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Il gruppo delle macchine a campo rotante comprende macchine elettriche il cui funzionamento si basa su uncampo magnetico rotantenel traferro tra statore e rotore. La macchina comandata più importante e più comunemente utilizzata di questo gruppo è il motore asincrono a induzione trifase nella versione a rotore in cortocircuito. Esso si contraddistingue per le seguenti caratteristiche:
Nella tecnica degli azionamenti si utilizzano di norma i seguenti motori elettrici:
Poiché la velocità dei motori trifase può essere controllata in modo migliore, più semplice e con poca manutenzione tramite convertitori di frequenza, i motori a corrente continua e i motori trifasecon anelli di contatto stanno perdendo sempre più importanza. Altre tipologie di motori asincroni trifase rivestono un ruolo marginale nella tecnica degli azionamenti. Per questo motivo si rinuncia qui a una descrizione più dettagliata.
Se si combina un motore elettrico, come un motore trifase, con un riduttore, si ottiene un cosiddetto motoriduttore. Indipendentemente dal principio di funzionamento elettrico del motore in questione, il modo in cui esso viene montato su un riduttore riveste un'importanza particolare per la progettazione meccanica del motore stesso. A tal fine, SEW-EURODRIVE utilizza motori appositamente adattati.
Rotore
Nelle scanalature del pacco lamellare del rotore è presente un avvolgimento iniettato o inserito (solitamente in alluminio e/o rame); classicamente, una spira corrisponde a una barra. Queste barre sono cortocircuitate alle due estremità da anelli dello stesso materiale. Se si immagina di rimuovere l’anima in lamiera, le barre con gli anelli di cortocircuito ricordano una gabbia. Da qui deriva anche il secondo nome comunemente usato peri motori trifase: «motore a induzione a gabbia».
Statore
L’avvolgimento, sigillato con resina sintetica, è inserito nelle scanalature semichiuse dell’anima in lamiera dello statore. Il numero e la larghezza delle bobine vengono variati per ottenere un numero diverso di poli (= velocità). Insieme al carter del motore, l’anima in lamiera forma il cosiddetto statore.
Calotta
Le calotte dei cuscinetti in acciaio, ghisa grigia o alluminio pressofuso chiudono l’interno del motore sui lati A e B. La configurazione costruttiva nella zona di transizione verso lo statore determina, tra l’altro, il tipo di protezione IP del motore.
Albero del rotore
L’anima in lamiera sul lato rotore viene montata su un albero in acciaio. Le due estremità dell’albero attraversano le calotte rispettivamente sul lato A e sul lato B. Sul lato A si trova l’estremità dell’albero di uscita (nel motoriduttore configurata come perno del pignone); sul lato B sono montati la ventola con le sue pale per la ventilazione interna e/o sistemi supplementari quali freni meccanici e sensori.
Alloggiamento del motore
Le carcasse del motore per potenze da piccole a medie possono essere realizzate in alluminio pressofuso. Tuttavia, le carcasse di tutte le classi di potenza vengono realizzate anche in ghisa grigia e acciaio saldato. All’alloggiamento è fissata una scatola morsettiera, nella quale le estremità degli avvolgimenti dello statore sono collegate a un blocco morsettiero per il collegamento elettrico da parte del cliente. Le alette di raffreddamento aumentano la superficie della carcassa e migliorano inoltre la dissipazione del calore nell’ambiente.
Ventola, cuffia copriventola
Una ventola situata sull’estremità dell’albero sul lato B è coperta da una calotta. Questa calotta convoglia il flusso d’aria generato dal movimento rotatorio della ventola sulle alette della carcassa. Di norma, le ventole non dipendono dal senso di rotazione del rotore. Un cappellotto di protezione opzionale impedisce che (piccoli) componenti cadano attraverso la griglia della calotta della ventola nelle forme costruttive verticali.
Cuscinetti
I cuscinetti presenti nelle calotte A e B collegano meccanicamente le parti rotanti a quelle in piedi. Nella maggior parte dei casi vengono utilizzati cuscinetti a sfere, più raramente cuscinetti a rulli. La dimensione dei cuscinetti dipende dalle forze e dalle velocità che il cuscinetto in questione deve sopportare. Diversi sistemi di tenuta garantiscono che le proprietà lubrificanti necessarie rimangano all’interno del cuscinetto e che oli e/o grassi non fuoriescano.
Il sistema di avvolgimento simmetrico a tre fasci dello statore è collegato a una rete trifase con tensione e frequenza adeguate. In ciascuno dei tre fasci di avvolgimento scorrono correnti sinusoidali di uguale ampiezza, sfalsate temporalmente di 120° l'una rispetto all'altra. Grazie ai fasci di avvolgimento sfalsati anche spazialmente di 120°, lo statore genera un campo magnetico che ruota alla frequenza della tensione applicata.
Questo campo magnetico rotante – chiamato in breve campo rotante – induce una tensione elettrica nell’avvolgimento rotore o nelle barre del rotore. Poiché l’avvolgimento è in cortocircuito attraverso l’anello, scorrono correnti di cortocircuito. Insieme al campo rotante si generano forze che, agendo lungo il raggio del rotore, formano una coppia che accelera il rotore nella direzione del campo rotante fino alla velocità di rotazione. Con l’aumentare della velocità del rotore, la frequenza della tensione generata nel rotore diminuisce, poiché la differenza tra la velocità del campo rotante e quella del rotore si riduce.
Le tensioni indotte, ora più basse, determinano correnti inferiori nella gabbia del rotore e quindi forze e coppie più ridotte. Se il rotore raggiungesse la stessa velocità del campo rotante, girerebbe in modo sincrono e non verrebbe indotta alcuna tensione – il motore non potrebbe quindi sviluppare alcuna coppia. La coppia di carico e i momenti di attrito nei cuscinetti determinano tuttavia una differenza tra la velocità del rotore e quella del campo rotante e, di conseguenza, un equilibrio risultante tra il momento di accelerazione e la coppia di carico. Il motore funziona in modo asincrono.
A seconda del carico del motore, questa differenza è maggiore o minore, ma mai pari a zero, poiché anche durante la marcia a vuoto è sempre presente attrito nei cuscinetti. Se la coppia di carico supera la coppia di accelerazione massima che il motore è in grado di produrre, il motore «passa» a uno stato di funzionamento non consentito, che può avere effetti termici distruttivi.
Questo movimento relativo tra la velocità del campo rotante e la velocità meccanica, necessario per il funzionamento, è definito come scorrimento s e viene indicato come percentuale della velocità del campo rotante. Nei motori di piccola potenza, lo scorrimento può variare dal 10 al 15 per cento, mentre i motori trifase di maggiore potenza presentano uno scorrimento compreso tra il 2 e il 5 per cento circa.
Il motore trifase a rotore in cortocircuito assorbe potenza elettrica dalla rete di alimentazione e la trasforma in potenza meccanica, ovvero in velocità e coppia. Se il motore funzionasse senza perdite, la potenza meccanica erogata Psarebbeugualealapotenza elettrica assorbita P.
Come è inevitabile in ogni conversione di energia, tuttavia, anche nel motore a corrente trifase a rotore in cortocircuito si verificano delle perdite: perdite nel rame PCueperdite di ferro PZsi verificano quando una corrente attraversa un conduttore,perdite di ferro PFederivano dalla rimagnetizzazione dell'anima in lamiera alla frequenza di rete. perdite di attrito PRbsono causate dall’attrito nei cuscinetti; mentre le perdite di ventilazione derivano dall’utilizzo dell’aria per il raffreddamento. Queste perdite nel rame, nelle barre, nel ferro e per attrito causano il surriscaldamento del motore. Il rapporto tra potenza erogata e potenza assorbita è definito come il rendimento della macchina.
A causa dei requisiti di legge, negli ultimi anni si è prestata maggiore attenzione all’impiego di motori con rendimenti più elevati. Le relative disposizioni normative definiscono a tal fine classi di efficienza energetica,che sono state inserite dai produttori nei dati tecnici. Al fine di ridurre le principali perdite legate al funzionamento della macchina, ciò comporta, per la progettazione del motore elettrico:
Se si tracciano le curve di coppia e di corrente in funzione della velocità, si ottiene la caratteristica curva caratteristica di coppia-velocità del motore trifase a rotore in cortocircuito. Fino al raggiungimento del punto di funzionamento stabile, il motore percorre questa curva dopo ogni accensione. Il numero di poli, la struttura costruttiva e il materiale dell’avvolgimento rotore influenzano l’andamento delle curve caratteristiche. La conoscenza di queste curve è particolarmente importante negli azionamenti che funzionano con coppie resistenti (ad es. sollevatori).
Se la coppia resistente della macchina comandata è superiore alla coppia minima di sella, la velocità del rotore «rimarrà bloccata nella sella». Il motore non raggiunge più il suo punto di funzionamento nominale, ovvero il punto di funzionamento stabile e termico. Se la coppia resistente è addirittura superiore alla coppia di avviamento, il motore si arresta. Se un azionamento in funzione viene sovraccaricato (ad es. un nastro trasportatore sovraccarico), la velocità diminuisce all’aumentare del carico. Se la coppia resistente supera la coppia massima, il motore «si ribalta» e la velocità scende alla velocità di assestamento o addirittura a zero. Tutti questi scenari generano correnti molto elevate nel rotore e nello statore, con conseguente surriscaldamento rapido di entrambi. In assenza di dispositivi di protezione adeguati, ciò può portare al danneggiamento termico del motore, che va “in corto”.
Il calore generato in un conduttore con flusso di corrente dipende dalla resistenza del conduttore e dall'intensità della corrente che lo attraversa. Le frequenti accensioni e gli avviamenti con coppia resistente sottopongono il motore trifase a rotore in cortocircuito a un forte stress termico. Il riscaldamento ammissibile del motore dipende dalla temperatura del fluido di raffreddamento che lo circonda (ad es. l'aria) e dalla resistenza termica del materiale isolante dell'avvolgimento.
Le sovratemperature massime ammissibili dei motori sono regolate da una classificazione in classi d'isolamento (in passato denominate anche «classi di isolamento»). Il motore deve poter funzionare nella classe d'isolamento per cui è stato progettato, con la sovratemperatura continua determinata dalla sua potenza nominale, senza subire danni. Con una temperatura refrigerante massima di 40 °C, la sovratemperatura limite ammissibile, ad esempio nella classe d'isolamento 130 (B), è pari a dT = 80 K.
La frequenza di accensione ammissibile indica quante volte all’ora è possibile accendere un motore senza che si verifichi un sovraccarico termico. Essa dipende da:
La frequenza di commutazione omologata di un motore può essere aumentata adottando le seguenti misure:
I motori a rotore in cortocircuito trifase possonofunzionare a velocità diversemediante la commutazione degli avvolgimenti o di parti di essi. L'inserimento di più avvolgimenti nelle scanalature dello statore o l'inversione del senso di circolazione della corrente in singole parti degli avvolgimenti determina un numero di poli variabile. Nel caso di avvolgimenti separati, la potenza per numero di poli è inferiore alla metà della potenza del motore monovite delle stesse grandezze.
I motoriduttori trifase a poli commutabili vengonoutilizzati, ad esempio, come azionamenti di trazione. La velocità di trazione è elevata durante il funzionamento con un numero ridotto di poli. Per posizionare si passa all’avvolgimento a poli salienti con bassa velocità. Durante la commutazione, il motore mantiene inizialmente la sua elevata velocità di rotazione a causa dell’inerzia. Il motore trifase funziona in questa fase come generatore e frena. L’energia cinetica viene convertita in energia elettrica e reimmessa nella rete. Uno svantaggio è il forte picco di coppia durante la commutazione, che può tuttavia essere ridotto mediante adeguate misure di commutazione.
L’attuale sviluppo di tecnologie di conversione a basso costo favorisce la sostituzione tecnologica dei motori a poli commutabili con motori monovite a regolazione di frequenza in molte applicazioni.
Un motore monofase è una buona scelta quando, nelle applicazioni,
Ventilatori, pompe e compressori sono tra gli esempi tipici di impiego. Si riscontrano quidue differenze costruttive fondamentali:
Da un lato, il classicomotoretrifase trifase viene collegato solo a una fase e al neutro. Il terzo collegamento viene ricreato tramite lo scostamento di fase con l’ausilio di un condensatore. Poiché il condensatore non è in grado di generare uno sfasamento di 120°, ma solo di 90°, questo tipo di motore monofase viene solitamente dimensionato solo a due terzi della potenza di un motore trifase comparabile.
Il secondo modo per costruire un motore monofase consiste nell’ adattamento dell’avvolgimento. Al posto dell’avvolgimento trifase vengono realizzate solo due fasi, che vengono inoltre distinte in fase principale e fase ausiliaria. Le bobine, ora sfalsate spazialmente di 90°, vengono alimentate con uno sfasamento temporale di 90° tramite un condensatore, generando così il campo rotante. I rapporti di corrente diseguali tra l’avvolgimento principale e quello ausiliario consentono di norma solo i due terzi della potenza di un motore trifase di dimensioni equivalenti. I motori tipici per il funzionamento monofase sono il motore a condensatore, il motore a fessura e il motore di avviamento, che funziona senza condensatore.
SEW-EURODRIVE ha in gamma entrambi i tipi di costruzione di motori monofase – i motori DRK... Entrambi vengono forniti con condensatore di marcia integrato. Poiché questo è alloggiato direttamente nella scatola morsettiera, si evitano ingombri superflui. Con un condensatore di marcia, per l’avviamento è disponibile circa il 45-50% della coppia nominale.
Per i clienti che necessitano di una coppia di avviamento superiore, fino al 150% della coppia nominale, SEW-EURODRIVE è in grado di fornire i valori di capacità dei condensatori di avviamento necessari, disponibili presso rivenditori specializzati ben forniti.
I magneti a campo rotante sono versioni speciali di motori trifase con rotore a gabbia di scoiattolo. Nella progettazione vengono dimensionati in modo tale che, anche a velocità pari a 0, il loro consumo di corrente sia tale da non provocare il loro danneggiamento termico. Ciò è utile, ad esempio,nell’ apertura di porte, nella commutazione di scambi o negli utensili per presse, quando è necessario raggiungere una posizione e mantenerla in modo sicuro dal punto di vista motorio-elettrico.
Un’altra modalità operativa comune è il cosiddetto funzionamento in frenatura a corrente contraria: un carico esterno è in grado di far ruotare il rotore in senso opposto al senso di rotazione del campo rotante. Il campo rotante «frena» la velocità e sottrae al sistema energia rigenerativa, che viene reimmessa nella rete – praticamente una frenata rotativa senza lavoro di frenatura meccanico.
SEW-EURODRIVE offre, con i modelli DRM../DR2M.., magneti a campo rotante a 12 poli, progettati per un impiego con coppia nominale a fermo in condizioni termiche permanenti. I magneti a campo rotante di SEW-EURODRIVE si adattano a diversi requisiti e velocità e, a seconda del modo operativo, sono disponibili con un massimo di tre coppie nominali.
Quando i motori elettrici vengono utilizzati in aree a rischio di esplosione (ai sensi della direttiva 2014/34/UE (ATEX)), è necessario adottare determinate misure di protezione sugli azionamenti. A tal fine, SEW-EURODRIVE offre diversi motori trifase antideflagranti .
Per le applicazioni che funzionano direttamente collegate alla rete e che devono inoltre avere una velocità sincrona, oppure che presentano questa caratteristica senza encoder su un semplice convertitore di frequenza, SEW-EURODRIVE offre i cosiddetti motori LSPM. LSPM è l'acronimo di Line Start Permanent Magnet. Il motore LSPM è un motore asincrono trifase dotato di magneti permanenti aggiuntivi nel rotore. Si avvia in modo asincrono, quindi si sincronizza alla frequenza di alimentazione e da quel momento in poi funziona in modo sincrono, senza scorrimento e in sincronia con la frequenza di rete. Una tecnologia dei motori che aprenuove e flessibili possibilità di impiego nella tecnica degli azionamenti, ad esempio il trasferimento di carichi senza cali di velocità.
Questi motori ibridi compattinonpresentano alcuna perdita nel rotore durante il funzionamento e si distinguono per un elevato rendimento. Si raggiungono classi di efficienza energetica fino a IE4.
La grandezza di un motore DR..J con tecnologia LSPM è inferiore di due livelli rispetto a un motore di serie di pari potenza e con la stessa classe di rendimento. I motori della stessa grandezza raggiungono invece una classe di rendimento doppia rispetto ai motori asincroni.
Attivando la ricerca per codice postale, i dati vengono trasferiti negli Stati Uniti da Google. Per ulteriori informazioni, consultare la nostra informativa sulla privacy.
Il gruppo di motori trifase include macchine elettriche il cui funzionamento è basato su un campo magnetico rotante posto nel traferro compreso tra lo statore e il rotore. La macchina più importante e comunemente utilizzata di questo gruppo è il motore trifase asincrono a induzione, nella configurazione a gabbia di scoiattolo, caratterizzato da:
Nella tecnologia dell'azionamento elettrico in genere vengono utilizzati i seguenti motori elettrici:
motori trifase asincroni (rotori a gabbia di scoiattolo, rotori ad anelli, motori di coppia)
Poiché i motori dotati di convertitori di frequenza garantiscono un controllo della velocità migliore e più semplice e richiedono una manutenzione meno frequente, i motori ad anelli a corrente continua o alternata sono sempre meno usati. Altri tipi di motori trifase asincroni hanno un'importanza marginale nella tecnica di azionamento e, pertanto, non saranno descritti in dettaglio in questa sede.
Se si combina un motore elettrico, per es. un motore trifase, con un riduttore, si ottiene un cosiddetto . Indipendentemente dal principio elettrico, il modo in cui il motore è montato su un riduttore è di particolare importanza in termini di costruzione meccanica del motore stesso. Per questo scopo, SEW-EURODRIVE utilizza motori adattati ad hoc.
Rotore
Nelle fessure del nucleo laminato del rotore è presente un avvolgimento iniettato o inserito (solitamente in alluminio e/o rame). Classicamente, un giro dell'avvolgimento corrisponde a una barra. Questo avvolgimento è cortocircuitato su entrambe le estremità da anelli dello stesso materiale. Le barre con gli anelli di cortocircuito ricordano una gabbia. Da qui deriva il secondo nome comune dei motori a corrente alternata: "motore a gabbia di scoiattolo".
Statore
L'avvolgimento, incapsulato con resina sintetica, viene inserito nella fessura semichiusa del nucleo laminato dello statore. Il numero e la larghezza delle bobine variano per ottenere un numero diverso di poli (= velocità). Insieme all'alloggiamento del motore, il nucleo laminato costituisce lo statore.
Scudi
Gli scudi sono realizzati in acciaio, ghisa grigia o acciaio saldato all'interno del motore, rispettivamente sul lato A e B. L'esecuzione costruttiva nel passaggio allo statore determina il tipo di protezione del motore.
Albero del rotore
Il pacco laminato sul lato rotore è applicato a un albero d'acciaio. Le due estremità dell'albero attraversano gli scudi, rispettivamente sul lato A e B. Sul lato A è applicata l'estremità dell'albero di uscita (che nel motoriduttore è configurato come l'estremità del pignone), mentre sul lato B sono montati la ventola con le pale per l'autoventilazione e/o i sistemi complementari, per es. i fremi meccanici e l'encoder, ecc.
Alloggiamento del motore
Per potenze medio-basse, l'alloggiamento del motore può essere realizzato in ghisa o alluminio. In caso di potenze superiori tutti gli alloggiamenti vengono costruiti in ghisa grigia. All'alloggiamento è applicata una scatola morsettiera, in cui le estremità dello statore sono collegate a una morsettiera per il collegamento elettrico da parte dell'utente. Le alette di raffreddamento estendono la superficie dell'alloggiamento, facendo aumentare la dispersione di calore nell'ambiente.
Ventola, protezione della ventola
Una ventola sull'estremità dell'albero lato B è coperta da una calotta. Questa cappa guida il flusso d'aria prodotto durante la rotazione del ventilatore attraverso le alette dell'alloggiamento. Di regola, le ventole sono indipendenti dal senso di rotazione del rotore. Un tettuccio opzionale impedisce la caduta di parti (piccole) attraverso la griglia di protezione della ventola quando la posizione di montaggio è verticale.
Cuscinetti
I cuscinetti presenti negli scudi, rispettivamente sul lato A e B, collegano meccanicamente le parti rotanti a quelle fisse. In genere vengono utilizzati cuscinetti a sfere, più di rado cuscinetti a rulli cilindrici. Le dimensioni dei cuscinetti dipendono dalle forze e dalle velocità che i singoli cuscinetti devono assorbire. Sistemi di tenuta di vario tipo garantiscono che nel cuscinetto siano mantenute le proprietà lubrificanti necessarie, impedendo la fuoriuscita di oli e/o grassi.
Il sistema di avvolgimento simmetrico in tre fasi dello statore è collegato a una rete di corrente trifase con tensione e frequenza idonee. In ciascuno dei tre avvolgimenti di fase scorrono correnti sinusoidali della stessa ampiezza, tra le quali c'è uno scarto temporale di 120°. Poiché tra gli avvolgimenti di fase c'è anche uno scarto spaziale di 120°, lo statore crea un campo magnetico che ruota con la frequenza della tensione applicata.
Questo campo magnetico rotante, definito in breve campo rotante, crea una tensione elettrica negli avvolgimenti o nelle barre del rotore. Poiché la bobina è cortocircuitata dall'anello, si ha un flusso di correnti di corto circuito. Oltre al campo rotante, queste correnti creano delle forze e producono una coppia al di sopra del raggio del rotore, che accelera la velocità del rotore nella direzione del campo rotante. All'aumento della velocità del rotore corrisponde la diminuzione della frequenza della tensione generata nel rotore, poiché questo riduce la differenza tra la velocità del campo rotante e la velocità del rotore.
Le tensioni indotte, che dunque risultano inferiori, provocano correnti meno intense nella gabbia del rotore e, di conseguenza, forze e coppie di minore intensità. Se il rotore raggiungesse la stessa velocità del campo di rotazione, la rotazione sarebbe sincrona e non verrebbe generata alcuna tensione; di conseguenza, il motore non potrebbe applicare alcuna coppia. Tuttavia, la coppia di carico e il momento di attrito nei cuscinetti provocano una differenza tra la velocità del rotore e del campo rotante e, pertanto, un equilibrio tra la coppia di accelerazione e la coppia di carico. Il funzionamento del motore è asincrono.
Questa differenza aumenta o diminuisce in funzione del carico del motore, ma non è mai pari a zero, poiché c'è sempre attrito nei cuscinetti, anche in caso di funzionamento a vuoto. Se la coppia di carico supera la coppia di accelerazione massima che può essere generata dal motore, il motore "cade" in uno stato operativo inammissibile che potrebbe causare dei danni termici.
Il movimento relativo tra la velocità del campo rotante e la velocità meccanica, necessario a garantire il funzionamento, viene definito scorrimento "s" ed è indicato dal valore percentuale della velocità del campo magnetico. Nei motori a potenza ridotta lo scorrimento può essere compreso tra il 10% e il 15%, mentre nei motori trifase di potenza superiore può variare tra il 2% e il 5% circa.
Il motore a corrente alternata preleva l'energia elettrica dal sistema di alimentazione e la converte in energia meccanica, cioè in velocità e coppia. Se il motore funzionasse senza perdite, la potenza meccanica in uscita Pout corrisponderebbe alla potenza elettrica in entrataPin.
Tuttavia, anche nei motori a corrente alternata si verificano delle perdite, inevitabili ogni volta che si converte l'energia: Le perdite di ramePCu e le perdite di barraPZ si verificano quando una corrente scorre attraverso un conduttore. Le perdite di ferroPFe derivano dalla rimagnetizzazione del nucleo laminato con una frequenza di linea. Le perdite per attritoPRb derivano dall'attrito nei cuscinetti e le perdite per aria derivano dall'utilizzo dell'aria per il raffreddamento. Le perdite di rame, aste, ferro e attrito causano il riscaldamento del motore. L'efficienza della macchina è definita come il rapporto tra la potenza in uscita e quella in entrata.
In seguito all'inasprimento delle norme, negli ultimi anni è stata prestata un'attenzione sempre maggiore all'impiego di motori ad alta efficienza energetica. A tale scopo, a livello normativo sono state definite delle classi di efficienza energetica, sulle quali i produttori basano i dati tecnici. Questo ha portato all'adozione dei provvedimenti seguenti nella costruzione dei motori elettrici, con l'intento di ridurre le elevate perdite nella macchina:
Rilevando i valori di coppia e corrente rispetto alla velocità, si ottiene la curva caratteristica velocità/coppia del motore trifase. Il motore segue questa curva tutte le volte che viene alimentato, fino a quando non raggiunge il punto di funzionamento stabile. Il numero di poli, la struttura costruttiva e il materiale dell'avvolgimento del rotore influenzano l'andamento delle curve caratteristiche. Conoscere queste curve è particolarmente importante in caso di azionamento con coppia resistente (per es. meccanismi di sollevamento).
Se la coppia resistente della macchina è superiore alla coppia di insellamento, la velocità del rotore di fatto viene "bloccata". Il motore non raggiunge il suo punto di funzionamento nominale, ovvero il punto di funzionamento stabile termicamente sicuro. Se la coppia resistente supera addirittura la coppia di avviamento, il motore si arresta. In caso di sovraccarico dell'azionamento (per es. di un nastro convogliatore) la velocità diminuisce con l'aumentare del carico. Se invece la coppia resistente supera la coppia di rovesciamento, la coppia "si ribalta" e la velocità scende al valore di insellamento o addirittura a zero. Tutti gli scenari prevedono correnti molto elevate nel rotore e nello statore che, pertanto, si riscaldano molto rapidamente. La mancanza di dispositivi di protezione adeguati potrebbe comportare guasti termici del motore che, in pratica, "brucia".
Il calore generato in un conduttore di corrente elettrica dipende dalla resistenza del conduttore e dall'entità della corrente che trasporta. L'accensione e l'avviamento frequenti contro una coppia contraria comportano un carico termico molto elevato sul motore CA. Il riscaldamento consentito del motore dipende dalla temperatura del mezzo di raffreddamento circostante (ad esempio, l'aria) e dalla resistenza termica del materiale isolante dell'avvolgimento.
I motori sono assegnati a classi termiche (che in precedenza erano chiamate "classi di isolamento") che regolano le sovratemperature massime consentite nei motori. Un motore deve essere in grado di sopportare un funzionamento prolungato a una temperatura elevata in base alla sua potenza nominale nella classe termica per cui è stato progettato senza subire danni. Con una temperatura massima del refrigerante di 40° C, ad esempio, la sovratemperatura massima consentita nella classe termica 130 (B): dT = 80 K.
Esempio: la modalità operativa S3 / 40% si applica se il motore alterna tra quattro minuti di marcia e sei minuti di spegnimento.
La frequenza di avviamento ammessa indica con quale frequenza un motore può essere avviato in un'ora senza surriscaldamento termico. La frequenza di avviamento dipende da:
La frequenza di avviamento ammessa di un motore può essere aumentata attraverso le misure seguenti:
I motori AC possono essere azionati a velocità diverse commutando gli avvolgimenti o parti di avvolgimenti. Grazie all'inserimento di diverse bobine nelle scanalature dello statore o all'inversione della direzione del flusso di corrente nelle singole parti delle bobine, si ottengono diversi numeri di poli. In caso di bobine separate, la potenza di ciascun numero di poli è inferiore alla metà della potenza di un motore a una velocità delle stesse dimensioni.
I motoriduttori trifase a doppia polarità vengono utilizzati come unità di azionamento per esempio. In caso di funzionamento con un basso numero di poli, la velocità di marcia è elevata. Per il posizionamento occorre passare alla bassa velocità. Durante la commutazione, a causa dell'inerzia, inizialmente il motore mantiene la velocità elevata. In questa fase il motore trifase funziona come un generatore e frena. L'energia cinetica viene trasformata in energia elettrica e nuovamente alimentata nella rete elettrica. L'elevato passo della coppia risulta svantaggioso durante la commutazione che, tuttavia, può essere ridotta grazie a misure di collegamento idonee.
Gli attuali sviluppi nella tecnologia degli inverter a basso costo promuovono l'uso tecnologico sostitutivo di motori a doppia polarità con motori a velocità singola controllati da inverter in molte applicazioni.
Un motore monofase è una buona opzione quando nelle vostre applicazioni
Esempi di applicazioni tipiche sono ventilatori, pompe e compressori. In questo caso esistono due differenze fondamentali di progettazione:
Da un lato, il classico motore asincrono in CA è collegato solo a una fase e al conduttore di neutro. Il terzo collegamento è prodotto da uno sfasamento mediante un condensatore. Poiché il condensatore può generare solo uno sfasamento di 90° e non di 120°, questo tipo di motore monofase è solitamente valutato solo con due terzi della potenza di un motore CA analogo.
Il secondo modo di costruire un motore monofase prevede modifiche tecniche all'avvolgimento. Invece dell'avvolgimento trifase, vengono realizzate solo due fasi, una come fase principale e una come fase ausiliaria. Le bobine, che sono spazialmente sfalsate di 90°, sono alimentate da un condensatore con uno sfasamento temporale di 90°, che produce il campo rotante. I rapporti di corrente disuguali tra l'avvolgimento principale e l'avvolgimento ausiliario, inoltre, consentono di solito solo due terzi della potenza di un motore a corrente alternata delle stesse dimensioni. I motori tipici per il funzionamento monofase sono i motori a condensatore, i motori a poli schermati e i motori di avviamento, che non includono condensatori.
La gamma SEW-EURODRIVE comprende entrambi i tipi di motori monofase. I motori DRK.... Entrambi sono dotati di un condensatore di marcia integrato. Poiché questo condensatore è alloggiato direttamente nella scatola morsettiera, si evitano contorni fastidiosi. Con un condensatore di marcia, per l'avviamento è disponibile circa il 45-50% della coppia nominale.
Per i clienti che richiedono una coppia di avviamento più elevata, fino al 150% della coppia nominale, la SEW-EURODRIVE può fornire i valori di capacità dei condensatori di avviamento necessari a questo scopo, disponibili presso i rivenditori specializzati più forniti.
I motori torque sono motori CA dal design speciale con rotori a gabbia di scoiattolo. Per progettazione, sono dimensionati in modo che il loro assorbimento di corrente sia sufficiente a garantire che non si danneggino termicamente in modo irreparabile quando la velocità è pari a 0. Questa caratteristica è utile, ad esempio, per l'apertura di porte e l'impostazione dei punti o negli stampi delle presse, quando si è raggiunta una posizione che deve essere mantenuta in modo sicuro da un motore elettrico.
Un'altra modalità di funzionamento comune è la frenatura in controcorrente: Un carico esterno è in grado di far girare il rotore contro il senso di rotazione del campo rotante. Il campo rotante "rallenta" la velocità e preleva energia rigenerativa dal sistema, che viene immessa nel sistema di alimentazione - simile alla frenatura rotativa senza lavoro di frenatura meccanica.
La SEW-EURODRIVE offre il DRM../DR2M.. insieme ai motori torque a 12 poli, progettati termicamente per l'uso a lungo termine con la coppia nominale in stato di riposo. I motori torque della SEW-EURODRIVE sono adatti a diverse esigenze e velocità e sono disponibili con un massimo di tre coppie nominali, a seconda della modalità operativa.
Se i motori elettrici vengono usati in aree in cui sussiste un rischio di esplosione (ai sensi della direttiva UE 2014/34/EU)(ATEX)), occorre adottare una serie di misure preventive specifiche.
SEW-EURODRIVE propone una serie di modelli diversi, adatti ad aree e utilizzi specifici..
SEW-EURODRIVE offre la gamma di motori LSPM per le applicazioni che vengono azionate direttamente dalla rete di alimentazione e che richiedono anche una velocità sincrona o che hanno questa caratteristica senza sensore su un semplice inverter. LSPM è l'abbreviazione di "Line Start Permanent Magnet", un motore asincrono in corrente alternata con magneti permanenti aggiuntivi nelrotore. Funziona in modo asincrono, si sincronizza con la frequenza di funzionamento e da quel momento in poi funziona in modo sincrono senza slittamento rispetto alla frequenza di rete. Una tecnologia motoristica che apre nuove e flessibili possibilità di applicazione nella tecnologia degli azionamenti, come ad esempio il trasferimento di carichi senza perdita di velocità.
Questi motori ibridi compatti non presentano perdite di rotore durante il funzionamento e si distinguono per l'elevata efficienza. Si ottengono classi di risparmio energetico fino a IE4.
Le dimensioni di un motore DR..J con tecnologia LSPM sono inferiori di due stadi rispetto a un motore serie con la stessa potenza e classe di efficienza energetica. I motori della stessa taglia, invece, raggiungono una classe di efficienza due volte superiore a quella dei motori asincroni.