Motore elettrico per ventilatori centrifughi

Nel ventilatore centrifugo (radiale) è la girante a mettere in movimento l'aria, mentre la chiocciola la raccoglie e la trasforma in pressione; la potenza che fa ruotare la girante proviene dal motore elettrico asincrono trifase. Questa pagina tratta il lato motore: carico, collegamento e protezione. Se desidera una panoramica degli altri tipi, come ventilatori assiali, per bruciatori e jet fan, la pagina Motori per ventilatori e aspiratori è un buon punto di partenza.

Girante radiale e chiocciola: quale carico sostiene il motore?

L'aria entra assialmente dal mozzo della girante, viene proiettata verso l'esterno tra le pale e, rallentando nella sezione crescente della chiocciola, acquista pressione. A parità di portata fornisce una pressione molto più alta di un ventilatore assiale, per questo è la scelta nei sistemi con filtri, canali lunghi o cicloni.

Il carico che vede il motore ha due componenti: la potenza all'albero necessaria per spingere l'aria e l'inerzia rotazionale della massa della girante. La prima determina la corrente in esercizio continuo, la seconda la durata dell'avviamento. La potenza all'albero è grosso modo proporzionale al cubo della velocità; è una regola approssimativa che dipende dalla resistenza del sistema, il valore esatto lo fornisce la curva del ventilatore.

La nostra pagina dal nome simile motore elettrico per pompe centrifughe tratta le pompe per liquidi; qui l'argomento sono i ventilatori che movimentano aria e gas.

Come il tipo di pala modifica la curva di potenza

Ogni geometria di pala carica il motore in modo diverso; oltre al punto di progetto contano anche i punti estremi di esercizio.

Pale curve in avanti

Hanno numerose pale corte, curvate nel senso di rotazione, e forniscono una portata elevata in una carcassa piccola. La caratteristica critica è che la potenza assorbita continua a crescere con la portata. Una prova senza canale, un filtro smontato o una serranda completamente aperta portano il ventilatore all'estremo destro della curva e il motore può andare in sovraccarico. Il motore va valutato in base alla condizione di esercizio con la resistenza minima.

Pale rovesce

Le pale sono inclinate in senso opposto alla rotazione. La curva di potenza raggiunge un massimo a una certa portata e poi scende; se il motore è scelto su questo valore massimo, non si verifica sovraccarico. Sono diffuse nell'aspirazione e nell'aria di processo.

Pale radiali (diritte)

Le pale si estendono diritte dal mozzo verso l'esterno; resistono all'adesione della polvere e all'usura e si impiegano nelle linee di trasporto materiale. La potenza cresce con la portata e la girante è spesso pesante: sovraccarico e avviamento lungo vanno quindi considerati insieme.

Girante sull'albero o cinghia e puleggia?

Nella configurazione ad accoppiamento diretto la girante è montata sull'albero motore o sull'albero del ventilatore collegato tramite giunto, e la velocità del ventilatore coincide con quella del motore; sulla rete a 50 Hz, con 2, 4 o 6 poli, resta nella classe 3000, 1500 o 1000 giri/min. Se la girante è calettata direttamente sull'albero, il suo peso e lo squilibrio residuo gravano sui cuscinetti del motore; estremità d'albero e sede della chiavetta devono corrispondere al disegno del costruttore del ventilatore.

Nella configurazione a cinghia e puleggia la velocità del ventilatore è determinata dal rapporto delle pulegge: velocità del ventilatore ≈ velocità del motore × diametro della puleggia motore ÷ diametro della puleggia del ventilatore, leggermente inferiore a causa dello slittamento della cinghia. La regolazione fine della portata diventa più semplice, ma la tensione della cinghia aggiunge una forza radiale sull'albero motore. Montare la puleggia vicino alla battuta dell'albero, non tendere eccessivamente la cinghia e non scegliere una puleggia motore troppo piccola protegge i cuscinetti; se si prevede un carico radiale elevato, lo indichi nell'ordine.

A seconda della grandezza sono disponibili esecuzioni con piedi (B3), flangiate (B5, B14), con piedi e flangia (B34, B35) e verticali (V1, V3, V5, V6, V15); flangia e dimensioni dell'albero vengono definite insieme in fase d'ordine. Nei ventilatori a cinghia è diffusa la carcassa con piedi, in quelli con girante sostenuta dalla flangia la carcassa con piedi e flangia B34/B35.

Girante pesante, avviamento lungo: metodo di avviamento e taratura termica

L'inerzia di una grande girante in acciaio può essere molte volte superiore a quella del rotore; finché il motore non porta questa massa alla velocità nominale assorbe una corrente elevata e l'avviamento si allunga. Se questa durata non viene considerata, il relè termico scatta in avviamento oppure l'avvolgimento si scalda più del necessario a ogni partenza.

• L'avviamento stella-triangolo riduce la corrente di spunto, ma poiché cala anche la coppia, con una girante pesante il momento di commutazione va regolato con attenzione.
• Il soft starter limita corrente e coppia con una rampa; la durata della rampa si stabilisce in base all'inerzia della girante.
• L'inverter gestisce sia l'avviamento sia la velocità di esercizio. I nostri motori trifase possono essere alimentati da inverter; per il funzionamento prolungato a bassa velocità con coppia elevata si valuta una ventilazione separata, con cavi motore lunghi un filtro dv/dt o sinusoidale. Ci comunichi queste condizioni nell'ordine; per i dettagli veda motori elettrici compatibili con inverter.

Il ventilatore centrifugo assorbe la potenza minima con la serranda di aspirazione chiusa; avviare a serranda chiusa facilita l'accelerazione, ma non modifica l'inerzia. Il relè termico va tarato sulla corrente nominale di targa e la classe di intervento scelta in base alla durata dell'avviamento. Per i ventilatori con frequenti avvii e arresti si può aggiungere su ordinazione un sensore PTC/PT100 nell'avvolgimento. Per gli elementi di protezione può consultare il nostro articolo scelta di relè termico e fusibili.

Il motore nelle linee di depolverazione e aspirazione

Nei sistemi di depolverazione con filtri a maniche il ventilatore si trova per lo più sul lato aria pulita del filtro. Man mano che le maniche si riempiono la resistenza aumenta e la portata cala; subito dopo la pulizia il ventilatore aspira più aria. Con pale curve in avanti o radiali ciò significa un aumento della corrente dopo la pulizia; il motore va valutato sia con il filtro pulito sia con il filtro intasato.

Nelle linee di trucioli, polveri di rettifica o granuli in cui il ventilatore lavora sul lato aria sporca, il materiale che si accumula sulla girante crea squilibrio e la vibrazione raggiunge i cuscinetti attraverso l'albero; la pulizia regolare della girante protegge anche il motore. Nelle zone classificate come atmosfera esplosiva per polveri il motore standard IP55 non è progettato per questa condizione; serve un motore speciale, lo indichi nell'ordine.

Ventilatori per gas caldi (ID fan) e limite di temperatura

I ventilatori di tiraggio (ID) delle linee di caldaie, essiccatoi e forni aspirano i fumi. Il motore si trova fuori dal flusso di gas, ma il calore risale verso di esso lungo girante e albero; il costruttore del ventilatore lo interrompe con un disco di raffreddamento sull'albero e un supporto cuscinetti separato. Il motore standard IP55 in classe di isolamento F non è progettato per lavorare all'interno del gas caldo; indichi nell'ordine la temperatura ambiente del motore.

Poiché il gas caldo è leggero, in esercizio il ventilatore assorbe poca potenza; al primo avviamento con aria fredda, invece, la potenza aumenta sensibilmente e il motore va verificato per questa condizione. Le applicazioni che richiedono un motore certificato per l'evacuazione fumi in caso d'incendio costituiscono una categoria a parte; il motore standard non è progettato per questa categoria.

Tabella di scelta per tipo di pala e trasmissione

Le righe della tabella servono per una preselezione; la decisione finale spetta alla curva del ventilatore, alla velocità richiesta, al tipo di collegamento e alle condizioni di esercizio. Per esempio, per ventilatori di aspirazione a cinghia si possono valutare il 15 kW 160L-4 (1465 giri/min) o il 18,5 kW 180M-4 (1470 giri/min), per grandi ventilatori di depolverazione il 45 kW 225M-4 (1485 giri/min).

Cosa ci serve per l'offerta

Per preparare l'offerta ci servono: tipo di macchina o impianto e tipo di pala del ventilatore, potenza (kW) e velocità (giri/min) richieste, tensione di rete, forma costruttiva, tipo di trasmissione (diretta o a cinghia), metodo di avviamento e quantità. Fotografare e inviare la targa del vecchio motore velocizza il lavoro; come scattarla è spiegato nel nostro articolo invio della targhetta del motore.

I prezzi di tutti i modelli si trovano nella sezione acquista motore elettrico; i motori disponibili a magazzino partono dal deposito in Turchia. Per i canali degli edifici può consultare la pagina motori per ventilazione, per domande di progetto la sezione contatti.

Domande frequenti

Perché il motore fa scattare la protezione termica quando il ventilatore funziona senza canale collegato?

Nei ventilatori a pale curve in avanti e radiali, al diminuire della resistenza aumentano portata e potenza assorbita. Una prova senza canale o senza filtro porta il ventilatore all'estremo destro della curva e il motore supera la corrente nominale. Esegua la prova con la serranda parzializzata.

Per aumentare la velocità di un ventilatore a cinghia basta cambiare la puleggia?

La velocità aumenta, ma la potenza cresce grosso modo con il cubo della velocità. Un piccolo aumento di velocità può portare il motore oltre la potenza nominale; prima di cambiare la puleggia verifichi la potenza del motore e la velocità massima ammessa del ventilatore.

Perché l'avviamento di un ventilatore con girante grande dura così a lungo?

L'inerzia della girante è molto maggiore di quella del rotore; mentre accelera questa massa il motore assorbe a lungo una corrente elevata. Il metodo di avviamento e la classe di intervento del relè termico vanno scelti in base a questa durata.

Si può montare un motore standard su un ventilatore che aspira fumi caldi?

Sì, se il motore resta fuori dal flusso di gas ed è protetto dal sistema di separazione termica del costruttore del ventilatore; indichi nell'ordine la temperatura ambiente.