Guasto Motore Asincrono Trifase Per Mancanza Fase

[amantin84]

Buon giorno a tutti, ho un quesito da porvi!

Volevo sapere se nel caso di funzionamento del motore trifase in marcia monofase (per fase interrotta)

e il mancato intervento delle protezioni (salvamotore, relè termico-differenziale, relè termico)

cede prima l'isolamento degli avvolgimenti di statore o di rotore.

Cioè occorre rifare l'avvolgimento statorico o sostituire il rotore?

[roberto8303]

si brucia una parte di avvolgimento statorico,e bisogna rifarlo tutto, il rotore non centra nulla.

[amantin84]

Il problema è che le correnti rotoriche, teoricamente, aumentano pure, perchè dipendono dell'andamento coppia-n° di giri del carico (cioè la potenza richiesta dal carico).

Per questo motivo volevo sapere se statisticamente il guasto si ha nello satore (a mio avviso più debole dal punto di vista dell'isolamento e del raffreddamento, specialmente se autoventilato e funzionante ad alto scorrimento) o nel rotore.

A qualcuno è successo un guaio simile?

[NoNickName]

Bisogna anche rifare il calcolo delle protezioni a monte, a quanto pare sbagliate.

[amantin84]

Sto cercando proprio di capire il problema delle protezioni.

Secondo me la protezione termica-differenziale funziona in tutti i casi se scelta correttamente.

Una semplice termica potrebbe intervenire in ritardo o non intervenire affatto, perchè l'entità della corrente nello statore dipende dalla potenza richiesta dal carico che potrebbe essere anche inferiore a quella nominale, mentre le correnti rotoriche potrebbero essere anche superiori a quelle che si hanno normalmente.

[NoNickName]

Correnti rotoriche non so cosa siano, immagino che il motore sia ad avvolgimento statorico. Il differenziale, se c'è, non serve e comunque non protegge da un sovraccarico.

Una protezione magnetotermica corretta è in grado di intervenire anche se la corrente tra le fasi è sbilanciata. Secondo me doveva intervenire anche il termico, perchè la corrente di fase sicuramente è aumentata parecchio.

Modificato: 5 dicembre 2010 da NoNickName

[StefanoSD]

Una semplice termica potrebbe intervenire in ritardo o non intervenire affatto, perché l'entità della corrente nello statore dipende dalla potenza richiesta dal carico che potrebbe essere anche inferiore a quella nominale,

Vero, Infatti, se il motore si trova a marciare sotto la corrente nominale, e dovendo marciare solo con due fasi, al motore non succede niente. Per esempio un motore di 12 A nominale, sta marciando con un carico di 6 A e gli manca una fase, le altre due si troveranno ad assorbire 9 A ciascuna, il termico essendo tarato a 12 A non interverrà. Però in queste condizioni, non spunta, e se aumenti il carico si supera i 12 A sulle due fasi, interverrà la protezione o "caput". Esistono protezioni voltmetriche che intervengono se dovesse mancare una fase, oltre che al termico (sovraccarico). Bye Modificato: 5 dicembre 2010 da stefano.sunda

[amantin84]

Correnti rotoriche non so cosa siano, immagino che il motore sia ad avvolgimento statorico. Il differenziale, se c'è, non serve e comunque non protegge da un sovraccarico.

Una protezione magnetotermica corretta è in grado di intervenire anche se la corrente tra le fasi è sbilanciata. Secondo me doveva intervenire anche il termico, perchè la corrente di fase sicuramente è aumentata parecchio.

Per correnti rotoriche mi riferisco a quelle che circolano nella gabbia o negli avvolgimenti rotorici (se rotore avvolto) che non sono misurabili dall'esterno (in generale). Per protezione termica-differenziale non mi riferisco alla solita differenziale delle linee, ma di una vera protezione termica differenziale che si accorge se una fase sta "lavorando" più di un'altra (praticamente interviene se manca una fase!).

Infatti, se il motore si trova a marciare sotto la corrente nominale, e dovendo marciare solo con due fasi, al motore non succede niente. Per esempio un motore di 12 A nominale, sta marciando con un carico di 6 A e gli manca una frase, le altre due si troveranno ad assorbire 9 A ciascuna, il termico essendo tarato a 12 A non interverrà. Però in queste condizioni, non spunta, e se aumenti il carico caput. Esistono protezioni voltmetriche che intervengono se dovesse mancare una fase, oltre che al termico (sovraccarico). Bye

è proprio questo il problema. Supponiamo che manca una fase e lo statore è collegato a stella: la coppia in funzione del numero di giri sarà inferiore a quella nominale; il carico, generalmente, ha una richiesta di coppia che dipende dalla velocità di rotazione (quindi potenza variabile). Potrebbe accadere che l'equilibrio delle coppie (resistente e generata) si abbia per un valore di corrente statorica inferiore alla nominale a cui corrisponde uno scorrimento superiore a quello nominale. Per questo scorrimento, il numero di giri del motore risulta inferiore e se è autoventilato si riscalda.

La potenza all'albero dovrebbe essere proporzionale al quadrato delle correnti rotoriche e decrescere con il numero di giri. A seconda della curva coppia-n°di giri del carico, quindi, le correnti rotoriche variano, ma avendo dipendenza quadratica, anche piccole variazioni portano un aumento significativo della potenza all'albero.

Alla luce di questo, il problema della messa fuori servizio di una macchina trifase funzionante in marcia monofase è dovuta al fatto che anche correnti nominali nello statore possono provocare sovratemperature perchè la ventilazione, funzionando a velocità ridotta, non riesce a smaltire il calore.

Se il problema è solo questo, le macchine (con avvolgimento statorico a stella) con raffreddamento indipendente dovrebbero essere protette dal relè termico in caso di mancanza di una fase.

Scusate il poema, ma occorre capire il problema.

Modificato: 5 dicembre 2010 da amantin84

[amantin84]

Dimenticavo di dirvi che tutta questa disussione nasce dal fatto che mi è stato categoricamente detto che la messa fuori servizio è dovuta alle sovracorrenti rotoriche e non a quelle statoriche che diminuiscono se la potenza richiesta all'albero diminuisce (in realtà potrebbero pure aumentare se la potenza rimane costante o non diminuisce significativamente).

[StefanoSD]

Correnti rotoriche non so cosa siano, immagino che il motore sia ad avvolgimento statorico.

Le tre fasi di cui è formato l’avvolgimento dello statore, sono collegate alla rete tramite i corrispondenti morsetti dello statore. L’avvolgimento del rotore è formato da barre disposte nelle singole cave del nucleo rotorico e riunite assieme, sia da una parte sia dall’altra, da anelli conduttori cui è imposto il nome di anelli di cortocircuito. Il complesso barre rotoriche ed anelli forma una vera gabbia di scoiattolo che da appunto il nome al motore così costruito; per brevità lo si chiama semplicemente “motore a gabbia” oppure “motore in cortocircuito”.

Le tre fasi dell’avvolgimento statorico generano un campo rotante che gira a una determinata velocità sincrona. Questo campo, per induzione, genera nell’avvolgimento rotorico una forza elettromotrice indotta e una corrente attraversa le barre di quest’avvolgimento; corrente e campo rotante danno luogo alla coppia motrice. Il rotore tende, ma non raggiunge mai, (guai se lo raggiungesse) la velocità sincrona del campo rotante, per questo il motore viene chiamato “asincrono” oppure motore ad induzione, perché la corrente viene generata per induzione nelle barre rotoriche. Avanti un altro per dare il suo contributo.

[amantin84]

Credo di aver risolto...

Il campo inverso che viene generato in marcia monofase, viene visto dal rotore come un campo a circa 100 Hz che provoca perdite per isteresi e per correnti parassite nel ferro rotorico che si surriscalda. Tali perdite, in prima approssimazione, risultano proporzionali al quadrato della frequenza di 100 Hz nettamente superiore ai circa 5 Hz che solitamente il rotore vede per il campo diretto (infatti, nel modello fisico spesso si trascurano le perdite nel ferro rotorico e non quelle di statore che sono a 50 Hz)!

[jawdb212]

Se il termico e' regolato correttamente non succede nulla di tutto questo

[amantin84]

Se il termico e' regolato correttamente non succede nulla di tutto questo

e invece succede... per questo motivo, in caso di mancanza di una fase, un buon sistema di protezione deve avere un termico con una soglia di intervento inferiore a quella che ha nel funzionamento normale; ad esempio in condizioni normali interviene a 20 A, mentre in mancanza di fase interviene a 16 A.

Probabilmente nei piccoli motori non esistono particolari problemi, ma nelle grosse macchine, dove le densità di corrente sono alte, è un problema di cui tenere conto.

[Livio Orsini]

Io sostengo da sempre che la sola immagine termica non protegge dai guasti dovuti alla mancanza di fase. In questo trovo conforto, ad esempio, anche dalle indicazioni specifiche del "manuale della bassa tensione" di Siemens e da altre note applicative come quelle, vecchie ma sempre valide, di KM.

[amantin84]

Io invece non riesco a trovare niente nello specifico... dicono qualcosa un quaderno tecnico della ABB e uno della Rockwell, ma solo a grandi linee; fanno uno studio nel caso di avvolgimento statorico a stella e a triangolo, ma non tengono in conto le armoniche e le correnti inverse! Inoltre non considerano la variazione di scorrimento.

Il testo della Siemens è più specifico?

[Livio Orsini]

Il testo della Siemens è più specifico?

Il manuale della Siemens consta di qausi 800 pagine e spazia su tutte le apparecchiature per al bassa tensione.

[amantin84]

Si... intendevo dire se tratta nello specifico del funzionamento e protezione del motore in caso di mancanza di fase.

[StefanoSD]

Se il termico e' regolato correttamente non succede nulla di tutto questo

Quoto jawdb212

e invece succede... per questo motivo, in caso di mancanza di una fase, un buon sistema di protezione deve avere un termico con una soglia di intervento inferiore a quella che ha nel funzionamento normale; ad esempio in condizioni normali interviene a 20 A, mentre in mancanza di fase interviene a 16 A.

Scusa ma qui non ti seguo. Ipotizziamo di avere un motore MAT con In di 18 A - il termico è tarato a 18 A e marcia a pieno carico - se manca una fase cosa succede? Succede che i 18 A della fase mancante si ripartiranno sulle due fasi. Quindi in quel momento le due fasi assorbiranno 18 + 9 = 27 A – domanda: con il termico tarato a 18 A interverrà si o no? Inoltre fai una confusione da matti, confondi statore con rotore ecc ecc.

Modificato: 19 dicembre 2010 da stefano.sunda

[jawdb212]

Ho lavorato su grandi impianti dove c'erano centinaia di motori grandi medi e piccoli.

Quando saltava una fase il termico interveniva sempre perrche' la fase mancante sovraccaricava le altre 2.

[StefanoSD]

Ho lavorato su grandi impianti dove c'erano centinaia di motori grandi medi e piccoli.

Anch'io, parlo per esperienza.

[amantin84]

Io parlo per via teorica!

Il problema è che non ho trovato nessun testo nel quale spiega cosa succede veramente al motore se manca una fase.

Dire che se manca una fase le altre due aumentano in maniera che la corrente in ingresso risulta uguale a quella con tre fasi è sbagliato, perchè:

- il motore adesso diventa monofase, quindi la corrente entra in una fase e esce dall'altra;

- la tensione applicata allo statore, se collegato a stella, diventa la concatenata;

- la potenza assorbita dal motore in questa configurazione diventa P=VIcosfi di cui si conosce V e no I e il fattore di potenza

- la potenza meccanica all'albero generalmente diminuisce in funzione del carico applicato (potenza=coppia*n° di giri)

a priori non si può quindi dire di quanto aumenta e se aumenta la corrente nello statore.

Se la potenza richiesta dal motore rimane costante, sicuramente la corrente aumenta e quindi basta la protezione termica, ma generalmente la potenza richiesta diminuisce in virtù del fatto che il motore rallenta e si porta a lavorare a unn° di giri inferiore, come inferiore risulta la coppia.

[jawdb212]

La corrente aumenta in modo consistente quindi supera di ben oltre la regolazione del termico.

Poi non mi mai messo a fare test particolari in quelle situazioni;

Cio' che interessava a tutti era RIPARTIRE con gli impianti prima possibile senza perdere tempo.

[eliop]

Stefano ,se la potenza erogata rimane costante,rimanendo invariate la tensione e il fattore di potenza,la corrente assorbita in mancanza di fase sara'1.73*i,per cui nel tuo esempio si avra'18*1.73=31.14

e non 18+9=27.

[StefanoSD]

se la potenza erogata rimane costante,rimanendo invariate la tensione e il fattore di potenza

Ho voluto riportare un esempio, giacché molti asseriscono che il termico non interviene per mancanza di fase, anche in quella situazione avendo un elemento del termico non funzionante perché manca la fase, il termico interviene. Io ho riportato un fatto pratico, costatato con la pinza amperometrica, ai primi istanti, è chiaro che la corrente va sempre aumentando, perché cambiano molti fattori, come lo scorrimento e altro..

Modificato: 20 dicembre 2010 da stefano.sunda

[amantin84]

Aspettate un attimo, io per termico intendo il termico tradizionale per proteggere le linee dai sovraccarichi e non quello specifico per motori che ha più curve di intervento e interviene prima in caso di mancanza di fase. Tuttavia non mi sorprenderei se un termico classico riuscisse a proteggere decentemente un motore e sicuramente molti di voi hanno esperienza a riguardo.

Quello che dico io è che le ditte tipo siemens, schneider ecc... forniscono delle protezioni per motori che intervengono in caso di mancanza di una fase per correnti anche inferiori alla nominale. Secondo me questo avviene per quel processo di aumento delle perdite nel rotore (intendo proprio rotore) di cui parlavo all'inizio e perchè non necessariamente la corrente aumenta in caso di funzionamento senza una fase (almeno a regime, nel transitorio sicuramente si possono avere sovracorrenti).

Dico questo perchè il fenomeno non è una cosa così banale come sembra...

Modificato: 20 dicembre 2010 da amantin84