AVVIAMENTO dei MOTORI ASINCRONI TRIFASI

AVVIAMENTO
dei
MOTORI
ASINCRONI
TRIFASI
Punti di lavoro
C
C
n
n
C
n
R Punto
instabile
stabilità
Punti stabili
C
n
• Il punto P è stabile perché se la velocità aumenta
Cr aumenta più velocemente della Cm, il motore
rallenta fino a riportarsi in P.
• Se viceversa la velocità diminuisce la coppia Cr
decresce più velocemente di Cm il motore
accelera.
• Si capisce a questo punto che la stabilità gioca un
fattore importante nella scelta del motore da
accoppiare ad un certo carico.
1
A e B stabili
Qual è il punto accettabile?
Caratteristica
montacarichi
macc.
macc. utensile
Il punto B è stabile, mentre il punto A è
instabile: se si perturba il sistema verso destra il
sistema va in B, verso sinistra il motore si ferma.
AVVIAMENTO DEI MOTORI
ASINCRONI TRIFASI
PROBLEMA
Corrente allo spunto elevata,
pari a 4 ÷ 8 volte la corrente
nominale.
CONSEGUENZE
Eccessiva caduta di tensione
sulla linea di alimentazione.
EFFETTI
Disturbi agli altri carichi
alimentati dalla stessa linea
(lampade, motori, ecc.).
Rischio di non avviamento
del motore stesso.
AVVIAMENTO DEI MOTORI ASINCRONI TRIFASI
A fa lavorare il motore a 4 poli in una zona a basso
scorrimento e quindi con perdite basse; il punto B porta il
motore a 2 poli a lavorare in una zona con perdite elevate e
quindi con elevate probabilità
probabilità di danneggiare il motore.
AVVIAMENTO DEI MOTORI
ASINCRONI TRIFASI
RIMEDIO
MODALITÀ
MODALITÀ
Diminuire la corrente di spunto
Motori con rotore a gabbia
Avviamento a tensione
ridotta
Motori con rotore avvolto
Avviamento con resistenze
rotoriche
AVVIAMENTO DEI MOTORI ASINCRONI TRIFASI
2
MOTORI CON ROTORE A GABBIA
Tre sistemi di avviamento a tensione ridotta
• Avviamento stella - triangolo
• Avviamento con reattanze statoriche
• Avviamento con autotrasformatore
• Softstarter
Aspetto positivo
Riduzione corrente di spunto
Aspetto negativo
Riduzione coppia di spunto
Definizioni
• La norma CEI 17.50 (EN 60947-4-1) fornisce le
seguenti definizioni.
• Avviatore: associazione di tutti i dispositivi di
manovra necessari ad avviare e fermare un
motore, in combinazione con un’adatta
protezione contro il sovraccarico.
• Avviatore diretto: Avviatore che applica la
tensione di linea ai terminali del motore in una
sola operazione.
AVVIAMENTO DEI MOTORI ASINCRONI TRIFASI
AVVIAMENTO STELLA-TRIANGOLO
AVVIAMENTO STELLA-TRIANGOLO
CIRCUITO DI POTENZA
CORRENTE E COPPIA ALLO SPUNTO
All’
All’avviamento le fasi
vengono collegate a stella,
poi commutate a triangolo ad
avviamento avvenuto.
K1 = contattore linea
K2 = contattore triangolo
K3 = contattore stella
AVVIAMENTO DEI MOTORI ASINCRONI TRIFASI
I' a =
1
⋅ Ia
3
C' a =
1
⋅Ca
3
Ia = Corrente di spunto con le fasi collegate a triangolo
I’a = Corrente di spunto con le fasi collegate a stella
Ca = Coppia di spunto con le fasi collegate a triangolo
C’a = Coppia di spunto con le fasi collegate a stella
AVVIAMENTO DEI MOTORI ASINCRONI TRIFASI
3
AVVIAMENTO STELLA-TRIANGOLO
AVVIAMENTO STELLA-TRIANGOLO
DIAGRAMMI DELLE COPPIE E DELLE CORRENTI
VANTAGGI
• Corrente di spunto bassa e fissa (1/3 di quella ad
avviamento diretto).
SVANTAGGI
• Coppia di spunto bassa e fissa (1/3 di quella ad
•
avviamento diretto).
Interruzione dell’
dell’alimentazione nella commutazione
stellastella-triangolo (con punta di corrente elevata).
COSTO BASSO
AVVIAMENTO DEI MOTORI ASINCRONI TRIFASI
AVVIAMENTO DEI MOTORI ASINCRONI TRIFASI
AVVIAMENTO CON
REATTANZE STATORICHE
AVVIAMENTO CON
REATTANZE STATORICHE
CIRCUITO DI POTENZA
Le
Le reattanze vengono
inserite in serie allo
statore allo spunto ed
escluse ad avviamento
terminato.
K1 = contattore inserimento
reattanze
K2 = contattore linea
AVVIAMENTO DEI MOTORI ASINCRONI TRIFASI
CORRENTE E COPPIA ALLO SPUNTO
 V'
I' a = I a ⋅  a
 VN



 V'
C' a = C a ⋅  a
 VN



2
Ia = Corrente di spunto alla tensione nominale VN
I’a = Corrente di spunto alla tensione ridotta V’
V’a
Ca = Coppia di spunto alla tensione nominale VN
C’a = Coppia di spunto alla tensione ridotta V’
V’a
AVVIAMENTO DEI MOTORI ASINCRONI TRIFASI
4
AVVIAMENTO CON
REATTANZE STATORICHE
AVVIAMENTO CON
REATTANZE STATORICHE
VANTAGGI
DIAGRAMMI DELLE COPPIE E DELLE CORRENTI
• Avviamento progressivo (anche a più
più gradini).
• Possibilità
Possibilità di stabilire la coppia di avviamento.
• Nessuna interruzione dell’
dell’alimentazione durante
l’avviamento.
•
SVANTAGGI
Corrente di spunto più
più elevata (a parità
parità di coppia)
rispetto all’
all’avviamento con autotrasformatore e
con stella - triangolo.
COSTO MEDIO
AVVIAMENTO DEI MOTORI ASINCRONI TRIFASI
AVVIAMENTO DEI MOTORI ASINCRONI TRIFASI
AVVIAMENTO CON
AUTOTRASFORMATORE
AVVIAMENTO CON
AUTOTRASFORMATORE
CIRCUITO DI POTENZA
Allo spunto il motore viene
alimentato con la tensione
secondaria
dell’
dell’autotrasformatore.
Ad avviamento terminato
l’autotrasformatore viene
escluso.
K1 = contattore autotrasformatore
K2 = contattore centro stella
autotrasformatore
K3 = contattore linea
AVVIAMENTO DEI MOTORI ASINCRONI TRIFASI
CORRENTE E COPPIA ALLO SPUNTO
 V'
I' a = I a ⋅  a
 VN



2
 V'
C' a = C a ⋅  a
 VN



2
Ia = Corrente di spunto alla tensione nominale VN
I’a = Corrente di spunto alla tensione ridotta V’
V’a
Ca = Coppia di spunto alla tensione nominale VN
C’a = Coppia di spunto alla tensione ridotta V’
V’a
AVVIAMENTO DEI MOTORI ASINCRONI TRIFASI
5
AVVIAMENTO CON
AUTOTRASFORMATORE
AVVIAMENTO CON
AUTOTRASFORMATORE
VANTAGGI
DIAGRAMMI DELLE COPPIE E DELLE CORRENTI
• Avviamento progressivo (anche a più
più gradini).
• Possibilità
Possibilità di stabilire la coppia di avviamento.
• Nessuna interruzione dell’
dell’alimentazione durante
l’avviamento.
• Corrente di spunto più
più bassa (a parità
parità di coppia)
rispetto all’
all’avviamento con reattanze statoriche.
statoriche.
•
SVANTAGGI
Nessuno.
COSTO ELEVATO
AVVIAMENTO DEI MOTORI ASINCRONI TRIFASI
AVVIAMENTO DEI MOTORI ASINCRONI TRIFASI
MOTORI CON ROTORE A GABBIA
Riepilogo
correnti
I' aa =
reattanze
 V'
I' aa = I aa ⋅  aa
 V NN
autotrasformatore
coppie
1
⋅ Ia
3 a
stellastella-triangolo
 V'
I' aa = I aa ⋅  aa
 V NN
MOTORI CON ROTORE AVVOLTO
C' aa =






22
1
⋅ C aa
3
 V'
C' aa = C aa ⋅  aa
 V NN
 V'
C' aa = C aa ⋅  aa
 V NN
AVVIAMENTO DEI MOTORI ASINCRONI TRIFASI
Sistema utilizzato






22
Avviamento con resistenze rotoriche
Aspetto positivo
Riduzione corrente di spunto
Aumento coppia di spunto
Aspetto negativo
Nessuno
22
AVVIAMENTO DEI MOTORI ASINCRONI TRIFASI
6
AVVIAMENTO CON
RESISTENZE ROTORICHE
AVVIAMENTO CON
RESISTENZE ROTORICHE
CIRCUITO DI POTENZA
CORRENTE E COPPIA ALLO SPUNTO
Le resistenze vengono
inserite in serie al rotore
allo spunto ed escluse
gradualmente.
Ad avviamento terminato il
rotore viene chiuso in
cortocircuito.
 C'
I' a ≅ 1,3 ⋅ I N ⋅  a
 CN



C' a ≤ C max
IN = Corrente nominale
I’a = Corrente di spunto
CN = Coppia nominale
Cmax = Coppia massima
C’a = Coppia di spunto
K1 = contattore linea
K2 = contattore esclusione
primo gradino
K3 = contattore esclusione
secondo gradino e
cortocircuito rotore
AVVIAMENTO DEI MOTORI ASINCRONI TRIFASI
AVVIAMENTO DEI MOTORI ASINCRONI TRIFASI
AVVIAMENTO CON
RESISTENZE ROTORICHE
AVVIAMENTO CON
RESISTENZE ROTORICHE
DIAGRAMMI DELLE COPPIE E DELLE CORRENTI
•
•
•
•
VANTAGGI
Avviamento progressivo (a più
più gradini).
Coppia di spunto elevata (pari, se occorre, a quella
massima).
Corrente di spunto bassa.
SVANTAGGI
Necessità
Necessità di manutenzione delle spazzole e degli
anelli.
COSTO ELEVATO
AVVIAMENTO DEI MOTORI ASINCRONI TRIFASI
AVVIAMENTO DEI MOTORI ASINCRONI TRIFASI
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