Targa motore e avviamenti applicabili

[44Bob22]

Buongiorno a tutti,

verificando alcune targhe di motori asincroni trifase, ho notato diverse configurazioni di collegamento e alimentazione degli avvolgimenti.

Nello specifico rilevo che i motori "piccoli" (diciamo fino a 4/5kW) presentano la seguente configurazione: avvolgimento stella () a tensione più elevata rispetto all'avvolgimento triangolo ( Δ ).

La potenza erogata rimane invariata, e ciò non fa una piega se pensiamo che a tensione maggiore gli avvolgimenti alimentati sono 2:

 

Nel seguito una targa esempio: tralasciando la prima riga, in cui la configurazione triangolo alimentata a 440VAC produce maggiore coppia e quindi più potenza, le altre due configurazioni erogano esattamente la medesima potenza

 

Tale configurazione di avvolgimento è decisamente improbabile con motori di taglia maggiore, o per lo meno non ne ho visti io.

Propongo quindi alcune domande:
 

1. Confermate che in virtù della configurazione triangolo a tensione maggiore rispetto a stella, l'avviamento stella/triangolo è inapplicabile ?
   Motivo: seppur le correnti di spunto sono elevate (tipico 6-8 volte il valore nominale) un motore da pochi kW installato in ambiente industriale non crea alcun problema se sottoposto ad avviamento diretto (facendo riferimento alla targa sopra, avremmo circa 40A di spunti in configurazione 400VAC triangolo)
    
2. considerato che la rete trifase 230VAC fondamentalmente non è disponibile, si preferisce realizzare un motore idoneo per 400/440VAC in configurazione delta 
    
3. quale è la discriminante sulla realizzazione di un motore con avvolgimenti stella o triangolo (entreranno in gioco molti fattori quali quantità di rame, realizzazione avvolgimenti, ecc, tuttavia sarebbe interessante identificare i macro fattori)  

  

 

Ringrazio in anticipo per il supporto

 

 

 

[Livio Orsini]

Tutti i MAT costruiti rispettando le normative europee hanno la morsettiera adatta per configurare collegamenti "Y" - "D".

Nei motori di piccola taglia, sino a 2kW -3kW, si usano le tensioni 230V - 400V in modo da poter alimentare i motori ache usando inverters con alimentazione monofase.

Mentre per potenze più rilevanti le tensioni previste sono 400V - 690V, in modo da permettere avviamenti "Y" / "D". Anche se vongono ancora prodotti motori con tensioni di 230V - 400V, con potenze fino a 10kW circa.

 

Dall'anno 2000 le normative europee hanno stabilito che tutti gli apparecchi elettrici venduti nella comunità debbano essere idonei ad un'alimentazione a 230V +/-10%, se monofase, o 400V+/-10% se trifase.

 

Un MAT con alimentazione 400V - 50Hz, può essere alimentato a 480V - 60Hz

Modificato: 4 marzo 2024 da Livio Orsini

[44Bob22]

Gent.mo Livio, grazie del celere riscontro.

Come correttamente indicato:

Quote

per potenze più rilevanti le tensioni previste sono 400V - 690V, in modo da permettere avviamenti "Y" / "D"

 Per potenze limitate le tensioni realizzate sono 690Vac - 400Vac in configurazione opposta: stella "Y" e triangolo "D".

 

Confermate quindi che in tale caso specifico l'avviamento STAR / DELTA è inapplicabile o non funzionale?

Provo a spiegarne le motivazioni.

Ipotizzando di realizzare il circuito di avviamento START / DELTA, si concretizzerebbero due scenari base:

1. tensione di linea 690VAC: avviamento non applicabile in quanto al cambio configurazione (Start to Delta), la tensione di alimentazione degli avvolgimenti supera i dati di targa con rischio (direi certo) di perdere isolamento
2. tensione di linea 400VAC: durante la fase di avviamento a Stella avrei 230VAC sugli avvolgimenti e, considerando che il motore ne accetta 690Vac, non ho garanzia alcuna che la coppia sia tale da garantire l'avviamento. Successivamente la fase Delta sarebbe conforme ai dati di targa ma non avrei raccolto alcun vantaggio dal metodo di avviamento

 

Vi torna ?

 

Grazie

 

[click0]

un motore 690/400 ha come scopo quello dell'avviamento stella / triangolo

Modificato: 4 marzo 2024 da click0

[batta]

1 ora fa, 44Bob22 ha scritto:

Per potenze limitate le tensioni realizzate sono 690Vac - 400Vac in configurazione opposta: stella "Y" e triangolo "D".

Tra il collegamento a Y e quello a D c'è sempre un rapporto delle tensioni di 1,73 (radice quadrata di 3).
Indipendentementa dalla taglia, se a Y la tensione è 690 V, a D sarà 690 / 1,73 = 400 V; se a Y è 400 V, a D sarà 400 / 1,73 = 230 V (con leggere approssimazioni).
Collegato a Y o a D, se alimentato com la tensione corretta, il motore avrà le stesse identiche prestazioni, perché ogni singolo avvolgimento sarà alimentato sempre con la stessa tensione, e percorso dalla stessa corrente.
Per i motori di piccola taglia non c'è bisogno di avviamento Y/D, mentre potrebbe essere utile collegarlo ad inverter alimentato da linea monofase 230 V e, di conseguenza, è più frequente che le tensioni siano 230/400 V.
Invece, un motore di grossa taglia potrebbe aver bisogno di un avviamento Y/D e, quindi, deve avere come tensioni 400/690 V.

[max.bocca]

I motori più vecchi anche grossi erano 380/220V atto a fare stella triangolo su linee 220V.

Ora molto difficile trovare linee 220V ma non impossibile.

Basta pensare Roma e Voghera centro che le municipalizzate è da quarant'anni che dicono dobbiamo fare il cambio tensione ma è molto complicato... come pure alcune aziende proprietarie dalla cabina MT BT che fino a quando funziona evitano di apportare modifiche.

Al mio paese c'era un azienda che all'interno c'era 220V 270V trifase su Trafo1 e 400V su trafo 2, poi ogni tanto sotto la macchina un autotrasformatore per adattare la linea alla macchina... 

[44Bob22]

@click0

Quindi partiresti a 690VAC a stella e passeresti a 400VAC a triangolo ?

Non mi torna lo scopo dell'avviamento.

 

La tecnica star/delta implica:

1. La tensione di linea deve essere allineata ai valori di tensione Delta indicati in targa.
   Facendo riferimento alla targa che ho postato, se la linea fosse a 690VAC, dopo il passaggio da Star a Delta, bruceremmo il motore
   
2. per diminuire le correnti, devo diminuire la tensione applicata sugli avvolgimenti (vero fino a un certo punto), quindi gli avvolgimenti in configurazione Stella devono essere alimentati con lo stesso valore della tensione della configurazione Delta.
   

 

Se mi sono perso dei passaggi fondamentali, chiedo scusa e vado a ripassare (se avete dei riferimenti ringrazio in anticipo).

Quello che non mi torna è semplicemente il fatto che per i motori "D-Y" a 400V-690V non è sempre possibile applicare il metodo (es. se la linea è alimentata a 690VAC)

 

Concludo, questo mi torna al 100%

Quote

Invece, un motore di grossa taglia potrebbe aver bisogno di un avviamento Y/D e, quindi, deve avere come tensioni 400/690 V.

 

Nuovamente grazie

 

Modificato: 4 marzo 2024 da 44Bob22

[click0]

.

53 minuti fa, 44Bob22 ha scritto:

Quindi partiresti a 690VAC a stella e passeresti a 400VAC a triangolo ?

un motore 690/400 stella/triangolo, mantiene "un'alimentazione" a 400 volt (e non può che essere cosi)

quindi figura 2

Modificato: 4 marzo 2024 da click0

[44Bob22]

33 minuti fa, click0 ha scritto:

un motore 690/400 stella/triangolo, mantiene "un'alimentazione" a 400 volt (e non può che essere cosi)

quindi figura 2

Ora mi torna, e sostanzialmente sarebbe realizzeresti un avviamento 230/400 stella/triangolo.

 

Domanda finale: confermate che se la linea fosse 690VAC, l'avviamento stella/triangolo brucerebbe il motore (perdita di isolamento)?

 

Grazie   

[Livio Orsini]

2 minuti fa, 44Bob22 ha scritto:

confermate che se la linea fosse 690VAC, l'avviamento stella/triangolo brucerebbe il motore (perdita di isolamento)?

 

Se la linea fosse a 690V e il motore prevede alimentazioni 400V e 690V deve essere collegato esclusivamente a stella, così come un motore 230V - 400V con linea a 400V deve essere collegato solo a stella.

[click0]

37 minuti fa, 44Bob22 ha scritto:

Ora mi torna, e sostanzialmente sarebbe realizzeresti un avviamento 230/400 stella/triangolo.

??!!

un avviamento stella/triangolo (con quei dati di targa, 690 stella/ 400 triangolo) "è sempre e solo" per un'alimentazione di 400 v

 

un motore con targa 230/400 (triangolo stella) a 400v può funzionare "solo" a stella

Modificato: 4 marzo 2024 da click0

[batta]

1 ora fa, 44Bob22 ha scritto:

Quindi partiresti a 690VAC a stella e passeresti a 400VAC a triangolo ?

Non mi torna lo scopo dell'avviamento.

No! L'alimentazione rimane 400 Vac, ma cambia il collegamento.
Si parte con alimentazione 400 Vac e collegamento a Y, quindi con motore sottoalimentato, in modo da limitare la corrente di spunto e lo stress meccanico.

Chiaramente, anche la coppia che il motore può erogare sarà limitata e, quindi, l'avviamento Y/D è adatto solo per partenze a vuoto o con carico molto ridotto.

Poi, dopo il tempo stabilito, il motore passa a D, sempre alimentato a 400 Vac, e funziona quindi con i corretti dati di targa.
Per poter fare il cambio al volo del collegamento, al motore si devono portare 6 cavi e non collegare le barrette nella scatola del motore (la commutazione viene fatta con teleruttori).
 

Modificato: 4 marzo 2024 da batta

[44Bob22]

Scusate la confusione, quanto meno l'argomento ha suscitato interesse 😄 (spero).

 

Quindi:

1. se la linea di alimentazione presente è 690VAC, l'avviamento STAR DELTA non è applicabile a motori con avvolgimento "D-Y"  400V-690V 
    
2. l'avviamento STAR DELTA è possibile solo con linea di alimentazione 400VAC e tensioni sugli avvolgimenti sarebbero:
   

 

 

Grazie

 

[batta]

Esatto, adesso ci siamo.

[Ctec]

Il 4/3/2024 alle 17:52 , 44Bob22 ha scritto:

l'avviamento STAR DELTA è possibile solo con linea di alimentazione 400VAC e tensioni sugli avvolgimenti sarebbero:

No. Il disegno non va bene.

Basta considerare questo: un motore 230/400Vac ha ciascun avvolgimento in grado di sopportare 230Vac (+-10%). Mentre un motore avvolto per 400/690V ha ciascun avvolgimento fatto per 400Vac.

La possibilità di essere comandato nel primo caso con una rete trifase a 230Vac o 400Vac sta proprio nel collegamento. Quello a stella "ricostruisce" il neutro nel centro stella, pertanto ciascun avvolgimento vedrà applicati ai suoi capi i 230Vac, anche se alle tre fasi sono applicati 400Vac. Ovviamente, nel caso di triangolo, invece, le tre fasi sono applicate a coppia a ciascun avvolgimento, per cui l'alimentazione dovrà essere 230Vac, pena la bruciatura del motore.

Il ragionamento è lo stesso per il motore 400/690V. Accetta 400Vac diretti a triangolo e 690V ricostruendo il neutro per collegamento (sempre 400V agli avvolgimenti.

Se tu avessi una linea a 690Vac e volessi farti fare un motore per partenza Y/D, dovrebbe essere avvolto 690/1200Vac (circa), sempre per colpa della radice di 3 citata da Batta.