Motore asincrono - I blog di Unica
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Motore asincrono Galileo Ferraris 1885. Principio di funzionamento: creazione di un campo rotante per mezzo di circuiti fissi, percorsi da correnti trifasi (per piccole potenze o applicazioni speciali anche monofase). E’ il motore elettrico più semplice, economico, robusto ed affidabile che la tecnica conosca. Rispetto agli altri tipi di motori elettrici: Vantaggi •Peso ed ingombro ridotti a parità di potenza; •mancanza di particolari dispositivi di eccitazione: preleva dalla rete la potenza magnetizzante necessaria per creare il flusso induttore •è autoavviante; •sviluppa, spontaneamente ed automaticamente, variando la propria velocità, una coppia motrice atta a controbilanciare la coppia resistente applicata all’albero motore, determinando un funzionamento stabile (all’aumentare del carico rallenta); •sovraccaricabilità, anche il 100% della sua potenza nominale; •esigenze di manutenzione molto ridotte •semplicità di esercizio ed alto rendimento. Svantaggi : all’avviamento, con inserzione diretta sulla rete, la corrente di spunto può risultare anche 4 - 10 volte maggiore della corrente assorbita a pieno carico, con problemi alla rete di distribuzione (cadute di tensione) ed agli interruttori (intervento); questa corrente risulta, inoltre, essere tanto sfasata rispetto alla tensione (come nei trasformatori in corto circuito) che la coppia motrice sviluppata dal motore all’avviamento, detta coppia di spunto, è piccola nonostante l’elevato valore della corrente assorbita; la velocità di rotazione del MAT, nel campo di funzionamento normale, praticamente costante, perché strettamente legata alla frequenza della corrente di alimentazione; la coppia massima (proporzionale al quadrato del rapporto tra il valor efficace della tensione di alimentazione e la frequenza) costante ed ad una ben precisa velocità. Se non vi sono particolari esigenze di regolazione di velocità o di coppia si usa il MAT: montacarichi, gru, ascensori, macchine utensili tradizionali, pompe, ventilatori sono da decenni azionati in maniera soddisfacente da questo tipo di motore. L’unico ostacolo che si oppone ad una diffusione praticamente universale del MAT è l’impossibilità di regolare velocità e coppia in ampi intervalli, a costi contenuti. È per questo motivo che, in Italia, dal 1925 al 1980, nella trazione ferroviaria si ebbe il progressivo disuso dei locomotori elettrici con motori trifasi, a tensione e frequenza fisse, a favore del motore a corrente continua a 3 kV che presentava la possibilità di modulare coppia e velocità con una flessibilità maggiore (si tenga presente che, all’epoca, i locomotori azionati da MAT potevano avere non più di 4 velocità obbligate di marcia: 25 km/h, 37.7 km/h, 75 km/h e 100 km/h!). Questo ostacolo è stato superato ai nostri giorni con l’elettronica di potenza (un locomotore pesa anche 100 tonnellate ed ha 2 MW di potenza installata) che, grazie alla rivoluzionaria capacità dei diodi e dei tiristori di potenza di rendere indipendenti la tensione e la frequenza della linea di alimentazione da quelle che alimentano i motori, ha reso possibile montare MAT su locomotori circolanti sotto catenarie a corrente continua, alimentandoli non più a tensioni e frequenze fisse ma variabili finemente in modo tale da regolare con precisione coppia e velocità. Può funzionare anche da generatore, ma la sua utilizzazione in questa veste non è molto frequente. Infatti il funzionamento come generatore è subordinato alla possibilità di assorbire dalla rete, sotto tensione a frequenza f, la potenza reattiva necessaria a creare il campo magnetico induttore: senza di esso la macchina non potrebbe funzionare. Galileo Ferraris nel 1885 dimostra sperimentalmente in pubblico il risultato dei suoi studi: l'esistenza di un campo magnetico rotante generato mediante due bobine fisse, tra loro perpendicolari, percorse da correnti isofrequenziali in quadratura; un cilindretto di rame (rudimentale rotore), immerso nel campo magnetico generato dallo statore di materiale ferromagnetico, si mette in movimento, tra la meraviglia dei presenti, sotto l'azione delle forze elettrodinamiche tra campo rotante e correnti indotte. E' l'inizio del motore asincrono. Pubblica la teoria del motore asincrono sulla rivista L'Elettricità, soltanto dopo tre anni, nell'aprile del 1888. Nel mese di maggio dello stesso anno, Nicola Tesla deposita in America cinque brevetti sulla costruzione dei motori asincroni. Innegabile il primato scientifico di Galileo Ferraris sul principio di funzionamento e sulle basi teoriche del motore asincrono che Tesla utilizza per la sua costruzione su base industriale (i brevetti furono acquistati dalla Westinghouse). "Il Nuovo Cimento", Pisa, 1888 CARATTERISTICHE COSTRUTTIVE Statore + + Traferro + + + + + Rotore Sezione mediana di una macchina elettrica a traferro costante Collegamenti dei lati attivi dell’avvolgimento sulla testata Una macchina elettrica rotante è costituita da due serie di circuiti montati su due strutture in ferro. La struttura esterna solitamente è ferma e viene detta statore, la seconda è in moto e viene detta rotore. Le due strutture in ferro sono separate da un traferro di aria per consentire la rotazione senza attrito del rotore rispetto allo statore PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO Avvolgimento di statore Avvolgimento di rotore Nelle cave di rotore e statore sono alloggiati due avvolgimenti trifase aventi lo stesso passo polare. L’avvolgimento di statore può essere collegato a stella (come illustrato nella figura), oppure a triangolo, mentre l’avvolgimento di rotore viene chiuso in corto circuito. Una volta alimentato con una terna di tensioni concatenate simmetriche aventi una pulsazione , l’avvolgimento di statore viene percorso da una terna equilibrata di correnti. Le correnti di statore generano al traferro della macchina un campo rotante, con velocità angolare c = /p (p = numero di coppie di poli, per semplicità consideriamo p=1). Il campo rotante di statore induce f.e.m. negli avvolgimenti di rotore; essendo questi chiusi in c.c. nell’avvolgimento di rotore circola un sistema di correnti equilibrato. L’interazione della corrente di rotore con il campo di statore (forza di Lorentz) genera un sistema di forze agenti sui lati attivi dell’avvolgimento di rotore che ha una coppia risultante non nulla rispetto all’asse di rotazione della macchina e tende a portare in rotazione il rotore nello stesso verso del campo di statore x1 + Una spira percorsa da corrente alternata produce un campo magnetico alternato i1 B1 1.5 i1 corrente (a.u.) 1 0.5 0 0 0.005 0.01 -0.5 -1 -1.5 tempo (s) 0.015 0.02 i1 B1 1.5 i1 corrente (a.u.) 1 0.5 0 0 0.005 0.01 -0.5 -1 -1.5 tempo (s) 0.015 0.02 i1 B1 1.5 i1 corrente (a.u.) 1 0.5 0 0 0.005 0.01 -0.5 -1 -1.5 tempo (s) 0.015 0.02 i1 B1 1.5 i1 corrente (a.u.) 1 0.5 0 0 0.005 0.01 -0.5 -1 -1.5 tempo (s) 0.015 0.02 i1 B1 1.5 i1 corrente (a.u.) 1 0.5 0 0 0.005 0.01 -0.5 -1 -1.5 tempo (s) 0.015 0.02 i1 B1 1.5 i1 corrente (a.u.) 1 0.5 0 0 0.005 0.01 -0.5 -1 -1.5 tempo (s) 0.015 0.02 i1 B1 1.5 i1 corrente (a.u.) 1 0.5 0 0 0.005 0.01 -0.5 -1 -1.5 tempo (s) 0.015 0.02 i1 B1 1.5 i1 corrente (a.u.) 1 0.5 0 0 0.005 0.01 -0.5 -1 -1.5 tempo (s) 0.015 0.02 i1 B1 1.5 i1 corrente (a.u.) 1 0.5 0 0 0.005 0.01 -0.5 -1 -1.5 tempo (s) 0.015 0.02 i1 B1 1.5 i1 corrente (a.u.) 1 0.5 0 0 0.005 0.01 -0.5 -1 -1.5 tempo (s) 0.015 0.02 i1 x2 + + x1 i2 i3 x3 + Tre spire orientate a 120 ° l’una rispetto all’altra, percorse da un sistema di correnti equilibrato producono un campo magnetico che ruota con una velocità angolare s pari alla pulsazione delle correnti s B1 B2 B3 Btot 1.5 i1 i2 i3 corrente (a.u.) 1 0.5 0 0 0.005 0.01 -0.5 -1 -1.5 tempo (s) 0.015 0.02 B1 B2 B3 Btot 1.5 i1 i2 i3 corrente (a.u.) 1 0.5 0 0 0.005 0.01 -0.5 -1 -1.5 tempo (s) 0.015 0.02 B1 B2 B3 Btot 1.5 i1 i2 i3 corrente (a.u.) 1 0.5 0 0 0.005 0.01 -0.5 -1 -1.5 tempo (s) 0.015 0.02 B1 B2 B3 Btot 1.5 i1 i2 i3 corrente (a.u.) 1 0.5 0 0 0.005 0.01 -0.5 -1 -1.5 tempo (s) 0.015 0.02 B1 B2 B3 Btot 1.5 i1 i2 i3 corrente (a.u.) 1 0.5 0 0 0.005 0.01 -0.5 -1 -1.5 tempo (s) 0.015 0.02 B1 B2 B3 Btot 1.5 i1 i2 i3 corrente (a.u.) 1 0.5 0 0 0.005 0.01 -0.5 -1 -1.5 tempo (s) 0.015 0.02 B1 B2 B3 Btot 1.5 i1 i2 i3 corrente (a.u.) 1 0.5 0 0 0.005 0.01 -0.5 -1 -1.5 tempo (s) 0.015 0.02 B1 B2 B3 Btot 1.5 i1 i2 i3 corrente (a.u.) 1 0.5 0 0 0.005 0.01 -0.5 -1 -1.5 tempo (s) 0.015 0.02 B1 B2 B3 Btot 1.5 i1 i2 i3 corrente (a.u.) 1 0.5 0 0 0.005 0.01 -0.5 -1 -1.5 tempo (s) 0.015 0.02 B1 B2 B3 Btot 1.5 i1 i2 i3 corrente (a.u.) 1 0.5 0 0 0.005 0.01 -0.5 -1 -1.5 tempo (s) 0.015 0.02 1.5 i1 i2 i3 corrente (a.u.) 1 0.5 0 0 0.005 0.01 -0.5 -1 -1.5 tempo (s) 0.015 0.02 1.5 i1 i2 i3 corrente (a.u.) 1 0.5 0 0 0.005 0.01 -0.5 -1 -1.5 tempo (s) 0.015 0.02 1.5 i1 i2 i3 corrente (a.u.) 1 0.5 0 0 0.005 0.01 -0.5 -1 -1.5 tempo (s) 0.015 0.02 1.5 i1 i2 i3 corrente (a.u.) 1 0.5 0 0 0.005 0.01 -0.5 -1 -1.5 tempo (s) 0.015 0.02 1.5 i1 i2 i3 corrente (a.u.) 1 0.5 0 0 0.005 0.01 -0.5 -1 -1.5 tempo (s) 0.015 0.02 1.5 i1 i2 i3 corrente (a.u.) 1 0.5 0 0 0.005 0.01 -0.5 -1 -1.5 tempo (s) 0.015 0.02 1.5 i1 i2 i3 corrente (a.u.) 1 0.5 0 0 0.005 0.01 -0.5 -1 -1.5 tempo (s) 0.015 0.02 1.5 i1 i2 i3 corrente (a.u.) 1 0.5 0 0 0.005 0.01 -0.5 -1 -1.5 tempo (s) 0.015 0.02 1.5 i1 i2 i3 corrente (a.u.) 1 0.5 0 0 0.005 0.01 -0.5 -1 -1.5 tempo (s) 0.015 0.02 1.5 i1 i2 i3 corrente (a.u.) 1 0.5 0 0 0.005 0.01 -0.5 -1 -1.5 tempo (s) 0.015 0.02 1.5 i1 i2 i3 corrente (a.u.) 1 0.5 0 0 0.005 0.01 -0.5 -1 -1.5 tempo (s) 0.015 0.02 Campo magnetico rotante Teorema di Galileo Ferraris o del Campo Magnetico Rotante: un sistema polifase di correnti che scorre in un opportuno sistema di conduttori genera un campo magnetico di intensità costante la cui direzione ruota in un piano con moto uniforme, genera cioè un Campo Magnetico Rotante del tutto simile a quello ottenuto facendo ruotare un magnete permanente utilizzando un motore primario (cioè fornendo energia meccanica). Il campo magnetico è pari alla somma dei tre campi generati dalle tre bobine. Le bobine sono collegate tra di loro con un angolo di 120° e posto che il sistema trifase è esso stesso sfasato sotto il profilo elettrico di un angolo pari a 120° elettrici, il campo magnetico che si genererà non sarà statico ma bensì dinamico: il campo ruota ad una frequenza di 50 Hz. Strutturalmente è costituito da una parte fissa (statore), che porta tre avvolgimenti i cui assi sono disposti a 120° l’uno dall’altro, da una mobile (rotore) all’interno, al centro degli avvolgimenti, che porta un circuito elettrico chiuso su se stesso. Il funzionamento di un motore asincrono trifase è basato sulla induzione di un campo rotante dovuto alla sovrapposizione dei campi magnetici generati da un sistema trifase di correnti che percorrono gli avvolgimenti di statore. Il campo rotante dà luogo a periodiche variazioni di flusso concatenato con i conduttori del rotore, i quali, divenendo per la legge dell’induzione elettromagnetica sede di f.e.m. indotte, sono percorse da correnti. Le correnti indotte (per la legge di Lenz) si oppongono alla causa che le ha generate, cioè la variazione di flusso concatenato, e quindi i conduttori si mettono a ruotare nel senso del campo rotante, cercando di raggiungere la velocità ns di sincronismo. È chiaro che finché il rotore gira più lentamente del campo rotante, nell’avvolgimento di rotore viene indotta una tensione e quindi agisce una coppia motrice; ma se il rotore raggiungesse la stessa velocità del campo non vi sarebbe alcuna variazione di flusso concatenato e quindi non vi sarebbe tensione indotta, non circolerebbe corrente e non vi sarebbe coppia motrice. La velocità del rotore raggiunge allora un valore inferiore a quello del sincronismo; per cui questi motori sono detti asincroni. La differenza tra la velocità di sincronismo ns e quella effettiva del rotore n è definita scorrimento assoluto del motore: s = ns – nrm Normalmente viene dato lo scorrimento percentuale riferito a ns: s =( ns – nrm)/ ns Lo scorrimento aumenta all’aumentare del carico, cioè della coppia resistente applicata all’albero del motore: con motore privo di carico (macchina a vuoto) lo scorrimento è trascurabile (s% = 0); con motore fermo, all’avviamento (macchina in corto circuito), lo scorrimento percentuale è massimo (s% = 100). A potenza nominale lo scorrimento oscilla tra il 2 e il 7% passando dai grossi motori ai piccoli. ns 60 f1 campo di statore nrm ns (1 s ) 2ns grandezze statoriche 60 n nrm sns f2 s sf1 grandezze rotoriche 60 60 f 2 f1 f 2 2 3Hz 2f1 n è espresso in rpm (rotazioni per minuto) Un motore trifase con una coppia di poli per fase, alimentato a 50 Hz ha una velocità angolare di sincronismo di 3000 giri al minuto. rotore avvolto o ad anelli (macchine di media e di grande potenza) elevate resistenze all’avviamento e basse resistenze a regime nelle cave di rotore è alloggiato un avvolgimento avente lo stesso passo polare dell’avvolgimento di statore. Il numero delle fasi dell’avvolgimento di rotore può in generale essere anche diverso da quello dell’avvolgimento di statore. L’avvolgimento di rotore è collegato a stella con i terminali facenti capo a tre anelli conduttori, isolati sia tra loro che dall’albero sul quale sono calettati. Sugli anelli poggiano delle spazzole mediante le quali le fasi dell’avvolgimento rotorico vengono collegate a tre resistenze esterne, variabili, solitamente collegate a stella. Il complesso delle tre resistenze variabili forma il reostato di avviamento, il cui scopo principale è quello di limitare le correnti assorbite dal motore durante l’avviamento (quando la tensione indotta è massima) ed aumentare la coppia di spunto. La manovra di avviamento si esegue con tutte le resistenze inserite. Man mano che il motore accelera le resistenze vengono gradualmente escluse. Durante il funzionamento a regime i tre anelli vengono cortocircuitati. rotore a ‘gabbia di scoiattolo’ o ‘in corto circuito’ in ognuno dei canali di rotore si infila una sbarra di rame, le cui testate, ad entrambe le terminazioni, vengono chiuse da un anello di rame. • resistenze bassissime e numero di poli che si adegua al numero dei poli di statore (per noi p=1) • tensioni in gioco per ogni barra sono molto basse, dell’ordine di qualche volt • correnti, data la bassa resistenza, piuttosto elevate. Queste bassissime resistenze sono causa di inconvenienti all’avviamento. Targa di un motore asincrono trifase da 30 HP della ditta Siemens progettato per funzionare a 460 V e 60 Hz; corrente nominale 34,9 A; velocità nominale è 1.765 giri al minuto, scorrimento nominale 1,9%, rendimento 93,6%. Il fattore di servizio 1,15 indica che il motore può essere fatto funzionare in modo intermittente ad una potenza maggiore di quella di targa del 15%. La classe di isolamento è F (che consente una sovratemperatura massima di 105°C) e la temperatura ambiente è standardizzata a 40°C per altitudini inferiori a 1.000 m, pertanto la massima temperatura ammessa è 145°C. La temperatura di funzionamento di un motore è importante sia per il rendimento che per la durata di vita (un incremento di 10 °C della temperatura di funzionamento può diminuire la durata di vita dell'isolante di più del 50%). Circuito Equivalente del motore asincrono trifase Per ricavare il circuito equivalente del MAT si fa riferimento a quello del trasformatore dato che la macchina asincrona può essere vista come un trasformatore il cui primario è il circuito statorico e il secondario quello rotorico. Vi sono però alcune differenze sostanziali: · la frequenza rotorica è differente da quella statorica e varia con lo scorrimento s; · il motore non alimenta un carico elettrico sul secondario dato che le fasi sono chiuse in corto circuito; · alimentando il MAT con una terna simmetrica di tensioni esso si comporta sempre come carico equilibrato e quindi si può considerare una fase per descrivere il suo funzionamento I1 X 1d R1 I2 s I f V1 Rf Xm E 2 s R2 X2ds=sX2d A rotore bloccato la macchina asincrona può essere vista come un trasformatore il cui primario è il circuito statorico e il secondario quello rotorico. d kwi fattore di avvolgimento per avvolgimenti distribuiti e2 k w 2 N 2 f1 frequenza di rete, f2=f1 a rotore bloccato FM valore massimo del flusso concatenato con i due circuiti dt E 2 V2 jk w 2N 2 F E2 k w 21 N 2 2f1 N 2 k w 2 2f1 N 2 M 2 4.44k w 2 N 2 f1M Quando il rotore ruota E2 s 4.44k w 2 N 2 f 2M sE2 X 2 s 2f 2 L2 2sf s L2 sX 2 varia con la velocità La corrente rotorica I 2s E2 s R22 X 22s sE2 R22 s 2 X 22 E2 R s R2 costante E2s, X2s variabili con la velocità 2 2 X 22 E2 2 R2 s X 22 R2s= R2/s variabile con la velocità E2, X2 costanti Facendo riferimento alla resistenza variabile I1 X1 R1 R2 X2d I f V1 Rf Xm R2 R (1 s ) R2 R2 2 R2 R2 R2 Re s s s (1 s ) R2 Re s R2 s Mancano le perdite per attrito e ventilazione E 2 s I2 s R2 Impedenza Re di carico variabile con s Bilancio delle potenze Pin P1 V1 I1 cos 1 P Cu1 R1 I12 Potenza assorbita dalla rete per fase Potenza perduta nel rame di statore PFe1 R f I 2f Potenza perduta nel ferro di statore P1 Ps PFe1 PCu1 Ps Potenza sincrona: aliquota della potenza trasferita elettromagneticamente al rotore Ps E2 I 2 s cos 2 s PCu 2 Pm R2 s I 22s R2 I 22s Re I 22s PCu 2 Potenza perduta nel rame di rotore Pm Potenza meccanica trasferita all’asse La potenza perduta nel ferro di rotore è trascurabile per la bassa frequenza rotorica 1 s 2 R2 2 PCu 2 Ps R2 s I 2 s R2 1 I2s I2s s s s PCu 2 sPs s Pm Ps PCu 2 (1 s ) Ps 2 Perdite nel ferro Perdite nel rame statorico Potenza assorbita Potenza sincrona P P out m Rendimento P P in 1 Rendimento Pin Pperduta Pin convenzionale Perdite nel rame rotorico Perdite per attrito e ventilazione Potenza meccanica utilizzata all’asse Pperduta potenza perduta 0.76 0.97 pochi kW decine di MW Coppia e caratteristica meccanica Pm rmC C 2ns 2nr 2f1 C (1 s )C (1 s )C 60 60 p Pm 2f1 (1 s ) dove R2 2 R2 4.44 N 2 k w 2 f1F M Pm (1 s ) Ps m(1 s ) I 2 s m(1 s ) s s R2 / s X 22 2 Calcolando C 1 R2 V1 2 1 sV1 2 R2 C k' k' 2 2 2 f1 s R2 / s X 2 f1 R2 s 2 X 22 dC R2 0 s s* ds X2 k ' V1 k ' V1 * V1 CM C ( s*) k f1 2 X 2 2 f1 2f1 L2 d f1 2 2 2 1 L2 d Coppia massima Non dipende da R2 Ridurre l’induttanza di dispersione rotorica migliora la bontà dell’accoppiamento e fa crescere la coppia massima C Cmax CR caratteristica meccanica A P Q B CS S* CR coppia resistente applicata all’asse s=1, Cs coppia di spunto 1 Cs CM 3 Se C R Cs il motore si avvia e la velocità cresce finché C CR tra 0 e il punto A. Il motore lavora nel punto P: se aumenta CR , il motore rallenta e il punto di lavoro si sposta verso A. La C aumenterà fino al raggiungimento di un nuovo punto di equilibrio a velocità più bassa. se diminuisce CR , il motore accelera e il punto di lavoro si sposta verso 0. La C diminuirà fino al raggiungimento di un nuovo punto di equilibrio a velocità più alta. IL TRATTO 0A è STABILE Alte velocità, caratteristica ripida (la variazione del carico porta modeste variazioni di velocità) Il motore lavora nel punto Q: se aumenta CR , il motore rallenta e il punto di lavoro si sposta verso B. La C diminuirà e la disparità tra le coppi aumenterebbe instabilità arresto del motore. se diminuisce CR , il motore accelera e il punto di lavoro si sposta verso A. La C aumenterà rà e la disparità tra le coppie aumenterebbe instabilità che si conclude quando il punto di lavoro torna nel tratto OA. IL TRATTO AB è INSTABILE Considerazioni 1 R2 V12 1 sV12 R2 C k' k' 2 2 f1 s R2 / s X 2 d f1 R2 2 s 2 X 22d Essendo s* R2 X2 agendo su R2 si può spostare il punto di coppia massima verso valori di s crescenti. Per s=1 (allo spunto) l’influenza di X2 è massima e la corrente è molto sfasata rispetto alla tensione secondaria cos2s è piccolo. La corrente è intensa ma poco efficiente Per s0 , cos2s 1, I2s diminuisce e con essa la coppia fino a s=0. C CMAX R2 CS Ciò viene sfruttato all’avviamento nel caso di rotore avvolto per avere la coppia massima (R2=X2) proprio per s=1. Avviamento del motore asincrono C caratteristica meccanica Cmax CS 1) Cs<<Cmax: la coppia di spunto è notevolmente inferiore alla coppia massima e spesso minore della stessa coppia corrispondente alla potenza nominale. Per tale motivo il motore può avviarsi solo a vuoto, oppure con coppia resistente molto ridotta. S* Nel caso di rotore avvolto si collega in serie ad ogni fase un reostato di avviamento per ottenere la condizione di coppia massima quando R2=X2. Rotore avvolto Si modifica temporaneamente l’impedenza del circuito rotorico con l’inserzione di resistenze ausiliarie: di fatto si collega alle spazzole un reostato trifase (di avviamento) . Si porta inizialmente il reostato nella posizione di massima resistenza. Dopo aver chiuso l’interruttore di linea, si escludono gradualmente le resistenze del reostato man mano che il motore prende velocità fino a escluderle completamente quando raggiunge una velocità prossima alla nominale. Si chiudono quindi in corto circuito gli anelli e si sollevano le spazzole mediante un particolare dispositivo. L’effetto di queste operazioni comporta in primo luogo lo spostamento del punto che corrisponde alla coppia massima verso la condizione di avviamento. L’inserzione di resistenze nel circuito rotorico permette quindi di ottenere, attraverso il gioco delle successive caratteristiche meccaniche, alte coppie allo spunto. Inoltre esse, aumentandone l’impedenza totale, permettono di diminuire la corrente assorbita all’atto dell’avviamento. Con tale sistema si riesce a limitare la corrente di spunto a 1,2 ÷ 2 volte la corrente nominale ed ottenere coppie dell’ordine di 1 ÷2 volte la nominale. Rotore a gabbia Il rotore a gabbia ha un funzionamento perfetto in regime di marcia normale ma qualche inconveniente all’atto dell’avviamento. Quando il rotore è fermo, le sbarre della gabbia vengono tagliate dalle linee di forza del campo rotante con l’intera velocità di sincronismo: in queste condizioni le f.e.m. indotte nelle sbarre sono tali da far circolare nelle sbarre delle correnti molto più intense che nella marcia normale. D’altra parte siccome il rotore funziona come il secondario di un trasformatore, le correnti indotte nel rotore richiamano, per reazione, delle correnti di intensità proporzionale anche nello statore allacciato alla linea. Ne risulta che il motore assorbe dalla linea all’atto dell’avviamento un violento impulso di corrente, il quale va poi rapidamente attenuandosi man mano che il rotore accelera: questo impulso di corrente può essere da 4 a 8 volte la corrente normale di pieno carico. Per questo motiva bisogna far avviare il motore a tensione ridotta in modo che diminuisca la corrente di spunto. Un metodi di avviamento è la commutazione stella-triangolo delle fasi dello statore: il rotore è costruito per funzionare con le fasi statoriche a triangolo, cosicché ogni fase venga alimentata dalla tensione di linea; all’avviamento invece le fasi dello statore si collegano provvisoriamente a stella (tensione/3); dopo che il motore è avviato le fasi vengono collegate a triangolo per la marcia normale. Il picco di corrente che si verifica durante la commutazione da stella a triangolo deriva dal fatto che in questo breve intervallo il motore non è alimentato ma il rotore, che per inerzia continua a ruotare, inducendo una tensione negli avvolgimenti di statore. Quando si riprende a triangolo e si rialimenta lo statore, questa tensione si somma vettorialmente a quella indotta dal rotore, dando origine ad una sovratensione statorica e quindi ad un picco di corrente di reinserzione.
