Motori elettrici per pompe idrauliche

In una centralina idraulica il motore elettrico ha un solo compito: far girare l'albero della pompa a velocità costante. La forza che spinge il cilindro, chiude lo stampo o solleva il carico non è prodotta dal motore, ma dall'olio mandato dalla pompa e dal blocco valvole. Questa pagina descrive il motore trifase che aziona tale pompa; per il quadro generale di tutti i tipi di pompa consulti la pagina Motori elettrici per pompe.

Il motore fornisce la rotazione, l'olio trasmette la forza

La parte elettrica della centralina fornisce solo potenza meccanica. La pompa la converte in portata; quando la portata incontra una resistenza, la pressione sale. Se davanti al cilindro non c'è resistenza, la pompa manda molto olio a bassa pressione e il motore gira senza sforzo. Quando la piastra della pressa tocca il pezzo, la pressione sale, la potenza all'albero necessaria per la stessa portata aumenta e la corrente del motore cresce.

Per questo il valore in kW sulla targhetta del motore non indica direttamente la forza della macchina in tonnellate. La stessa forza si ottiene con un motore piccolo se il cilindro è lento e con un motore più grande se il cilindro è veloce. Nella scelta le domande sono sempre due: quanti litri di olio e a quale pressione?

Dalla portata e dalla pressione alla potenza del motore

Per un dimensionamento preliminare basta una relazione approssimativa:

P [kW] ≈ Q [l/min] × p [bar] / (600 × η)

Qui η è un valore assunto per il rendimento complessivo di pompa e organi di trasmissione; per le pompe a ingranaggi si può assumere ad esempio 0,85. Esempio: in un circuito che richiede 20 litri di olio al minuto a 160 bar si ottiene 20 × 160 / (600 × 0,85) ≈ 6,3 kW. La potenza standard superiore di 7,5 kW, ad esempio il motore in ghisa 132M-4 (7,5 kW, 1460 giri/min), è un punto di partenza ragionevole per questo calcolo.

Anche la portata dipende dalla velocità: moltiplicando la cilindrata della pompa per giro (cm³/giro) per la velocità e dividendo per 1000 si ottengono i litri al minuto. Una pompa da 14 cm³/giro a 1460 giri/min fornisce circa 20 l/min; la stessa pompa con un motore a 2 poli fornisce quasi il doppio della portata, ma richiede anche una potenza proporzionalmente maggiore. Il calcolo serve come orientamento; il valore esatto deriva dalla curva del produttore della pompa e dal ciclo della macchina.

Velocità e avviamento con pompe a ingranaggi, a palette e a pistoni

Pompa a ingranaggi: a cilindrata fissa, semplice e robusta. Nella maggior parte delle centraline lavora con un motore a 4 poli (classe 1500 giri/min). Poiché la portata è proporzionale alla velocità, cambiando motore cambia anche la velocità del cilindro.

Pompa a palette: più silenziosa; le versioni a cilindrata variabile riducono automaticamente la portata all'aumentare della pressione, limitando il carico sul motore. Per una corretta apertura delle palette non si deve scendere sotto la velocità minima indicata dal produttore della pompa.

Pompa a pistoni (assiale): preferita nei circuiti ad alta pressione e a servizio continuo. Nelle versioni con compensatore di pressione la potenza del motore può essere scelta assumendo che pressione massima e portata massima non siano richieste contemporaneamente; verifichi questa ipotesi con il fornitore della pompa.

Una centralina ben progettata parte scaricando l'olio nel serbatoio, cioè a vuoto. In questo caso un avviamento stella-triangolo o un softstarter è spesso sufficiente. Se la pompa deve avviarsi sotto pressione, occorre verificare separatamente la coppia di spunto del motore.

Collegamento alla pompa: B35, B5, giunto e lanterna

Nelle centraline orizzontali il motore poggia di norma sui piedi sul basamento ed è collegato alla lanterna tramite la flangia anteriore; questa è la disposizione del motore B35 con piedi e flangia. Nelle centraline montate verticalmente sul coperchio del serbatoio il motore è sostenuto solo dalla flangia: si usa la forma B5 o la verticale V1; per le opzioni consulti la pagina motori flangiati.

All'interno della lanterna si trovano due semigiunti: uno calettato sull'albero motore, l'altro sull'albero della pompa. Poiché la lanterna trasferisce il diametro di centraggio della flangia motore alla flangia della pompa, previene in larga misura il disallineamento degli assi. In fase d'ordine tipo di flangia, diametro dell'albero e dimensione della linguetta vanno confrontati con la lanterna lato pompa. In base alla grandezza sono disponibili le forme B3, B5, B14, B34, B35 e V1/V3/V5/V6/V15; flangia e dimensione dell'albero si confermano in fase d'ordine.

Il ciclo in presse, macchine a iniezione e sistemi di sollevamento

Le macchine idrauliche hanno in comune un carico che cambia continuamente. In un ciclo di pressatura si susseguono avvicinamento rapido, pressatura, mantenimento della pressione e ritorno. La pressa imballatrice per rifiuti lavora con lunghe fasi di compattazione; la pressa a iniezione per materie plastiche richiede portate diverse durante chiusura stampo, iniezione, mantenimento e raffreddamento.

I modelli in tabella sono esempi; la scelta definitiva dipende dal carico della macchina, dalla velocità richiesta, dal montaggio e dalle condizioni di esercizio.

Funzionamento a vuoto, riscaldamento e protezione dell'avvolgimento

In molte macchine idrauliche il motore gira a vuoto per buona parte del ciclo: la pompa manda l'olio al serbatoio a bassa pressione. In questa fase la corrente scende ma il motore non si ferma; si preferisce la rotazione continua ai frequenti arresti e avviamenti, perché ogni avviamento riscalda l'avvolgimento. Nei sistemi di sollevamento, invece, il motore riparte a ogni movimento: ci comunichi sempre il numero di avviamenti all'ora.

Il calore ha due origini. La prima è l'avvolgimento: brevi picchi di pressione possono portare il motore oltre la potenza di targa e, anche con un carico medio basso, i picchi ripetuti accumulano calore. La seconda è la centralina: un motore montato sopra un serbatoio di olio caldo aspira l'aria di raffreddamento da un ambiente già riscaldato. Lasci libero lo spazio davanti al copriventola e consideri la ventilazione negli armadi chiusi.

Sensore PTC o PT100 nell'avvolgimento e resistenza anticondensa sono opzioni d'ordine. Se desidera regolare la velocità della pompa con un inverter, le nostre serie trifase sono adatte; se il motore deve girare a lungo a bassa velocità con coppia piena si valuta una ventilazione assistita, se il cavo tra inverter e motore è lungo un filtro dv/dt o sinusoidale. I dettagli sono nella pagina motori compatibili con inverter.

Quali informazioni servono per un'offerta?

Per un'offerta rapida e precisa ci indichi: tipo di macchina (pressa, iniezione, sollevamento ecc.), potenza del motore richiesta (kW) oppure portata e pressione della pompa, velocità (giri/min), tensione di rete, forma costruttiva (B35, B5, V1) e numero di pezzi. Se sostituisce un motore esistente, ci invii la foto della targhetta del motore; individueremo l'equivalente dai dati di targa.

I modelli consegnati da magazzino sono disponibili nel nostro negozio di motori elettrici, dove trova il prezzo aggiornato nella pagina prodotto. Se non è sicuro delle dimensioni di lanterna e giunto, ci comunichi i dati della pompa dalla nostra pagina contatti.

Domande frequenti

In una centralina idraulica conviene un motore a 2 poli o a 4 poli?

La maggior parte delle pompe a ingranaggi e a palette è progettata per la classe 1500 giri/min, perciò il motore a 4 poli è il più diffuso. Se la pompa deve lavorare nella classe 3000 giri/min, occorre verificare nei dati del produttore che consenta tale velocità.

Posso ricavare la potenza del motore dal tonnellaggio della pressa?

Non direttamente. Il tonnellaggio dipende dall'area del cilindro e dalla pressione; la potenza del motore, oltre che dalla pressione, dipende dalla portata che determina la velocità del cilindro. Definisca prima portata e pressione, poi usi la formula approssimativa.

Perché il motore assorbe corrente anche quando gira a vuoto?

Anche in posizione di scarico la pompa gira e manda l'olio al serbatoio; il motore assorbe la corrente di magnetizzazione e quella corrispondente alle perdite per attrito. È normale; per lunghe pause il costruttore della macchina può prevedere una logica che arresti il motore.

Posso montare il motore in verticale sul coperchio del serbatoio?

Sì, la forma flangiata V1 è prevista proprio per questo. L'albero è rivolto verso il basso e il motore si collega alla pompa tramite la lanterna. Nell'ordine indichi il montaggio verticale e la dimensione della flangia della lanterna.

Il mio motore attuale si scalda come se fosse sottodimensionato: cosa devo fare?

Verifichi prima che la taratura della pressione corrisponda ai valori della pompa e della macchina e che la ventola aspiri aria pulita. Poi ci invii i dati di targa e la durata del ciclo; valuteremo insieme una potenza superiore o una versione con sensore nell'avvolgimento.