas caldo o polveroso e se i giri vanno regolati sul campo. Questo articolo confronta le due soluzioni dal punto di vista dell'applicazione al ventilatore e mostra con quali domande prendere la decisione.
Le due soluzioni in breve: albero, mozzo e puleggia
Nell'azionamento ad accoppiamento diretto la girante o l'elica è montata direttamente sull'estremità dell'albero motore oppure collegata con un giunto corto. I giri del ventilatore coincidono con i giri nominali del motore. Il motore è fissato a flangia sulla cassa del ventilatore oppure con i piedi su un telaio comune.
Nell'azionamento a cinghia e pulegge la girante è calettata su un albero con un proprio gruppo di supporti; il motore fa girare questo albero tramite cinghia e pulegge. I giri del ventilatore sono il prodotto dei giri del motore per il rapporto tra i diametri delle pulegge. Il motore è per lo più montato su una slitta tendicinghia o su un basamento incernierato.
Questa differenza costruttiva è all'origine di quasi tutte le righe del confronto che segue.
Tabella di confronto
| Criterio | Accoppiamento diretto | Cinghia e pulegge |
|---|---|---|
| Giri del ventilatore | Limitati ai giri nominali del motore (ad es. 2930, 1460, 970 giri/min) | Regolati sui giri desiderati tramite il rapporto delle pulegge |
| Perdite di trasmissione | Praticamente nulle | Perdite della cinghia e slittamento; aumentano al calare della tensione della cinghia |
| Manutenzione | Nessuna cinghia; bastano controllo dell'allineamento e dei cuscinetti | Tensionamento periodico, sostituzione di cinghie e gole delle pulegge |
| Carico sull'albero motore | Peso della girante e spinta gravano sull'albero | La tensione della cinghia applica una forza radiale costante all'estremità dell'albero |
| Posizione del motore | Vicino alla girante; spesso dentro o a lato del flusso d'aria | Può essere spostato fuori dal flusso di gas, in un punto fresco e pulito |
| Regolazione dei giri sul campo | Solo con convertitore di frequenza | Sostituendo le pulegge oppure con azionamento |
| Avviamento | L'inerzia della girante si riflette direttamente sul motore | L'inerzia è riportata al motore secondo il quadrato del rapporto delle pulegge; la cinghia può slittare all'avviamento |
| Ingombro | Compatto, su un unico asse | Più ampio; richiede un carter di protezione della cinghia |
La domanda sui giri: i giri richiesti dal ventilatore corrispondono a una velocità standard?
È la prima e la più decisiva domanda. La girante del ventilatore è progettata per fornire portata e pressione richieste a un numero di giri scelto dal costruttore. Se questi giri sono vicini ai giri nominali di un motore a 2, 4 o 6 poli, è possibile l'accoppiamento diretto. Altrimenti le strade sono due: regolare i giri con cinghia e pulegge oppure far funzionare il motore ad accoppiamento diretto ai giri desiderati con un convertitore di frequenza.
Seguendo la via del convertitore di frequenza, superare i 50 Hz è pericoloso con un carico da ventilatore: poiché la potenza all'albero aumenta all'incirca con il cubo dei giri, un aumento di velocità di pochi punti percentuali porta rapidamente il motore in sovraccarico. Al di sotto dei 50 Hz la situazione è invece più tranquilla, perché diminuisce anche la coppia richiesta dal carico del ventilatore. Le nostre serie trifase sono adatte al controllo di velocità con convertitore di frequenza; per il funzionamento prolungato a bassi giri con coppia piena può servire una ventilazione esterna, se il cavo tra azionamento e motore è lungo si valuta un filtro dv/dt o sinusoidale; queste condizioni vanno comunicate nell'ordine.
Un punto da non dimenticare: i giri in targa sono quelli nominali, non quelli sincroni. Un motore "da 1500 giri" gira in realtà a circa 1450–1465 giri/min a seconda del carico. In un ventilatore ad accoppiamento diretto questa differenza si riflette direttamente sui giri della girante.
La domanda sull'ambiente: il motore resterà nel flusso di gas?
Nei ventilatori assiali ad accoppiamento diretto il motore si trova spesso dietro l'elica, in pieno flusso d'aria. Con ventilatori che trasportano aria pulita e fresca è un vantaggio: l'aria che passa raffredda anche il motore. Se però l'aria trasportata è calda, polverosa, carica di vapori d'olio o umida, il motore è esposto direttamente a queste condizioni.
La trasmissione a cinghia è il modo più semplice per separare il motore dal flusso di gas. È per questo che nei ventilatori di ricircolo dei forni, nei ventilatori per fumi e nei ventilatori di aspirazione con molta polvere sono diffuse soluzioni a cinghia o con albero lungo su supporti. I modelli trifase HEM Motor in vendita hanno grado di protezione IP55 e classe di isolamento F; il motore standard non è progettato per lavorare all'interno di un flusso di gas caldo. Un impiego di questo tipo richiede un motore speciale e può non rientrare nell'ambito della serie standard del catalogo 2026 di HEM Motor.
