Motore elettrico per pompe a cassa divisa (split case)

Nelle stazioni di sollevamento che alimentano la rete idrica cittadina, nelle condotte principali dei consorzi irrigui e nei circuiti di raffreddamento delle centrali, la portata maggiore è spesso affidata alle pompe orizzontali a cassa divisa. In queste pompe la girante aspira l’acqua da entrambi i lati e, rimuovendo la metà superiore della cassa, si accede a girante e cuscinetti. Questa pagina tratta il motore elettrico che aziona la pompa; per una panoramica generale dei tipi di pompa consulti la pagina principale motori elettrici per pompe.

Il carico che il motore sostiene in una pompa a doppia aspirazione

Nella girante a doppia aspirazione l’acqua entra simmetricamente dalle due facce. Questa simmetria bilancia in larga misura la spinta assiale che, nelle pompe a singola aspirazione, grava sui cuscinetti di motore e pompa. Per il motore il risultato è questo: il carico sull’albero è prevalentemente coppia torcente, trasmessa attraverso il giunto.

Queste pompe, però, funzionano a lungo senza interruzione. Per questo il valore decisivo non è il picco di carico di breve durata, ma la capacità del motore di restare nel punto nominale senza superare il limite di riscaldamento continuo. In un impianto che si sposta verso l’estremità destra della curva della pompa, cioè verso bassa pressione e alta portata, la potenza all’albero aumenta; nella scelta del motore va considerata la potenza all’albero massima indicata dal costruttore della pompa.

Potenza e giri: motori in ghisa di grande grandezza

Poiché le pompe a cassa divisa sono progettate per grandi portate, anche i motori che le azionano appartengono perlopiù alle grandezze superiori della gamma. La famiglia di motori con carcassa in ghisa di HEM Motor arriva fino a 355 kW; in questa classe i modelli a 4 poli (1500 giri/min) e a 6 poli (1000 giri/min) sono gli abbinamenti abituali delle pompe split case. Nella progettazione delle pompe si sceglie spesso una velocità ridotta per limitare la velocità periferica della girante e il rischio di cavitazione lato aspirazione.

Ad esempio, il modello 90 kW 1500 giri/min ghisa 280M-4 eroga 578,4 Nm a 1486 giri/min nominali. In una stazione più grande, il modello 160 kW 1500 giri/min ghisa 315L1-4 ha 1488 giri/min nominali e una corrente nominale di 271 A a 400 V. Per grandi giranti a bassa velocità il modello 132 kW 1000 giri/min ghisa 315L2-6 produce 1276 Nm a 988 giri/min. Questi modelli da 75 kW in su hanno fattore di servizio 1,15; questo valore è un margine di sicurezza, non un motivo per scegliere un motore più piccolo. I modelli citati sono esempi; la scelta definitiva dipende dalla potenza all’albero della pompa, dal numero di giri richiesto, dal montaggio e dalle condizioni di esercizio.

Senso di rotazione: un dato da chiarire prima dell’ordine

Le pompe split case sono costruite per ruotare in senso orario o antiorario a seconda della posizione delle bocche di aspirazione e mandata. Il senso della pompa determina la disposizione del basamento e il collegamento delle tubazioni; di conseguenza cambia anche il lato da cui si accoppia il motore. Il senso è indicato sulla targa della pompa o dalla freccia sulla cassa ed è di solito definito guardando dal lato motore.

Il senso di rotazione di un motore asincrono trifase standard si inverte scambiando due dei conduttori di alimentazione. Tuttavia, alla prima messa in servizio, prima di collegare il giunto il motore va fatto girare brevemente a vuoto per verificare il senso. Una pompa che gira al contrario non fornisce la pressione attesa; se la situazione si prolunga, i componenti della pompa possono danneggiarsi. Indichi nell’ordine la posizione del motore sul basamento e il senso di rotazione.

Allineamento sul basamento e nuovo controllo a caldo

Motore e pompa sono fissati a un basamento comune in acciaio e il giunto elastico interposto tollera piccoli disallineamenti; tuttavia il giunto non è un componente che corregge un cattivo allineamento. Il disallineamento riduce la durata dei cuscinetti, aumenta le vibrazioni e provoca perdite dal lato premistoppa o tenuta meccanica.

Allineamento a freddo

Prima si verifica che il basamento appoggi sul calcestruzzo e che i tirafondi siano serrati. Si controlla che ciascun piede del motore poggi completamente sul basamento; un piede che resta sollevato, una volta serrato, deforma la carcassa. Poi si misurano gli scostamenti radiale e angolare con comparatore o con un dispositivo di allineamento laser, e la regolazione si esegue con spessori in acciaio inox posti sotto i piedi del motore. Le tubazioni vanno collegate alla pompa senza tensioni; una flangia che tira sposta la cassa dall’allineamento.

Dilatazione termica e seconda misura

Motore e pompa, raggiunta la temperatura di esercizio, non si dilatano nella stessa misura. La carcassa del motore si scalda, mentre la pompa assume la temperatura dell’acqua che convoglia; nei circuiti di acqua calda o di raffreddamento questa differenza è più marcata. Il costruttore della pompa indica il margine da lasciare nell’allineamento a freddo. Dopo alcune ore di funzionamento la macchina va fermata e l’allineamento rimisurato subito, correggendolo se necessario.

Metodo di avviamento e monitoraggio della temperatura dei cuscinetti

Ad alte potenze l’avviamento diretto assorbe dalla rete un’elevata corrente di spunto e può generare un colpo d’ariete nella colonna d’acqua. Per questo nelle pompe split case si usano spesso stella-triangolo, avviatore statico o inverter. La scelta dipende dalla potenza del trasformatore, dalla lunghezza della condotta, dalla disposizione della valvola di ritegno e dall’esigenza di regolare la portata; la decisione spetta al progetto elettrico e idraulico dell’impianto. Con l’avviamento stella-triangolo la tensione di collegamento a triangolo del motore deve corrispondere alla tensione di rete.

Le nostre serie trifase sono adatte alla regolazione di velocità con inverter; per un funzionamento prolungato a basso numero di giri con coppia piena può servire una ventilazione forzata, con cavi lunghi si valuta un filtro dv/dt o sinusoidale e nelle grandezze maggiori possono essere necessari cuscinetti isolati o la messa a terra dell’albero. Queste condizioni vanno indicate nell’ordine. Per i dettagli consulti la pagina motori compatibili con inverter.

In una pompa che gira a lungo senza sorveglianza, il primo segnale di guasto è spesso un aumento di temperatura nella zona dei cuscinetti. La sonda di temperatura PT100 è un’opzione d’ordine; la posizione della sonda e il relè di monitoraggio a cui collegarla si concordano in fase d’ordine. Per le pompe di riserva che restano ferme a lungo si può richiedere anche una scaldiglia anticondensa.

Tabella di scelta per applicazione

I giri in tabella sono valori frequenti nella pratica, non una scelta definitiva; fanno fede i dati del costruttore della pompa e la targa del motore esistente.

Per le pompe a cassa divisa che alimentano la rete idrica antincendio, la scelta del motore segue la normativa locale e i requisiti del progettista dell’impianto; documenti o approvazioni necessari vengono confermati in fase d’ordine. L’argomento è trattato anche nella pagina motori elettrici per pompe antincendio.

Informazioni necessarie per l’offerta

Per preparare l’offerta in un’unica volta ci comunichi: il tipo di macchina o pompa che il motore azionerà, la potenza richiesta (kW), il numero di giri (giri/min), la tensione dell’impianto, la forma costruttiva, il senso di rotazione e la quantità. Aggiunga il metodo di avviamento, l’eventuale uso di un inverter e la richiesta di PT100 o scaldiglia anticondensa. La forma costruttiva B3 con piedi e le altre forme sono disponibili in base alla grandezza; flangia e dimensioni dell’albero vengono confermate in fase d’ordine.

Se sostituisce un motore esistente, la via più rapida è inviare la foto della targa del motore. Può vedere i modelli e i prezzi aggiornati nello shop acquista motore elettrico e contattarci per qualsiasi domanda tramite la pagina contatti. I modelli disponibili a magazzino vengono spediti dal deposito in Turchia.

Domande frequenti

Sostituendo il motore di una pompa split case occorre rifare l’allineamento?

Sì. Anche se l’altezza d’asse e il piano dei piedi del nuovo motore sono uguali a quelli del vecchio, cambiano gli spessori e il serraggio dei tirafondi. Va eseguito l’allineamento a freddo e, dopo alcune ore di funzionamento, va rimisurato a caldo.

Se cambia il senso di rotazione della pompa, cambia anche il motore?

Il senso di rotazione del motore si inverte scambiando due conduttori di fase. Se però la pompa è un modello a rotazione inversa, il motore può passare sull’altro lato del basamento; in questo caso va rivalutata la posizione della morsettiera e dell’ingresso cavi.

In una pompa a cassa divisa si può usare un motore da 1000 giri/min al posto di uno da 1500 giri/min?

La pompa va fatta funzionare al numero di giri per cui è stata scelta. Se i giri diminuiscono, calano anche portata e prevalenza; un cambio di velocità si esegue solo con l’approvazione del costruttore della pompa e insieme alla scelta della girante.

Si può aggiungere in seguito una sonda al motore per monitorare la temperatura dei cuscinetti?

La sonda PT100 è un’opzione d’ordine e la soluzione migliore è segnalare l’esigenza in fase d’ordine. La possibilità di aggiungerla in seguito a un motore esistente va valutata separatamente in base alla carcassa del motore.

Quale metodo di avviamento scegliere per un motore di pompa di grande potenza?

Non esiste un unico metodo corretto. In base alla capacità della rete, al rischio di colpo d’ariete e all’esigenza di regolare la portata si sceglie stella-triangolo, avviatore statico o inverter; la decisione si prende insieme al progetto elettrico dell’impianto.