Il collaudo funzionale del motore elettrico e il collaudo statico sono fondamentali. Infatti, i motori elettrici rappresentano la spina dorsale dei processi industriali. I motori possono essere influenzati da diversi tipi di problemi, che se si verificano, possono bloccare l’industria.

I motori possono incorrere in molti difetti, come:

• Cedimento dei cuscinetti
• Rottura dell’isolamento
• Rotore bloccato
• Surriscaldamento
• Sovraccarichi (elettrici e meccanici)
• Lo squilibrio di fase e qualsiasi squilibrio di tensione, che porteranno a uno squilibrio di corrente ancora più elevato
• Esecuzione al contrario
• Disallineamento dell’albero
• Vibrazioni

Alcuni dei guasti sopra elencati sono elettrici e alcuni sono guasti meccanici. Questi guasti possono bruciare il motore e danneggiarlo gravemente se non protetti correttamente. Esistono due tipologie di collaudi eseguiti per verificare le condizioni della macchina. Infatti, i test sono classificati in:

• Collaudo statico del motore elettrico
• Collaudo funzionale del motore elettrico

I test, quindi, vengono eseguiti per verificare le condizioni del motore in stato statico e in condizioni di funzionamento, quando l’alimentazione è accesa o spenta rispettivamente.

Collaudo statico del motore elettrico

Il collaudo statico del motore elettrico è anche chiamato collaudo offline. Questi test vengono eseguiti quando non viene fornita l’alimentazione alla macchina.

Il collaudo statico è utilizzato per verificare l’isolamento della macchina. L’isolamento delle macchine comprende due tipi di categorie: isolamento da rame a rame e isolamento da rame a terra.

Per eseguire accuratamente i test di isolamento, si eseguono le seguenti prove:

• Test di resistenza all’avvolgimento
• Test di isolamento
• Indice di polarizzazione (IP)
• Test di rigidità dielettrica
• SURGE test

La combinazione dei test sopra elencati valuta l’integrità dell’intero sistema di isolamento.

Perché fare i collaudi sull’isolamento?

La maggior parte dei cortocircuiti nei sistemi di alimentazione si verificano a causa di un guasto dell’isolamento. Può verificarsi in caso di sovraccarico e degrado dell’isolamento con il passare del tempo. Diversamente può anche accadere a causa di improvvise condizioni di sovratensione.

Quali sono gli effetti del guasto dell’isolamento nel motore elettrico?

• Il guasto genera la tensione dell’albero motore, che cerca di forzare la corrente nel cuscinetto dell’albero, portando al cedimento precoce del cuscinetto.

• Produce capacità di spostamento del motore (tra avvolgimenti e telaio con messa a terra), che porta al flusso di corrente terrestre causato da alti dV/dt.

• Genera un elevato rapporto dV/dt che genera a sua volta una distribuzione non uniforme della tensione attraverso l’avvolgimento, con un’alta caduta di tensione attraverso le prime spire e conseguenti guasti.

• In un motore di grandi dimensioni, è probabile che il differenziale di tensione sul telaio si sviluppi nonostante la messa a terra protettiva del motore. È necessario più di un punto di messa a terra.

Collaudo dinamico del motore elettrico

Il collaudo dinamico del motore elettrico è anche chiamato collaudo on-line, in quanto il motore viene testato quando gli viene fornita alimentazione elettrica. Nel collaudo dinamico, i dati del motore, come tensione, corrente, coppia, carico, efficienza, ecc. vengono raccolti per indicare le condizioni della macchina.

Questi test generano informazioni sulla qualità dell’alimentazione, sui problemi meccanici del motore e sul carico. L’apparecchiatura di prova è anche in grado non solo di calcolare il valore della coppia, ma anche lo spettro della coppia per vederne le increspature.

Le informazioni sulla qualità dell’alimentazione sono molto utili, in quanto forniscono informazioni sul livello di tensione, sugli squilibri di tensione, sulla distorsione armonica, sui livelli di corrente e sugli squilibri di corrente.

Anche il collaudo dinamico del motore elettrico è di grande interesse, in quanto viene svolto anche per vedere il problema delle barre del rotore.

Collaudo rotori: difetti e guasti alle barre

Il rotore è la parte più sollecitata della macchina. In questo articolo, cercheremo di enfatizzare alcuni tipi di cause di guasti del rotore e delle barre del rotore. Inoltre, discuteremo anche su come identificare questi guasti dei rotori.

Cause dei guasti del rotore:

I rotori durante il funzionamento della macchina affrontano sempre diversi tipi di sollecitazioni chiamate sollecitazioni termiche, magnetiche, dinamiche, ambientali, meccaniche e residue. I rotori rimangono in buone condizioni fino a quando le sollecitazioni sono sotto i livelli consentiti. Ma ogni volta che queste sollecitazioni superano questi limiti, i rotori si guastano e la durata della vita del motore è notevolmente ridotta.

Sollecitazioni termiche:

Queste sollecitazioni compaiono durante l’avvio, la corsa o le condizioni di stallo. Quando il motore è in condizioni di stallo, apparirà un grande potenziale che può danneggiare il rotore in un tempo molto breve.

Questo tipo di stress può essere rilevato utilizzando dispositivi di rilevamento della corrente in grado di monitorare e misurare la corrente pesante e far scattare l’alimentazione.

Ci sono anche altre cause di stress termici come:

• Eccessivo numero di avviamenti motore
• Stallo del rotore
• Flusso d’aria insufficiente
• Cedimento dei cuscinetti
• Tensione di fase sbilanciata che causa correnti di sequenza negative

Il materiale della gabbia di fusione del rotore è anche un’indicazione di sovraccarico termico.

Test eseguiti per individuare i problemi del rotore:

I seguenti test vengono eseguiti per rilevare gli effetti termici sui rotori.

• Controllo influencer rotore
• Test di spunto/avvio
• Test ad ultrasuoni
• Analisi spettrale avanzata
• Nessuna saturazione del carico
• Monitoraggio del motore durante il funzionamento su banco prova

Sollecitazioni magnetiche:

Le forze dinamiche sono causate dal flusso di dispersione della scanalatura, che è proporzionale alla corrente del rotore al quadrato.

Queste forze possono causare vibrazioni del rotore e possono spostarlo radialmente. Questi tipi di forze magnetiche causano anche la flessione delle barre del rotore e provocano la rottura per fatica. Lo squilibrio del campo magnetico può causare l’estrazione del rotore e la pressione dello statore.

Ciò causerà un grave danno alla macchina. La probabilità che il rotore venga estratto è più alta durante l’avviamento del motore. Questa condizione è chiamata Eccentricità.

Sollecitazioni dinamiche:

Gli alberi del rotore osservano un’enorme quantità di coppia e dovrebbero essere progettati per sopportare questo valore per un funzionamento continuo. Lo stress eccessivo al di sopra dei limiti di progettazione ridurrà la durata della macchina. Oltre i limiti, le forze centrifughe possono far volare via il rotore durante il funzionamento.

Stress ambientali:

Queste sollecitazioni sono rappresentate dalla scarsa ventilazione, l’attacco chimico, l’elevata umidità o qualsiasi cosa nell’ambiente che possa attaccare il rotore e abbattere il materiale del rotore.

Sollecitazioni meccaniche:

Ci sono molte cause che sono classificate come sollecitazioni meccaniche. Queste sollecitazioni includono difetti di fusione, parti rotte, laminazione allentata, montaggio errato, intercapedine d’aria errate, alberi piegati, cedimento dei cuscinetti, disallineamento e materiali errati.

Tensioni residue:

Queste sollecitazioni sono causate da saldatura, fusione, lavorazioni meccaniche e brasatura. Non danneggiano il rotore e non modificano la geometria del rotore.

Come determinare i guasti del motore e del rotore?

È un processo molto lungo e dettagliato individuare la causa del guasto del motore e del rotore. Molte cose, come le condizioni del rotore, l’applicazione e la storia del motore devono essere prese in considerazione per la determinazione della causa del guasto.

Tuttavia, Risatti ha reso facile eseguire molti test con le apparecchiature della serie Z e della serie O.

SISTEMI AUTOMATICI COMPUTERIZZATI – SERIE Z

Queste apparecchiature sono in grado di eseguire test come l’efficienza di terra, la resistenza all’isolamento, la resistenza elettrica, la corrente di dispersione, i test funzionali e test specifici in base all’oggetto di prova.

COLLAUDO ROTORI PRESSOFUSI – SERIE O

Questa apparecchiatura è in grado di trovare guasti come barre interrotte, inclinazione delle barre, qualità della lega di alluminio, soffiaggio e porosità, perdite di lame ed eccentricità della gabbia.

Molte condizioni meccaniche, tra cui problemi di barre del rotore, cavitazioni, guasti dei cuscinetti e altri identificati dagli spettri di corrente e coppia, sono definibili utilizzando tester della serie O.