Motori elettrici per ventilatori e aspiratori

La quantità d'aria movimentata da un ventilatore dipende dalla girante; farla ruotare alla velocità richiesta, per tutta la giornata, è compito del motore elettrico. Questa pagina non tratta la cassa, le pale o la chiocciola del ventilatore, ma il motore asincrono trifase che lo aziona: come si passa dai dati del ventilatore alla potenza del motore, perché la velocità e il tipo di collegamento sono importanti e quali dettagli contano di più a seconda del tipo di ventilatore.

I motori che utilizziamo per l'azionamento di ventilatori e aspiratori hanno grado di protezione IP55, classe di isolamento F e funzionano a 50 Hz. La serie trifase copre potenze da 0,25 kW a 355 kW, con 2, 4 e 6 poli; fino a 11 kW è disponibile la carcassa in alluminio, da 0,55 kW in su la carcassa in ghisa.

Dalla portata d'aria e dalla pressione alla potenza del motore

I due dati di partenza per la scelta di un ventilatore sono la portata (m³/h o m³/s) e la pressione totale che il ventilatore deve vincere (Pa). Questa pressione è generata da canali, filtri, serrande e curve. Il catalogo del costruttore del ventilatore indica spesso direttamente la potenza all'albero necessaria per questi due valori: è il primo riferimento da consultare nella scelta del motore.

Se i dati del costruttore non sono disponibili, si può fare un calcolo approssimativo: P [kW] ≈ Q [m³/s] × Δp [Pa] / (1000 × η), dove η è il rendimento totale del ventilatore. Per un ventilatore che sposta 5 m³ d'aria al secondo contro 1200 Pa, con un rendimento assunto di 0,70, il risultato è di circa 8,6 kW; nella scala delle potenze standard corrisponde a 11 kW. Per un ventilatore lento azionato a cinghia, questo può significare un motore in ghisa 160L-6 da 11 kW che ruota a 970 giri/min. Il calcolo fornisce solo un'indicazione; la decisione finale dipende dalla curva del ventilatore, dalla velocità richiesta, dal tipo di collegamento e dalle condizioni dell'impianto. Anche la variazione della potenza assorbita con la serranda completamente aperta o con il filtro smontato va letta sulla curva.

Velocità, numero di poli e diametro della girante

La girante è progettata per una determinata velocità periferica; più il diametro è grande, più lentamente deve ruotare. Su rete a 50 Hz la velocità nominale dei nostri modelli a 2 poli è compresa tra 2730 e 2980 giri/min, quella dei 4 poli tra 1340 e 1490 giri/min, quella dei 6 poli tra 855 e 990 giri/min. Se la girante è montata direttamente sull'albero, la velocità del motore coincide con quella del ventilatore; il numero di poli si sceglie in base alla velocità richiesta dal costruttore del ventilatore.

Secondo le leggi dei ventilatori, la portata varia in proporzione diretta alla velocità, la pressione con il quadrato della velocità e la potenza all'incirca con il cubo. Questa relazione si discosta in funzione della resistenza dell'impianto, ma è sufficiente per capire quanto rapidamente un piccolo aumento di velocità faccia crescere il carico sul motore.

Girante sull'albero o sulla puleggia?

Nell'accoppiamento diretto il mozzo della girante si caletta sull'albero motore. Il peso della girante e la forza generata dalla spinta dell'aria gravano sui cuscinetti come carico assiale. Nei ventilatori assiali e da tetto il motore lavora spesso in posizione verticale. Oltre alle forme costruttive con piedi (B3), a flangia (B5, B14) e con piedi e flangia (B34, B35), sono disponibili, in funzione della grandezza, anche le posizioni verticali V1, V3, V5, V6 e V15; dimensione della flangia, estremità d'albero e orientamento dell'albero verso l'alto o verso il basso si definiscono in fase d'ordine. L'elenco delle posizioni è riportato nella domanda sulle forme costruttive.

Nella trasmissione a cinghia e puleggia il motore è generalmente con piedi e la tensione della cinghia genera un carico laterale (radiale) sull'estremità d'albero. Questo carico aumenta con il diametro della puleggia e con il numero di cinghie; montare la puleggia sull'albero vicino alla carcassa alleggerisce il cuscinetto anteriore. Poiché con il rapporto delle pulegge la velocità del ventilatore si regola indipendentemente dal numero di poli, questa soluzione è diffusa nei grandi ventilatori a chiocciola.

Aria calda, polvere e ambienti umidi

Il motore si raffredda con la propria ventola calettata sull'albero e i valori nominali sono riferiti a una determinata temperatura ambiente. Se il motore si troverà all'interno del flusso d'aria o in un sottotetto caldo, ci comunichi la temperatura effettiva in quel punto. Nelle linee di aspirazione polveri, la polvere che si deposita sulle alette riduce il raffreddamento.

Il grado IP55 protegge da polvere e spruzzi d'acqua; nei ventilatori da tetto esposti direttamente alla pioggia occorre prevedere una copertura sopra il motore. Se l'escursione termica tra giorno e notte è elevata, in fase d'ordine si possono aggiungere una resistenza anticondensa e, per controllare la temperatura dell'avvolgimento, sensori PTC o PT100.

Avviamento di giranti pesanti e regolazione della portata

L'inerzia di una girante di grande diametro ritarda il raggiungimento della piena velocità; per tutto questo tempo il motore assorbe una corrente elevata. La protezione termica va tarata in modo da consentire il completamento dell'avviamento, ma da intervenire in caso di reale sovraccarico. Richiedere al costruttore del ventilatore il momento d'inerzia della girante e condividerlo in fase di offerta semplifica la verifica.

Per i ventilatori piccoli è sufficiente l'avviamento diretto; per quelli grandi si preferiscono l'avviamento stella-triangolo, il soft starter o un azionamento. Negli impianti con portata variabile nell'arco della giornata, invece di strozzare con la serranda è possibile ridurre la velocità: i nostri motori trifase possono essere alimentati da inverter. Se il ventilatore deve funzionare a lungo a bassa velocità e con carico elevato, il raffreddamento della ventola sull'albero può non bastare e si aggiunge una ventilazione separata; se l'inverter è lontano, in base alla lunghezza del cavo si valuta un filtro dv/dt o sinusoidale. Indichi questi aspetti nella richiesta d'offerta; i dettagli sono nella pagina motori compatibili con inverter.

Guida per tipo di ventilatore

I passaggi descritti valgono per ogni ventilatore; il tipo di collegamento e il punto che richiede attenzione cambiano invece in base al tipo di ventilatore.

La tabella riassume la tendenza generale; la scelta concreta si fa sulla base dei dati del ventilatore e dell'impianto.

Negli aspiratori a parete e da tetto, nelle torri di raffreddamento e nelle serre la girante è per lo più calettata sull'albero motore; posizione verticale e carico assiale sono trattati nella pagina motore elettrico per ventilatore assiale. Il confronto tra trasmissione a cinghia e accoppiamento diretto nei ventilatori a chiocciola ad alta pressione si trova nella pagina motore elettrico per ventilatore centrifugo.

Nei bruciatori di caldaie e forni il motore che fornisce l'aria comburente è piccolo, ma si avvia spesso; la parte motore è descritta nella pagina motore elettrico per ventilatore di bruciatore, mentre la sicurezza della linea combustibile è di competenza del costruttore del bruciatore. I ventilatori di spinta nei parcheggi coperti e nelle gallerie sono trattati nella pagina motore per jet fan, i ventilatori delle linee di essiccazione, aspirazione polveri e forni nella pagina motore per ventilatori di processo e per forni.

Motori elettrici per la ventilazione: questa pagina parte dal fabbisogno di ricambio d'aria dell'edificio, la pagina motori elettrici per il settore HVAC dalle unità di trattamento aria e dagli impianti di climatizzazione; questa pagina parte invece direttamente dal ventilatore.

Quali dati indicare nella richiesta d'offerta?

È sufficiente indicare il tipo di ventilatore o di macchina, la potenza (kW) e la velocità (giri/min) richieste, la tensione di rete, la forma costruttiva e l'orientamento dell'albero, se la girante è collegata direttamente o a cinghia, il metodo di avviamento, la temperatura ambiente e la quantità. Se deve sostituire un vecchio motore, la foto della targhetta dati copre gran parte di questo elenco; può inviare la foto della targhetta qui.

Alcuni modelli per applicazioni su ventilatori: per piccoli aspiratori il 1,5 kW 90L-4 (alluminio, 1445 giri/min), per grandi ventilatori centrifughi il 37 kW 225S-4 (ghisa, 1485 giri/min), per ventilatori di processo gravosi il 75 kW 280S-4 (1486 giri/min, SF 1,15). Altre potenze e velocità, con i relativi prezzi, sono disponibili nel nostro negozio di motori; per domande specifiche sul Suo progetto, ci scriva.

Domande frequenti

C'è differenza tra motore per ventilatore e motore per aspiratore?

Dal punto di vista del motore, nella maggior parte dei casi no: entrambi fanno ruotare una girante. La differenza sta nella direzione dell'aria e nel montaggio: l'aspiratore estrae l'aria dall'ambiente e il suo motore è spesso installato a parete o sul tetto, talvolta in verticale. La scelta dipende da potenza, velocità e posizione di montaggio.

Come scelgo la velocità del motore per un ventilatore a cinghia?

Poiché la velocità del ventilatore si regola con il rapporto delle pulegge, il numero di poli è più libero. Diametri delle pulegge, tensione della cinghia e carico laterale sull'estremità d'albero vanno verificati insieme; come riferimento si assume la velocità del motore consigliata dal costruttore del ventilatore.

Perché la protezione termica interviene durante l'avviamento del ventilatore?

Le giranti pesanti mantengono a lungo il motore alla corrente di spunto. La taratura del termico e il metodo di avviamento vanno rivisti in funzione di questo avviamento; se il problema persiste, occorre rivalutare l'inerzia della girante e la potenza del motore.

È possibile regolare la portata con l'inverter invece che con la serranda?

Sì; i nostri motori trifase possono essere utilizzati con inverter. Nella richiesta d'offerta indichi per quanto tempo il motore funzionerà a bassa velocità e la lunghezza del cavo tra inverter e motore.

Questi motori si usano anche per i ventilatori di evacuazione fumi?

Nelle applicazioni che richiedono l'evacuazione di fumo e calore in caso d'incendio serve un motore certificato per questo impiego; il motore standard IP55/classe F non è progettato per tale classe. In un progetto di questo tipo, indichi chiaramente il requisito fin dall'inizio.