Notizia

In condizioni operative normali, l'alimentazione e gli avvolgimenti di un motore trifase sono simmetrici. Se si verifica una perdita di fase nella tensione di ingresso a causa della mancanza di una fase di alimentazione o di un cablaggio errato del motore, si formeranno regolari danni da bruciatura sugli avvolgimenti del motore. Dalle sporgenze degli avvolgimenti si può osservare un aspetto del danno distinto. Per gli avvolgimenti collegati a triangolo in caso di perdita di fase, il danno segue uno schema coerente: un avvolgimento di fase si brucia mentre gli altri due rimangono intatti. Negli avvolgimenti collegati a stella affetti da perdita di fase, due avvolgimenti di fase vengono bruciati e il terzo non è danneggiato. La causa principale del burnout è la corrente eccessiva che porta a un grave surriscaldamento. Se si verifica una perdita di fase mentre il motore è in funzione, la sua velocità di rotazione diminuisce istantaneamente. Le correnti delle fasi integre superano rapidamente la corrente nominale del motore, raggiungendo anche diverse volte il valore nominale. Ciò provoca un grave surriscaldamento e la bruciatura di questi avvolgimenti di fase. Quando un motore a pieno carico subisce una perdita di fase durante il funzionamento, entra in uno stato di sovracorrente con una corrente che supera il livello nominale. Il motore passa dalla rotazione lenta a trascinamento alla condizione di rotore bloccato e le correnti di linea delle fasi intatte aumentano ulteriormente, provocando una rapida combustione dell'avvolgimento. Se si verifica una perdita di fase su un motore in funzione con carico leggero, le correnti degli avvolgimenti intatti aumentano notevolmente e un aumento eccessivo della temperatura brucia questi avvolgimenti. Analisi basata sulla relazione tra coppia di carico e coppia elettromagnetica: durante il normale funzionamento, la coppia di carico e la coppia elettromagnetica del motore mantengono un relativo equilibrio. Dopo che si verifica la perdita di fase, la coppia elettromagnetica del motore diminuisce bruscamente. Per soddisfare i requisiti operativi del carico, la corrente dell'avvolgimento aumenta in modo significativo. Una corrente più elevata genera più calore, degradando le prestazioni dell'isolamento del filo smaltato e di altri materiali isolanti della fase interessata e, infine, bruciandoli. Quando si verificano guasti di perdita di fase negli avvolgimenti del motore, l'isolamento interfase e l'isolamento di terra vengono spesso bruciati contemporaneamente. Per i motori relativamente grandi, generalmente sono previsti i necessari schemi di monitoraggio e protezione (come la protezione differenziale). Una volta rilevato uno squilibrio di tensione o corrente, i dispositivi di protezione interrompono tempestivamente l'alimentazione per salvaguardare efficacemente gli avvolgimenti del motore.

La qualità e le prestazioni del corpo motore sono fondamentali per tutti gli utenti. Tuttavia, durante la selezione e il funzionamento effettivi del motore, l'adattabilità del motore al suo ambiente operativo, nonché la manutenzione da parte dell'utente e il mantenimento in varie condizioni di lavoro, sono di grande importanza e in una certa misura sono direttamente correlati alla sicurezza operativa. Alcuni motori funzionano in modo continuo, mentre altri funzionano in modo intermittente a causa di vari fattori. Gli esempi includono i motori installati in apparecchiature di riscaldamento e antincendio, che funzionano periodicamente o occasionalmente in base alle richieste stagionali. I motori a funzionamento intermittente possono sviluppare varie condizioni anomale derivanti dagli ambienti di stoccaggio e dalle proprietà di protezione intrinseche del motore. Pertanto, prima del riavvio è necessario eseguire ispezioni e manutenzioni di base per evitare guasti di qualità prevenibili. 1 Ispezione del sistema di cablaggio del motore A causa delle fluttuazioni di temperatura tra lo stato di funzionamento e quello di standby del motore, insieme alle vibrazioni generate durante il funzionamento, gli elementi di fissaggio nei punti di collegamento dell'alimentazione del motore potrebbero allentarsi. Prima del riavvio dovranno essere eseguite ispezioni di base del sistema di cablaggio; sostituire gli elementi di fissaggio con altri nuovi quando necessario. 2 Trattamento di rimozione dell'umidità per avvolgimenti di motori La rimozione dell'umidità deve essere effettuata prima dell'alimentazione se il motore è stato immagazzinato per un periodo prolungato, soggetto a grandi differenze di temperatura tra funzionamento e stoccaggio o conservato in aria ambiente umida. I motori di medie e grandi dimensioni vengono dotati in fabbrica di dispositivi dedicati al riscaldamento degli avvolgimenti, quali fasce scaldanti anticondensa e scaldiglie anticondensa. Le unità di riscaldamento antiumidità fornite da diversi produttori o montate su diversi modelli di motore variano leggermente nella configurazione ma condividono gli stessi principi di funzionamento. Tutte le operazioni devono seguire rigorosamente il manuale di funzionamento e manutenzione del motore. Per i motori senza dispositivo di riscaldamento antiumidità integrato, è possibile adottare il riscaldamento, la ventilazione e l'asciugatura esterni, in base alla classe di protezione del motore. La temperatura di riscaldamento deve essere rigorosamente controllata per evitare danni agli avvolgimenti e ai componenti associati. 3 Verifica di conformità dei componenti di accoppiamento motore Ruotare manualmente l'albero motore per verificare la presenza di accoppiamenti allentati o inceppamenti meccanici, prestando particolare attenzione al sistema di cuscinetti e ai componenti di ventilazione e raffreddamento. La maggior parte dei produttori di motori fornisce specifiche e requisiti dettagliati per la manutenzione ordinaria nei manuali operativi. Gli operatori a motore effettuano ispezioni mirate in base alle loro effettive condizioni di servizio.

Nel processo di trattamento dell'isolamento degli avvolgimenti di apparecchiature elettriche come motori e trasformatori, la precottura è una fase fondamentale e indispensabile del preprocesso. Regola direttamente la qualità della successiva impregnazione e indurimento della vernice e determina inoltre l'affidabilità del sistema di isolamento dell'avvolgimento nonché la durata delle apparecchiature. L'obiettivo principale della precottura è eliminare l'umidità interna, le impurità e i solventi residui all'interno degli avvolgimenti tramite riscaldamento con controllo preciso della temperatura, creando condizioni ottimali per la penetrazione e l'indurimento della vernice isolante. Tuttavia, un utilizzo improprio può comportare diversi rischi che richiedono misure preventive mirate. L’importanza fondamentale della precottura nel trattamento dell’isolamento degli avvolgimenti si riflette in tre aspetti principali: Innanzitutto, la rimozione dell'umidità per gettare una solida base per l'isolamento. Gli avvolgimenti tendono ad assorbire l'umidità ambientale durante l'avvolgimento e l'inclusione della bobina. Se l'impregnazione della vernice viene eseguita direttamente senza precottura, l'umidità intrappolata formerà spazi d'aria tra gli strati isolanti e i conduttori, riducendo la rigidità dielettrica e inducendo facilmente scariche parziali e rottura dell'isolamento durante il funzionamento a lungo termine. La precottura evapora ed espelle l'umidità interna dagli avvolgimenti mediante riscaldamento, garantendo strati isolanti compatti e asciutti ed eliminando sostanzialmente i rischi nascosti di isolamento. In secondo luogo, la rimozione delle impurità per ottimizzare le prestazioni di impregnazione. Durante la precottura, i contaminanti come macchie di olio e polvere sulle superfici degli avvolgimenti si volatilizzeranno o cadranno con l'aumento della temperatura. Nel frattempo, i solventi residui sulla pellicola isolante dei fili magnetici possono essere rimossi, impedendo che questi contaminanti compromettano l'adesione tra vernice isolante e avvolgimenti. Ciò garantisce la penetrazione completa della vernice in ogni minuscolo spazio degli avvolgimenti nel successivo processo di impregnazione. In terzo luogo, preriscaldamento dell'avvolgimento per garantire una qualità di polimerizzazione uniforme. Gli avvolgimenti precotti mantengono una temperatura adeguata, che evita un brusco aumento della viscosità della vernice e un blocco della penetrazione causato dall'eccessiva differenza di temperatura tra gli avvolgimenti freddi e il liquido della vernice durante l'immersione. Inoltre, accelera le reazioni chimiche nella fase di indurimento successiva, consentendo un indurimento uniforme della vernice isolante per formare una struttura isolante integrata continua e stabile.

In conformità con i principi di "adattamento delle condizioni di lavoro e prestazioni ottimali in termini di costi", tre dimensioni fondamentali devono essere rigorosamente controllate nella selezione del motore per evitare errori di selezione: 1, corrispondenza della potenza di carico Determinare la classe di tensione in base alla potenza nominale dell'apparecchiatura. I motori a bassa tensione sono preferiti per carichi convenzionali e a bassa potenza per evitare sprechi di risorse. I motori ad alta tensione devono essere adottati direttamente per carichi ad alta potenza e con avviamento pesante. Ciò elimina i problemi, tra cui l'eccessiva caduta di tensione di linea causata dalla forte corrente dei motori a bassa tensione (che potrebbe causare un guasto all'avvio del carico) e la bruciatura del motore dovuta al funzionamento prolungato con sovraccarico di sottotensione, garantendo così un funzionamento stabile e affidabile delle apparecchiature. 2, selezione basata sulla distanza di alimentazione Se la distanza di alimentazione è breve e le apparecchiature sono installate vicino agli armadi elettrici, viene data priorità ai motori a bassa tensione per ridurre i costi di approvvigionamento e manutenzione. Per lunghe distanze di alimentazione, alimentazione di impianti sparsi e progetti di instradamento di cavi lunghi, si consigliano motori ad alta tensione per ridurre la perdita di linea, ridurre l'investimento nei cavi e migliorare l'efficienza dell'alimentazione. 3, Corrispondenza dell'ambiente in loco e delle condizioni operative Per ambienti speciali come siti antideflagranti, umidi, polverosi e corrosivi è necessario selezionare motori speciali con gradi di protezione corrispondenti. I motori a bassa tensione sono la prima scelta per condizioni di lavoro convenzionali con carichi leggeri e intermittenti. I motori ad alta tensione sono preferiti per condizioni di lavoro caratterizzate da carichi pesanti, funzionamento continuo per tutto il giorno e requisiti di elevata affidabilità per garantire un funzionamento stabile a lungo termine. In sintesi, i motori ad alta e bassa tensione sono due tipi di apparecchiature di potenza adatte a diverse esigenze di produzione. Nessuno dei due presenta vantaggi o svantaggi assoluti; differiscono solo nell'adattabilità dello scenario. La conoscenza accurata delle caratteristiche prestazionali e dell'ambito applicabile di entrambi i tipi consente una selezione ragionevole del motore, un funzionamento efficiente e costi controllabili, fornendo un supporto di potenza affidabile e duraturo per la produzione industriale.

Nel funzionamento e nella manutenzione di routine dei motori trifase, il guasto dell'isolamento tra avvolgimento e terra è uno dei rischi elettrici più diffusi, secondo solo ai guasti da cortocircuito tra spire e tra fasi. Un guasto a terra si riferisce al danneggiamento o all'invecchiamento dello strato isolante dell'avvolgimento del motore, che crea un percorso conduttivo tra i conduttori di fase e il nucleo di ferro, il telaio o i conduttori di terra. A differenza dei cortocircuiti interfase, in cui due avvolgimenti sono collegati elettricamente, i guasti a terra si manifestano come corrente anomala nel circuito di terra o attivazione dei sistemi di protezione differenziale. La differenziazione accurata tra i tipi di guasto consente al personale di manutenzione di condurre una rapida risoluzione dei problemi. In condizioni operative normali, un motore trifase presenta correnti di carico trifase bilanciate con deviazione trascurabile, corrente di dispersione verso terra nulla e forme d'onda di corrente stabili e regolari. Una volta che si verifica un guasto di isolamento tra avvolgimento e terra, il sintomo più caratteristico è la corrente di dispersione verso terra continua, che funge da caratteristica distintiva di tali guasti. Nella fase iniziale del danno parziale all'isolamento prima del guasto completo, la corrente di dispersione rimane bassa con fluttuazioni lente, rendendo difficile il rilevamento del guasto. Man mano che il degrado dell'isolamento si intensifica a causa dell'ingresso di umidità e della carbonizzazione, la corrente di dispersione aumenta costantemente. Nei casi di messa a terra monofase blanda, la deviazione complessiva tra le correnti di carico trifase è minima senza picchi o cadute improvvise e le correnti trifase rimangono approssimativamente bilanciate: questo è il motivo principale per cui i guasti a terra vengono spesso trascurati. Tuttavia, in questa fase le tensioni fase-terra del sistema si spostano: la tensione fase-terra della fase guasta diminuisce, mentre quella delle fasi sane aumenta. Il funzionamento a lungo termine in tali condizioni accelera il deterioramento dell'isolamento. Se il guasto a terra progredisce in un collegamento diretto a terra metallica, emergono evidenti anomalie di corrente. Una grande corrente di cortocircuito a terra attraversa la fase difettosa, determinando un aumento sostanziale della corrente di fase e innescando un lieve squilibrio della corrente trifase. Nel frattempo, la corrente a sequenza zero aumenta drasticamente, causando frequenti allarmi tempestivi e azioni di intervento da parte del monitoraggio della dispersione a terra del motore e dei dispositivi di protezione a sequenza zero. Ciò differisce nettamente dal grave e drastico squilibrio di corrente causato dai cortocircuiti interfase. Rispetto ai cortocircuiti interfase, i guasti a terra nei motori presentano variazioni di corrente molto più nascoste. Nella fase iniziale non si verificano rumori anomali, vibrazioni o surriscaldamenti evidenti, ma la corrente di dispersione persistente brucia continuamente l'isolamento dell'avvolgimento e ne accelera l'invecchiamento. Ciò alla fine causerà gravi guasti catastrofici come cortocircuiti interfase e completa bruciatura degli avvolgimenti. Di conseguenza, durante la manutenzione sono obbligatori test regolari della resistenza di isolamento e monitoraggio della corrente di dispersione. L'apparecchiatura deve essere spenta tempestivamente per la risoluzione dei problemi al rilevamento di anomalie per evitare che rischi minori si trasformino in guasti gravi.

Nella scelta dei cuscinetti motore, i cuscinetti a rulli cilindrici Tipo N e Tipo NU sono le opzioni principali per i supporti con estremità flottante. Le differenze nella struttura delle nervature li rendono adatti a progetti di motori e condizioni operative distinti, che influiscono direttamente sulla compensazione dell'espansione termica assiale e sulla stabilità operativa a lungo termine dei motori. Per i progettisti di motori, il personale di manutenzione e gli ingegneri addetti alla selezione, chiarire le differenze strutturali e gli scenari applicativi è fondamentale per prevenire guasti quali grippaggio dei cuscinetti ed eccessive sollecitazioni assiali. Sia il tipo N che il tipo NU sono cuscinetti a rulli cilindrici a corona singola e la loro divergenza funzionale deriva principalmente dalla configurazione delle nervature, che determina le loro caratteristiche di flottazione assiale. I cuscinetti a rulli cilindrici di tipo N sono dotati di un anello interno con doppie nervature e di un anello esterno senza nervature. L'anello interno, i rulli e la gabbia formano un gruppo integrato, consentendo all'anello esterno di muoversi liberamente assialmente in entrambe le direzioni rispetto all'anello interno. Questo design si applica a scenari in cui l'albero è fisso mentre l'alloggiamento o lo scudo terminale richiedono il movimento assiale. I cuscinetti a rulli cilindrici Tipo NU, invece, adottano un anello esterno con doppie nervature ed un anello interno senza nervature. L'anello esterno, i rulli e la gabbia sono assemblati come un'unità, consentendo all'anello interno di scorrere liberamente assialmente rispetto all'anello esterno. È ideale per motori con alloggiamento fisso e scudi terminali, dove l'albero motore deve espandersi e contrarsi liberamente. Nelle applicazioni pratiche dei motori, i cuscinetti di tipo NU dominano il mercato e rappresentano oltre il 90% delle installazioni di cuscinetti con estremità flottante. I motori generano una notevole quantità di calore durante il funzionamento, provocando l'allungamento assiale dell'albero. I cuscinetti di tipo NU consentono all'anello interno di espandersi e contrarsi insieme all'albero, compensando efficacemente la crescita termica e prevenendo il grippaggio del cuscinetto e l'usura accelerata causata dallo stress assiale accumulato. Pertanto, sono ampiamente utilizzati nei motori ad albero lungo, ad alta temperatura, ad alta velocità e ad alta potenza, compresi i motori asincroni trifase con telaio H315 e superiore, motori ad alta tensione, motori di pompe e ventilatori di grandi dimensioni, nonché motori per carichi pesanti per compressori e laminatoi. I cuscinetti a rulli cilindrici di tipo N sono meno comunemente utilizzati nei motori e vengono adottati solo per strutture di alloggiamento speciali che richiedono il gioco assiale dell'anello esterno. Le applicazioni tipiche includono piccoli motori di precisione, alcuni motori a frequenza variabile e apparecchiature con requisiti rigorosi in termini di eccentricità dell'albero ed elevata precisione di posizionamento tra albero e scudi terminali. Il gioco assiale dell'anello esterno non solo compensa la dilatazione termica, ma mantiene anche la precisione di posizionamento dell'anello interno, riducendo le vibrazioni e il rumore indotti dalla rotazione dell'albero. È importante notare che i cuscinetti di tipo N e di tipo NU devono essere applicati in gruppi per motori che seguono il principio della disposizione di cuscinetti flottanti. Un'estremità è dotata di cuscinetti a estremità fissa (come cuscinetti a sfere a gola profonda e cuscinetti a sfere a contatto obliquo) per resistere ai carichi assiali, mentre l'altra estremità utilizza cuscinetti di tipo N o tipo NU come estremità mobile per realizzare la compensazione dell'espansione assiale. Inoltre, il gioco interno del cuscinetto deve essere selezionato in base alla velocità del motore e alla temperatura di esercizio. Per i motori ad alta velocità e ad alta temperatura, sono preferibili i cuscinetti a gioco largo C3 o C4 per accogliere ulteriormente l'espansione termica ed evitare il grippaggio dei cuscinetti. In sintesi, i cuscinetti a rulli cilindrici Tipo N e Tipo NU sono progettati per fornire una compensazione del gioco assiale e garantire un funzionamento affidabile del motore. Per la selezione generale, il tipo NU è la prima scelta per soddisfare i requisiti dell'estremità mobile della maggior parte dei motori. I cuscinetti di tipo N vengono presi in considerazione solo quando l'alloggiamento deve fluttuare ed è richiesta un'elevata precisione di posizionamento dell'albero. Il rigoroso rispetto della disposizione fissa-flottante e il corretto adattamento del gioco ottimizzeranno le prestazioni dei cuscinetti e prolungheranno la durata di servizio del motore.

Le pompe industriali fungono da apparecchiature per il trasporto dei fluidi fondamentali, ampiamente applicate nei settori chimico, metallurgico, di approvvigionamento e drenaggio dell'acqua e in altri settori. Come fonte di energia delle pompe industriali, i motori determinano direttamente l'efficienza operativa, la stabilità e la durata dei corpi pompa. Date le condizioni di lavoro complesse e variabili, le pompe industriali impongono requisiti severi e precisi sulle prestazioni del motore. Il corretto abbinamento del motore consente alle pompe di fornire prestazioni di lavoro ottimali. L’adeguamento della potenza costituisce il prerequisito primario. La potenza del motore deve essere configurata accuratamente in base al mezzo di trasporto, alla prevalenza, alla portata e ad altri parametri chiave. Una potenza eccessiva comporta uno spreco di energia, mentre una potenza insufficiente non riesce a raggiungere le condizioni operative nominali e può persino bruciare il motore. Soprattutto negli scenari industriali pesanti con prevalenza elevata e flusso elevato, i motori necessitano di una potenza nominale e di una capacità di sovraccarico sufficienti per resistere all'impatto istantaneo del carico durante l'avvio ed evitare l'interruzione della produzione. Alta efficienza e risparmio energetico costituiscono le esigenze fondamentali. Le pompe industriali funzionano per lo più in modo continuo, con il consumo di energia del motore che rappresenta oltre l’80% del consumo energetico totale delle apparecchiature. I motori ad alta efficienza riducono efficacemente i costi operativi aziendali. Attualmente, il settore è dominato dai motori IE4 e da motori ad altissima efficienza, caratterizzati da una minore perdita di energia e da una maggiore efficienza di conversione. In combinazione con la regolazione della velocità a frequenza variabile, la velocità di rotazione può essere regolata dinamicamente in base alle condizioni di lavoro effettive per aumentare ulteriormente l'effetto di risparmio energetico, in conformità alla tendenza di sviluppo industriale del doppio carbonio. Stabilità e affidabilità fungono da garanzie fondamentali. Le pompe industriali spesso funzionano in ambienti difficili con alta temperatura, alta pressione e forte corrosione. I motori dovranno possedere capacità di isolamento, dissipazione del calore e anti-interferenza superiori per sostenere un funzionamento stabile a lungo termine e ridurre al minimo i tempi di fermo. Il grado di protezione deve adattarsi all'ambiente operativo per impedire l'ingresso di polvere e umidità. Anche la resistenza all'usura e alla fatica dei componenti chiave, inclusi cuscinetti e avvolgimenti, influisce notevolmente sulla stabilità operativa del motore. Inoltre, vengono stabiliti standard chiari per le prestazioni di avviamento del motore e la precisione della regolazione della velocità. L'avviamento graduale evita picchi di corrente all'avvio e protegge sia le pompe che i motori. La regolazione accurata della velocità si adatta alle diverse esigenze di portata e prevalenza e migliora la precisione di erogazione del fluido. In conclusione, requisiti rigorosi in materia di potenza del motore, efficienza energetica e stabilità mirano a ottenere un trasporto di fluidi efficiente, stabile e a risparmio energetico. La scelta dei motori adatti non solo migliora le prestazioni della pompa, ma riduce anche i costi di manutenzione e salvaguarda la produzione industriale.

I motori antideflagranti sono un termine generale per indicare motori che possono funzionare in sicurezza in ambienti infiammabili ed esplosivi. Secondo i principi e le strutture antideflagranti, sono classificati in vari tipi, ciascuno con i corrispondenti contrassegni antideflagranti standard. Tutti i contrassegni dei motori antideflagranti iniziano con Ex, seguito da informazioni quali tipo a prova di esplosione, categoria dell'apparecchiatura, classe di temperatura e grado di protezione, che insieme formano un contrassegno antideflagrante completo per chiarire le aree pericolose applicabili e i livelli di sicurezza. I motori antideflagranti sono i motori antideflagranti più comunemente utilizzati. La marcatura antideflagrante secondo la vecchia norma è Ex d, mentre la nuova norma è suddivisa per livello di protezione in Ex da, Ex db ed Ex dc in ordine decrescente. Ex dc può essere utilizzato solo in ambienti con gas esplosivi diversi dal metano delle miniere di carbone. Ex da ed Ex db possono essere applicati in vari ambienti con gas esplosivi, incluso il metano delle miniere di carbone. Si affidano alla funzione "estinguente" di involucri robusti e superfici di giunzione ignifughe precise per resistere alle esplosioni interne e prevenire la propagazione della fiamma. Sono adatti principalmente per la Zona 1 e la Zona 2 di ambienti pericolosi per gas esplosivi. I motori a sicurezza aumentata sono marcati Ex ea ed Ex eb. Migliorando l'isolamento, controllando l'aumento della temperatura e migliorando l'affidabilità strutturale, non generano scintille o temperature elevate pericolose durante il normale funzionamento. Sono utilizzati principalmente nella Zona 2 di ambienti con gas esplosivi. I motori a sicurezza intrinseca sono contrassegnati Ex ia, Ex ib ed Ex ic. La protezione contro le esplosioni si ottiene limitando l'energia del circuito, con un elevato livello di sicurezza. Possono essere utilizzati nella Zona 0, Zona 1, Zona 2 di ambienti con gas esplosivi e Zona 20, Zona 21, Zona 22 di ambienti con polveri esplosive e sono utilizzati principalmente in strumenti e apparecchiature di controllo a bassa potenza. I motori pressurizzati sono contrassegnati Ex pv (livello di protezione EPL Gb o Gc), Ex pxb (livello di protezione EPL Gb, Mb o Db), Ex pyb (livello di protezione EPL Gb o Db) ed Ex pzc (livello di protezione EPL Gc o Dc). Iniettando gas pulito nel motore per formare una leggera pressione positiva, impediscono l'ingresso di gas o polvere infiammabili esterni. Sono adatti per la Zona 1 e la Zona 2 e sono comunemente utilizzati nelle apparecchiature di guida ad alta potenza. I motori antideflagranti con custodia sono contrassegnati Ex ta (livello di protezione EPL Da), Ex tb (livello di protezione EPL Db) ed Ex tc (livello di protezione EPL Dc). Adottano una struttura sigillata ad alta protezione per impedire l'ingresso di polvere e controllare la temperatura superficiale, adatta per Zona 20, Zona 21, Zona 22 di ambienti con polvere combustibile.

I motori antideflagranti sono progettati principalmente per ambienti con polveri combustibili. Il principio fondamentale è impedire l'ingresso e l'accumulo di polvere all'interno del motore, evitando al tempo stesso che la temperatura della superficie del motore raggiunga la temperatura di accensione della polvere. Attraverso misure quali una struttura completamente chiusa, un maggiore grado di protezione della custodia, superfici lisce resistenti alla polvere e un design di tenuta affidabile, l'adesione della polvere e l'ingresso nel motore vengono ridotti. L'aumento della temperatura superficiale della custodia del motore è rigorosamente controllato per essere inferiore alla temperatura minima di accensione della polvere, in modo da prevenire l'accensione o l'esplosione della polvere alla fonte. I tipi di protezione della custodia includono “ta”, “tb” e “tc”: Ex ta corrisponde a EPL Da (livello di protezione molto elevato: non costituisce una fonte di accensione in condizioni di funzionamento normale, guasti previsti o rare condizioni di guasto); Ex tb corrisponde a EPL Db (alto livello di protezione: non costituisce una fonte di accensione in condizioni di funzionamento normale o di guasto previsto); Ex tc corrisponde a EPL Dc (livello generale di protezione: nessuna fonte di accensione durante il normale funzionamento; è possibile applicare misure protettive aggiuntive per garantire che non si verifichi un'accensione efficace laddove si prevede la comparsa frequente di fonti di accensione). Tali motori richiedono in genere un grado di protezione di ingresso pari a IP65 o superiore, con una tenuta ermetica dell'involucro e una ragionevole dissipazione del calore, che possono prevenire efficacemente l'intrusione di polvere. Sono adatti per aree pericolose con polvere combustibile, comprese la Zona 20, Zona 21 e Zona 22, e sono ampiamente utilizzati in settori quali la lavorazione del grano, la produzione di mangimi, la lavorazione del legno, la lucidatura dei metalli, il tabacco e la lavorazione delle polveri chimiche, per azionare trasportatori, frantoi, apparecchiature di vagliatura, miscelatori, ventilatori e altri macchinari. Per comprendere meglio le caratteristiche strutturali dei motori antideflagranti si riporta di seguito un breve confronto tra motori antideflagranti da gas e motori antideflagranti da polveri: Motori antideflagranti Progettati per ambienti con gas esplosivi, vengono utilizzati principalmente in aree pericolose con gas e vapori infiammabili. L'obiettivo è impedire che archi elettrici, scintille e temperature elevate possano accendere i gas. I tipi comuni includono motori antideflagranti, a sicurezza aumentata, a sicurezza intrinseca e pressurizzati. Sono adatti per zone a rischio di esplosione di gas Zona 0, Zona 1 e Zona 2 e ampiamente applicati nei settori petrolifero, chimico, minerario del carbone, del gas naturale e altri settori. Motori antideflagranti Progettati per ambienti con polveri e fibre combustibili, le loro caratteristiche principali sono la sigillatura a tenuta di polvere e il controllo della temperatura superficiale, che impediscono alla polvere di entrare e accumularsi all'interno del motore e di accendersi. Il grado di protezione è per lo più IP65 o superiore, adatto per aree pericolose esplosive da polvere Zona 20, Zona 21 e Zona 22. Si trovano comunemente nella lavorazione del grano, nella lavorazione del legno, nella lucidatura dei metalli, nei mangimi, nelle polveri chimiche e applicazioni simili.

Nei motori a induzione convenzionali e nei motori sincroni a magneti permanenti, sia il nucleo dello statore che quello del rotore sono realizzati in fogli di acciaio al silicio. Il materiale di base della lamiera di acciaio al silicio è l'acciaio, con un contenuto di silicio compreso tra l'1,0% e il 4,5%. La lamiera di acciaio al silicio presenta un'elevata permeabilità magnetica, consentendo al flusso magnetico di passare senza intoppi e generare una forte coppia. Invece di utilizzare un unico pezzo solido di acciaio al silicio, sottili fogli di acciaio al silicio vengono impilati insieme per sopprimere gli effetti dannosi delle correnti parassite. Secondo la legge dell'induzione elettromagnetica, quando un conduttore viene posto in un campo magnetico variabile, all'interno del conduttore vengono generate correnti indotte con schemi vorticosi: queste sono correnti parassite. Se il nucleo del motore fosse costituito da un pezzo solido di acciaio al silicio, le correnti parassite che fluiscono attraverso il nucleo genererebbero calore a causa della resistenza elettrica. La resistenza molto bassa di un blocco metallico solido provoca correnti parassite estremamente grandi e una massiccia generazione di calore. Ciò causerebbe un aumento della temperatura interna fino a diverse centinaia di gradi in un tempo molto breve, bruciando direttamente l'isolamento della bobina e rovinando il motore. Con le lamiere laminate di acciaio al silicio, tra ogni lastra esiste uno strato isolante. Le grandi correnti parassite senza ostacoli che fluirebbero attraverso un blocco solido sono divise dall'isolamento in numerose minuscole correnti parassite confinate all'interno di singoli fogli sottili. La perdita di correnti parassite è proporzionale al quadrato dello spessore della lamiera di acciaio al silicio. In altre parole, se lo spessore della lamiera viene ridotto a un decimo dello spessore originale, la perdita per correnti parassite scenderà a un centesimo. Ciascun foglio di acciaio al silicio viene generalmente prodotto mediante stampaggio, quindi impilato e compresso per formare il nucleo. I nuclei del rotore sono generalmente montati a caldo sull'albero, mentre i nuclei dello statore sono generalmente pressati nell'alloggiamento del motore.

Nella comunicazione pratica, abbiamo riscontrato che molte persone confondono i motori antideflagranti con i motori antideflagranti. In effetti, i due non sono in una relazione parallela, ma inclusiva. In poche parole, un motore antideflagrante è sempre un motore antideflagrante, ma un motore antideflagrante non è limitato ai tipi antideflagranti. Motore antideflagrante è un termine ampio che generalmente si riferisce a qualsiasi motore in grado di funzionare in sicurezza in ambienti infiammabili ed esplosivi senza accendere miscele esplosive circostanti. Comprende vari tipi con diverse strutture antideflagranti, come motori ignifughi, a sicurezza aumentata, a sicurezza intrinseca, pressurizzati e antideflagranti da polvere. Il motore antideflagrante è solo la tipologia più utilizzata e rappresentativa tra i motori antideflagranti. Le marcature antideflagranti sono Ex da (per EPL Ga o Ma, livello di protezione molto elevato), Ex db (per EPL Gb o Mb, livello di protezione elevato) ed Ex dc (per EPL Gc, livello di protezione normale). Le custodie ignifughe “da” e “db” possono essere utilizzate in atmosfere con gas esplosivi che coinvolgono metano di miniera (EPL Ma o Mb) e quelle che escludono il metano di miniera (EPL Ga o Gb). La custodia antideflagrante “dc” può essere utilizzata solo in atmosfere esplosive con gas diversi dal metano di miniera (EPL Gc). Per quanto riguarda il principio antideflagrante, la caratteristica principale di un motore antideflagrante è che consente esplosioni interne ma impedisce la propagazione delle esplosioni. Si basa su un involucro ad alta resistenza per resistere alla pressione di esplosione interna e utilizza interstizi del percorso della fiamma lavorati con precisione per raffreddare le fiamme e impedire alle scintille di diffondersi verso l'esterno, garantendo così la sicurezza dell'ambiente esterno. La maggior parte degli altri tipi di motori antideflagranti evitano le esplosioni alla fonte. Per esempio: I motori a sicurezza aumentata evitano temperature pericolose migliorando l'isolamento e controllando l'aumento della temperatura; I motori a sicurezza intrinseca prevengono le scintille infiammabili limitando l'energia elettrica; I motori pressurizzati formano una pressione positiva all'interno dell'involucro riempiendosi di gas protettivo per tenere lontani i gas infiammabili. In termini di struttura dei componenti, i motori antideflagranti solitamente hanno involucri più pesanti, con requisiti severi in termini di precisione di lavorazione, spazi di montaggio e metodi di tenuta dei percorsi di fiamma. Anche i loro cablaggi e i dispositivi di ingresso dei cavi devono adottare speciali strutture di tenuta ignifughe. Al contrario, altri motori antideflagranti non hanno requisiti così rigorosi sul percorso della fiamma; i loro involucri e cablaggi sono progettati secondo i propri principi antideflagranti, risultando in strutture e pesi complessivi diversi. Negli scenari applicativi, i motori antideflagranti sono adatti per aree ad alto rischio con gas infiammabili, come miniere di carbone, petrolio, ingegneria chimica e impianti di gas naturale. Altri tipi, come i motori a sicurezza aumentata e a sicurezza intrinseca, vengono utilizzati in applicazioni a rischio inferiore o speciali a bassa potenza in base ai rispettivi livelli di protezione.

Il funzionamento con regolazione della velocità a frequenza variabile dei motori elettrici è gradualmente diventato un simbolo dei tempi. La regolazione della velocità dei motori sincroni si riferisce al controllo della velocità a frequenza variabile dei motori CA che azionano macchinari con carico a coppia quadrata come ventilatori e pompe durante i processi di produzione. Il controllo della velocità a frequenza variabile può ottenere effetti di processo ottimali nonché un notevole risparmio energetico e riduzione dei consumi. 1, effetto di risparmio energetico Le apparecchiature meccaniche azionate da tradizionali motori sincroni ad eccitazione senza spazzole, come ventilatori, pompe e compressori, funzionano a frequenza industriale con potenza in uscita costante. Quando la portata e la pressione vengono regolate in base alle esigenze del processo, si verifica un grave spreco di energia, poiché la portata del carico è proporzionale alla velocità di rotazione, mentre la potenza richiesta è proporzionale al cubo della velocità di rotazione. Pertanto, quando la portata richiesta è pari all'80% della portata nominale, l'applicazione del moderno controllo automatico della regolazione della velocità a frequenza variabile può far risparmiare oltre il 45% di energia elettrica rispetto ai metodi di regolazione tradizionali. 2, funzionamento a frequenza variabile La regolazione della velocità a frequenza variabile per il controllo del processo è un sistema di controllo di una sola macchina. Il suo processo operativo è fondamentalmente simile ma diverso dal processo di avvio graduale a frequenza variabile. La differenza è che dopo che la sala di controllo principale ha emesso un comando preparatorio per il funzionamento di regolazione della velocità a frequenza variabile del motore sincrono, il motore di azionamento del blocco del motore sincrono lo fa ruotare. Quando la velocità di rotazione raggiunge l'1% della velocità nominale, il motore sincrono, seguendo il programma progettato, istruisce il sistema di controllo ad applicare l'eccitazione tramite il controllo di eccitazione. Quindi la sala di controllo principale emette un segnale di "autorizzazione all'innesto", indicando la chiusura dell'interruttore ad alta tensione per il funzionamento con avvio graduale a frequenza variabile. Allo stesso tempo, in base all'indicazione del segnale, la sala di controllo principale chiude immediatamente l'interruttore ad alta tensione del circuito di controllo principale del sistema di controllo soft-start per la regolazione della velocità a frequenza variabile del motore sincrono, mettendo il motore sincrono in modalità soft-start a frequenza variabile. Durante il controllo soft-start a frequenza e tensione variabile, la polarità dei poli magnetici del rotore del motore sincrono rimane invariata. Il motore accelera con la frequenza di regolazione della velocità a frequenza variabile, con aumento graduale della tensione e della frequenza, fino a quando funziona alla velocità nominale, completando il controllo di avvio graduale a frequenza variabile. Durante il funzionamento con regolazione della velocità a frequenza variabile, il motore sincrono raggiunge un controllo della velocità stabile e preciso attraverso il controllo del funzionamento vettoriale da parte del sistema di controllo della regolazione della velocità a frequenza variabile e di un sistema informatico di controllo micro industriale, in risposta alle variazioni del carico effettivo. Prima di arrestare il motore sincrono in funzionamento a frequenza variabile, il dispositivo di regolazione della velocità a frequenza variabile deve ridurre automaticamente la corrente di uscita a zero e bloccare tutti gli impulsi di attivazione del dispositivo prima che venga visualizzato il segnale di "autorizzazione all'arresto". Sulla base di questo segnale, la sala di controllo principale disconnette immediatamente l'alimentazione a frequenza industriale dell'interruttore ad alta tensione nel circuito di controllo principale del dispositivo di controllo della regolazione della velocità a frequenza variabile, terminando così il processo di controllo della regolazione della velocità a frequenza variabile.

La velocità di un motore asincrono è sempre inferiore alla velocità di rotazione del corrispondente campo magnetico rotante. Nelle applicazioni pratiche è necessaria la regolazione della velocità del motore in base alle condizioni di lavoro. Alcune condizioni di lavoro richiedono requisiti minimi per la regolazione della velocità e sono sufficienti solo gradini di velocità adeguati, mentre altre richiedono una regolazione della velocità continua e uniforme. A seconda delle esigenze specifiche, la velocità desiderata può essere raggiunta dal motore asincrono stesso o in combinazione con dispositivi di controllo della velocità. Un motore a gabbia di scoiattolo alimentato dalla rete è un motore a velocità costante che funziona a una frequenza fissa. In confronto, un motore a induzione con rotore avvolto alimentato dalla rete consente la regolazione della velocità entro un intervallo limitato. Per i motori a induzione a gabbia di scoiattolo, poiché il numero di poli del rotore può variare con il numero di poli dello statore, è possibile ottenere più velocità sullo stesso motore modificando il numero di coppie di poli dell'avvolgimento dello statore. La conversione del numero di poli dell'avvolgimento dello statore viene realizzata modificando la modalità di connessione: alcuni motori adottano la conversione di connessione di un singolo set di avvolgimenti, mentre altri utilizzano due set di avvolgimenti separati. Per un singolo set di avvolgimenti, in genere è possibile ottenere fino a tre diverse velocità, ma i progetti con rapporto polare 2:1 sono più comuni a causa della compatibilità degli avvolgimenti e del circuito magnetico. La velocità di un motore a più velocità con cambio di poli è controllata in stadi a gradini e funziona a una velocità sostanzialmente costante sotto un dato numero di poli. Tuttavia, anche altri requisiti prestazionali a velocità diverse per lo stesso motore devono corrispondere alle condizioni di lavoro effettive, come le prestazioni di avviamento e il rispetto dell'aumento di temperatura. Per i motori multivelocità a poli commutabili, la conformità degli elementi di prova e degli indicatori corrispondenti alle diverse condizioni di velocità è fondamentale e gli effettivi requisiti operativi del motore devono essere accuratamente controllati. Per le condizioni di lavoro che richiedono una regolazione della velocità relativamente precisa e regolare, viene adottato il controllo della frequenza e l'intervallo di regolazione della velocità può essere progettato in base alle condizioni di lavoro effettive. Oltre alla differenza nella struttura di dissipazione del calore, i motori alimentati da inverter e quelli alimentati dalla rete devono essere adeguatamente controllati anche in termini di fili magnetici, materiali isolanti, sistemi di cuscinetti, ecc. Ad esempio, dovrebbero essere applicati cavi magnetici speciali per motori alimentati da inverter, materiali isolanti di Classe F o superiore e misure di protezione della corrente d'albero per i sistemi di cuscinetti. Oltre ai metodi di regolazione e controllo della velocità sopra indicati, anche la regolazione della tensione, il controllo della resistenza del rotore, la regolazione della coppia e altre misure possono soddisfare i requisiti specifici di regolazione della velocità del motore.

I trasportatori a nastro, come apparecchiature di trasporto di base nei settori minerario, chimico, di stoccaggio e di altro tipo, devono funzionare stabilmente in condizioni di bassa velocità e di carico pesante per lungo tempo. Devono far fronte alle fluttuazioni del carico come l'accumulo di materiale e gli shock start-stop, garantendo al tempo stesso una velocità di trasporto uniforme per evitare fuoriuscite di materiale o usura delle apparecchiature. Il nucleo del controllo del motore di azionamento risiede nel funzionamento a coppia costante, che soddisfa il duplice requisito di uscita a coppia elevata a bassa velocità e stabilità operativa attraverso un controllo preciso. In questo caso il nastro trasportatore è azionato da un motore asincrono. È necessario mantenere una coppia costante per azionare la cinghia sotto il carico nominale. Durante l'avvio, deve superare l'attrito statico della cinghia e la gravità dei materiali, che impongono requisiti elevati in termini di velocità di risposta e precisione del controllo della coppia costante. Il sistema di controllo si basa sul controllo del rapporto U/f, combinato con il controllo vettoriale per ottimizzare le prestazioni a bassa velocità. Non solo garantisce la regolazione sincrona della tensione e della frequenza al di sotto della velocità di base con un rapporto U/f costante, ma utilizza anche la compensazione della caduta di tensione dello statore per compensare l'influenza della caduta della resistenza interna del motore sulla coppia a bassa velocità, prevenendo l'inceppamento della cinghia causato da una coppia di avvio insufficiente. Il controllo della corrente ad anello chiuso è la chiave per garantire una coppia stabile e costante. Il sistema raccoglie la corrente trifase dello statore in tempo reale attraverso sensori di corrente ad alta precisione, la converte in componenti di coordinate dq tramite trasformazione delle coordinate e blocca la corrente dell'asse q al setpoint di coppia per garantire una risposta di coppia rapida e stabile in caso di variazioni di carico. Allo stesso tempo vengono preimpostate le soglie di protezione della corrente. Quando si verifica un sovraccarico dovuto a un improvviso accumulo di materiale, l'uscita di corrente è limitata nel tempo per evitare la bruciatura del motore e il sistema ritorna automaticamente al funzionamento a coppia costante dopo il ripristino del carico. Mirando a condizioni di lavoro complesse in loco, il sistema migliora la compensazione dei disturbi e l'adattabilità. Monitora la velocità del nastro, il peso del materiale e la temperatura del motore in tempo reale. Quando si verifica una fluttuazione del carico dovuta a cambiamenti improvvisi nel volume del materiale, il rapporto tensione e corrente viene regolato dinamicamente per compensare rapidamente l'influenza dei disturbi sulla coppia. Per la deriva dei parametri del motore causata dal funzionamento a lungo termine, viene utilizzato un algoritmo di calibrazione dinamica per correggere la resistenza dello statore e le deviazioni dell'induttanza per evitare la deriva della coppia. Durante l'avvio viene adottata una strategia di avvio graduale per aumentare gradualmente la coppia erogata, ridurre i danni della corrente di spunto alla cinghia e al motore e ottenere un avvio-arresto regolare e un funzionamento continuo a coppia costante in condizioni di carico pesante.

Ogni volta che le discussioni riguardano la coppia e la velocità del motore, qualcuno solleva sempre domande sulla loro relazione. Oggi parleremo specificamente della relazione tra questi due parametri. La velocità e la coppia sono due parametri importanti del motore, entrambi derivati ​​dai requisiti prestazionali complessivi del motore. Tra i parametri chiave del motore, essi sono rappresentati dalla potenza e ulteriormente dettagliati dalla coppia e dalla velocità nell'ambito della potenza. Descrivere la relazione tra coppia e velocità ha senso solo sotto determinati vincoli. Per motori con la stessa potenza, quando la coppia del motore è piccola, la velocità corrispondente è elevata; quando la coppia del motore è elevata, la velocità corrispondente è bassa. Abbiamo precedentemente spiegato la relazione teorica tra loro utilizzando formule specifiche. Da questa relazione è più facile comprendere che, per motori con la stessa potenza nominale, tensione nominale e dimensioni del telaio, i motori multipolari a bassa velocità hanno una coppia maggiore rispetto ai motori con meno poli ad alta velocità. In altre parole, a parità di potenza, i motori ad alta velocità hanno una coppia inferiore ma funzionano più velocemente, mentre i motori a bassa velocità funzionano più lentamente ma hanno una maggiore capacità di guida del carico. Utilizzando questa relazione, è anche relativamente semplice comprendere il funzionamento a potenza costante dei motori a frequenza variabile. Pertanto, senza alcun vincolo, non esiste una relazione comparativa fissa tra coppia e velocità. A parità di coppia, maggiore è la velocità, maggiore è la potenza del motore. Allo stesso modo, a parità di velocità, maggiore è la coppia, maggiore è la potenza. Durante la selezione del motore, dovremmo scegliere prodotti che soddisfino i requisiti in base alle condizioni di lavoro specifiche: Innanzitutto, comprendere appieno l'entità del carico, che è direttamente correlata all'indice di coppia del motore. In secondo luogo, determinare chiaramente la velocità operativa dell'apparecchiatura azionata, che deve corrispondere alla velocità del motore. Questi due indicatori determinano sostanzialmente la potenza e il numero di poli del motore. Potenza e velocità sono indicate direttamente sulla targa del motore, mentre la coppia può essere ottenuta tramite un semplice calcolo.

L'asse di un motore orizzontale è parallelo al suolo, mentre l'asse di un motore verticale è perpendicolare al suolo. Rispetto ai motori orizzontali, il sistema di cuscinetti dei motori verticali presenta inevitabilmente requisiti speciali. La caratteristica più evidente è che i cuscinetti devono essere in grado di sopportare una notevole forza assiale. Il cuscinetto di posizionamento dei motori orizzontali adotta solitamente cuscinetti a sfere a gola profonda, che possono supportare contemporaneamente il carico radiale e una certa quantità di carico assiale. Tuttavia, a causa della grande forza assiale nei motori verticali e poiché i cuscinetti a sfere a gola profonda non possono sopportare carichi assiali pesanti, i cuscinetti a sfere a contatto obliquo sono comunemente utilizzati nei motori verticali. Sia i cuscinetti a sfere a contatto obliquo a fila singola che a doppia corona presentano un'elevata capacità di carico assiale e prestazioni ad alta velocità. La scelta dei cuscinetti per i motori montati verticalmente dipende principalmente dalla potenza del motore, dalle dimensioni del telaio o dal peso del rotore. I motori verticali con telaio di dimensione H280 e inferiore utilizzano generalmente cuscinetti a sfere a gola profonda, mentre i motori di dimensione H315 e superiore richiedono cuscinetti a sfere a contatto obliquo. I cuscinetti ad alta precisione e ad alta velocità hanno solitamente un angolo di contatto di 15 gradi. L'angolo di contatto aumenterà sotto carico assiale. I cuscinetti a sfere a contatto obliquo possono sopportare carichi radiali e assiali combinati, nonché carichi assiali in una direzione. La loro capacità di carico assiale è determinata dall'angolo di contatto: maggiore è l'angolo di contatto, maggiore è la capacità di carico assiale. Possono anche limitare lo spostamento assiale dell'albero o dell'alloggiamento in una direzione. Quando i cuscinetti a sfere a contatto obliquo vengono utilizzati nei motori verticali, sono generalmente montati sul lato opposto alla trasmissione per garantire che il cuscinetto sul lato conduttore possa sopportare una forza radiale sufficiente. Durante l'installazione è necessario rispettare severi requisiti direzionali: il cuscinetto deve essere in grado di sostenere la forza assiale verso il basso, coerente con la direzione della gravità del rotore. Quando l'albero motore si estende verso l'alto, sul lato opposto alla trasmissione viene installato il cuscinetto a contatto angolare, che soddisfa i requisiti di forza assiale e garantisce una buona producibilità dell'assemblaggio del coperchio terminale. Quando l'albero si estende verso il basso, il cuscinetto a contatto angolare viene installato anche sul lato opposto alla trasmissione, ma è necessario adottare misure adeguate durante il montaggio del coperchio terminale per evitare danni al cuscinetto. In termini semplici, i cuscinetti a sfere a contatto obliquo forniscono una funzione di “sospensione” o “supporto” per il rotore del motore. Se il cuscinetto si trova in alto, deve sospendere il rotore; se posizionato in basso deve sostenere il rotore. Oltre a soddisfare questi requisiti funzionali, è necessario considerare anche la producibilità dell'assemblaggio della copertura terminale. La forza esterna applicata durante l'assemblaggio del coperchio terminale deve essere coerente con la direzione della forza assiale ammissibile del cuscinetto (gli anelli interno ed esterno dei cuscinetti a sfere a contatto obliquo resistono alle forze assiali in direzioni opposte). In caso contrario, il cuscinetto potrebbe danneggiarsi o smontarsi. Come cuscinetto di bloccaggio, non dovrebbe esserci gioco assiale tra l'anello esterno e i cappelli del cuscinetto per mantenere il corretto accoppiamento. Inoltre, si consiglia un accoppiamento con interferenza tra l'anello interno e l'albero, mentre è più ragionevole un accoppiamento con gioco ridotto tra l'anello esterno e l'alloggiamento del cuscinetto.

Rispetto ai motori ordinari, i motori a frequenza variabile sembrano simili nell'aspetto, ma differiscono notevolmente in termini di prestazioni e applicazione. I motori a frequenza variabile sono alimentati da un alimentatore o inverter a frequenza variabile e la loro velocità è regolabile. Esistono motori a frequenza variabile a coppia costante e a potenza costante. I motori ordinari, tuttavia, sono alimentati da un alimentatore a frequenza industriale (rete) e la loro velocità nominale è relativamente fissa. La ventola di un normale motore ruota insieme al rotore, mentre un motore a frequenza variabile utilizza per il raffreddamento una ventola assiale aggiuntiva, la cui velocità è fissa. Ciò garantisce una sufficiente dissipazione del calore quando il motore funziona a bassa velocità. Pertanto, se si utilizza un motore normale per il funzionamento a frequenza variabile e funziona a bassa velocità, potrebbe bruciarsi a causa del surriscaldamento. Inoltre, poiché i motori a frequenza variabile devono resistere a campi magnetici ad alta frequenza, la loro classe di isolamento è superiore a quella dei motori normali. Requisiti speciali sono imposti all'isolamento delle fessure e ai fili magnetici nei motori a frequenza variabile per migliorare la resistenza alle tensioni impulsive ad alta frequenza. I motori a frequenza variabile possono funzionare a qualsiasi velocità entro l'intervallo di regolazione della velocità senza danni, mentre i normali motori a frequenza industriale possono funzionare solo con tensione e frequenza nominali. Alcuni produttori di motori producono motori ordinari ad ampia frequenza con un campo regolabile ristretto, che consentono un funzionamento a frequenza variabile limitata. Tuttavia, l'autonomia non può essere troppo ampia, altrimenti il ​​motore si surriscalda o addirittura si brucia. Perché gli inverter possono risparmiare energia? L'effetto di risparmio energetico degli inverter si riscontra principalmente nei ventilatori e nelle pompe. Per garantire l'affidabilità operativa, di solito viene riservato un certo margine di sicurezza quando si progettano azionamenti per vari macchinari. Quando il motore funziona a carico parziale, la coppia in eccesso aumenta il consumo di potenza attiva e provoca sprechi di energia. Il tradizionale controllo della velocità per ventilatori e pompe regola il flusso di aria o acqua modificando l'apertura di serrande o valvole, consumando una grande quantità di energia per strozzare le perdite. Con il controllo della velocità a frequenza variabile, è possibile soddisfare i requisiti di flusso inferiori semplicemente riducendo la velocità della pompa o della ventola. Gli azionamenti a frequenza variabile non consentono di risparmiare energia in tutte le applicazioni. Essendo un dispositivo elettronico, l'inverter stesso consuma energia. Ad esempio, un condizionatore inverter da 1,5 HP consuma circa 20–30 W, simile a una piccola lampada sempre accesa. È vero che gli inverter possono risparmiare energia quando funzionano a frequenza industriale, ma questo è valido solo alle condizioni: carichi ad alta potenza, in particolare carichi di ventole e pompe, e l'apparecchiatura stessa ha una funzione di risparmio energetico.

Il rotore di un motore elettrico è solitamente supportato da due serie di cuscinetti, che posizionano radialmente e assialmente il rotore rispetto allo statore. In base ai diversi requisiti applicativi, quali carico, precisione di rotazione richiesta e costi di produzione, le disposizioni di cuscinetti del motore generalmente adottano i seguenti tipi: · disposizione fissa-singola/flottante-singola · disposizione fissa-fissa preregolata · disposizione completamente flottante 1, disposizione singola fissa/singola mobile Il cuscinetto ad estremità fissa è fissato sia dall'albero che dall'alloggiamento del coperchio terminale. Fornisce supporto radiale ad un'estremità dell'albero e funge anche da supporto assiale in entrambe le direzioni assiali. Il cuscinetto dell'estremità fissa deve essere un cuscinetto radiale in grado di supportare carichi radiali e assiali combinati. Il tipo più comunemente utilizzato nei motori è il cuscinetto a sfere a gola profonda. In altri macchinari possono essere utilizzati anche cuscinetti a sfere a contatto obliquo a doppia o ad una corona appaiate e altri cuscinetti in grado di sostenere carichi combinati. Per i motori a tre cuscinetti, il posizionamento assiale è ottenuto mediante una combinazione di cuscinetti: un cuscinetto radiale che supporta solo il carico radiale puro (cuscinetto a rulli cilindrici con anelli non scanalati) combinato con un cuscinetto a sfere con scanalatura profonda che supporta carichi combinati. In questa configurazione, il cuscinetto a sfere con scanalatura profonda fornisce solo un posizionamento assiale in entrambe le direzioni e deve avere una certa libertà radiale nell'alloggiamento, ovvero un gioco di accoppiamento con il foro dell'alloggiamento. Il cuscinetto con estremità flottante si trova all'estremità opposta dell'albero e fornisce solo supporto radiale. Pertanto, il cuscinetto con estremità mobile può essere un cuscinetto a sfere con scanalatura profonda o un cuscinetto a rulli. Per i motori con carichi pesanti o carichi d'urto, vengono adottati principalmente cuscinetti a rulli cilindrici. In questa disposizione, all'albero deve essere consentito un certo spostamento assiale per evitare forze interne tra i cuscinetti. Quando l'albero si espande termicamente durante il funzionamento del motore, può verificarsi uno spostamento assiale all'interno di alcuni tipi di cuscinetti (ad esempio, cuscinetti a rulli cilindrici). Lo spostamento assiale può avvenire anche tra un anello del cuscinetto e il suo componente accoppiato, preferibilmente tra l'anello esterno e l'alloggiamento. Di conseguenza, i progettisti devono confrontare, analizzare e verificare se utilizzare cuscinetti a rulli cilindrici di tipo N o di tipo NU. Esistono molte combinazioni per gli accordi a parte fissa e mobile. Esempi comuni includono: · Cuscinetto a sfere a gola profonda + cuscinetto a rulli cilindrici · Cuscinetto a sfere a contatto obliquo a doppia corona + cuscinetto a rulli cilindrici · Cuscinetto a rulli conici a corona singola accoppiato + cuscinetto a rulli cilindrici Per le disposizioni di cuscinetti rigidi, si consigliano combinazioni che consentono lo spostamento assiale all'interno del cuscinetto. Per tali progetti si consiglia l'analisi e la selezione congiunta con i produttori di cuscinetti. Nelle combinazioni di cui sopra, il disallineamento angolare tra l'albero e l'alloggiamento dovrebbe essere ridotto al minimo. Se l'applicazione non lo consente, si consigliano cuscinetti autoallineanti che tollerano errori angolari maggiori. Queste disposizioni possono consentire determinati disallineamenti e spostamenti assiali evitando le forze assiali interne nel sistema di alberi. Per le disposizioni di cuscinetti in cui l'anello interno è sottoposto a carico rotante, le variazioni di lunghezza dell'albero devono essere compensate tra il cuscinetto e le sue superfici di accoppiamento. Dovrebbe quindi verificarsi uno spostamento assiale tra l'anello esterno e l'alloggiamento. Le combinazioni tipiche includono: Cuscinetto a sfere a gola profonda + cuscinetto a sfere a gola profonda Cuscinetto a sfere a contatto obliquo a corona singola accoppiato + cuscinetto a sfere a gola profonda 2, disposizione dei cuscinetti completamente flottanti Anche la disposizione di cuscinetti completamente flottanti è una forma di posizionamento incrociato. È adatto per applicazioni che richiedono solo una posizione assiale moderata o dove altri componenti sull'albero forniscono una posizione assiale. In questa disposizione, il requisito fondamentale è che ciascun cuscinetto sia spostabile assialmente. Può verificarsi uno spostamento tra un anello del cuscinetto e il suo componente accoppiato, preferibilmente tra l'anello esterno e l'alloggiamento. 3, disposizione dei cuscinetti preregolata In una disposizione di cuscinetti preregistrata, l'albero è vincolato assialmente in una direzione da un cuscinetto e nella direzione opposta dall'altro cuscinetto. Questo è noto come “posizione incrociata” ed è generalmente utilizzato per i sistemi ad albero corto. Tutti i cuscinetti radiali in grado di sopportare carichi assiali (una o entrambe le direzioni) sono adatti a questa disposizione. In alcuni casi, i cuscinetti a sfere a contatto obliquo ad una corona o i cuscinetti a rulli conici vengono utilizzati in disposizioni incrociate, ma potrebbe essere necessaria una certa quantità di precarico.

Poiché i requisiti di risparmio energetico per i prodotti continuano ad aumentare in tutti i settori, essi rappresentano una sfida per ogni produttore di motori. Una sfida deriva dalla tecnologia dei motori, l’altra dai costi di produzione. Tuttavia, la maggior parte dei produttori di motori può risolvere radicalmente i problemi di efficienza dei motori attraverso i necessari adeguamenti tecnici e miglioramenti dei processi e fornire al mercato prodotti originali di alta qualità che soddisfano i requisiti, come i motori a risparmio energetico ad alta efficienza IE4 e IE5, che ora stanno diventando sempre più ampiamente disponibili. Tuttavia, alcuni produttori o distributori di motori, per vari motivi, forniscono irresponsabilmente ai consumatori i cosiddetti motori “ad alta efficienza” che non corrispondono alle loro affermazioni. Soprattutto a prezzi relativamente bassi, molti consumatori sono tentati. Quindi, come possono i consumatori identificare i motori veramente ad alta efficienza e a risparmio energetico? A differenza di altri prodotti, i consumatori non possono giudicare semplicemente dal suo aspetto se un motore soddisfa i requisiti di efficienza. Il giudizio di base richiede test o confronti adeguati con campioni di riferimento. Tuttavia, l'identificazione preliminare può ancora essere effettuata sulla base di diverse caratteristiche del prodotto. Primo: controllare la targhetta del motore e l'etichetta di efficienza energetica. I motori standard ad alta efficienza dovrebbero indicare la classe di efficienza energetica corrispondente all'efficienza del motore in un luogo appropriato. I E3 (Classe 3) è il limite minimo obbligatorio e non è considerato un prodotto a risparmio energetico. IE2 (Classe 2) e IE1 (Classe 1) sono classificati come prodotti a risparmio energetico. I valori di efficienza corrispondenti alle diverse classi di efficienza sono specificati nella norma IEC 60034. Secondo: prezzi ragionevoli. Migliorare l’efficienza del motore richiede non solo tecnologia avanzata ma anche materiali ottimizzati e un maggiore apporto di materiale. Naturalmente, i costi di produzione dei motori ad alta efficienza sono relativamente più alti. Se il prezzo è insolitamente basso, i consumatori dovrebbero essere cauti. Terzo: aspetto fisico del motore. La maggior parte dei motori ad alta efficienza ha una copertura della ventola conica (sebbene non assoluta), con una ventola relativamente piccola e un aumento di temperatura inferiore durante il funzionamento. Questo è un modo importante per ottenere un'elevata efficienza riducendo le perdite. I metodi di cui sopra vengono utilizzati per il giudizio preliminare. Per garantire che i prodotti acquistati soddisfino i requisiti, si consiglia ai consumatori di acquistare direttamente dai produttori. Per gli ordini all'ingrosso, è possibile utilizzare test su campioni casuali per verificare la conformità.