Guasto a un motore trifase

Guasto a un
motore trifase
Power
Quality
Esempio
pratico
Strumenti di misura: analizzatore
di rete Fluke 434
Funzioni: oscilloscopio, squilibrio,
armoniche
Per tre anni consecutivi, un
motore trifase particolarmente
grande ha subito ben due guasti
all'anno. Il responsabile della
manutenzione ha convocato
sia il progettista dell’impianto
che il produttore del motore,
i quali non hanno fatto altro
che accusarsi a vicenda senza
risolvere nulla. La struttura si è
ritrovata con costi di riparazione
ciclici e perdite di produttività
dovute ai ripetuti periodi di
inattività.
Esasperato da quello che
sembrava palesemente un
guasto di configurazione,
il responsabile dell'impianto
ha assunto un consulente
esterno. Il consulente ha
deciso di eseguire una perizia
completa della Power Quality
dell'impianto di distribuzione
elettrica che alimenta il motore,
per stabilirne le caratteristiche
di funzionamento e partire da
lì per risolvere il problema.
Misure
Il consulente ha collegato
l'analizzatore di rete trifase
Fluke 434 al circuito che eroga
energia al motore visualizzando
in primis la configurazione
(Visualizza configurazione).
Il diagramma ha confermato
che i collegamenti erano corretti
(Fig. 1).
Nota applicativa
Il consulente ha quindi
premuto il pulsante Scope
(Oscilloscopio) per osservare le
forme d'onda e i valori numerici
di tutte e tre le fasi. A giudicare
dalle differenze di magnitudine
riportate nella parte alta della
schermata, sembrava esserci un
problema di equilibrio tra le fasi
(Fig. 2).
Fig. 2 Segnali con squilibri di tensioni
Per raccogliere più
informazioni, il consulente è
passato alla lettura numerica
della schermata Voltz/Amps/
Hertz. In questo caso, la misura
della corrente era maggiore e
anch’essa squilibrata (Fig. 3).
Fig. 3 Segnali con squilibri di tensione
Fig. 1 Trifase triangolo
Passato alla schermata
Unbalance (Squilibrio), il
consulente ha verificato i
valori di tensione e corrente
nonché il diagramma di fase,
per verificare che il motore
funzionasse entro limiti
accettabili (Fig. 4-6).
Infine, a ulteriore conferma,
ha selezionato Harmonics
(Armoniche) dal menu per
accertarsi che le armoniche
non contribuissero anch'esse
al problema (Fig. 7 e 8).
L'ultima installazione di nuove
apparecchiature aveva creato
uno squilibrio di tensione
dell’impianto di alimentazione
tale da creare uno squilibrio
di corrente nel motore, con
conseguente aumento della
temperatura operativa dei
conduttori e dell’avvolgimento
del motore.
Conclusione
Fig. 4 squilibrio di corrente
Fig. 7 Armoniche
Fig. 5 squilibrio di tensione
Fig. 8 Tabella armoniche
Analisi
Fig. 6 Tabella dello squilibrio
Dalle misure di squilibrio,
risultava che uno squilibrio
era all'origine di un valore di
corrente di fase eccessivamente
alto. Il consulente ha quindi
verificato le specifiche del
motore e avuto conferma che la
corrente di fase era superiore
alla classe FLA (assorbimento
di corrente a pieno carico) del
motore. Osservando i dati delle
tre fasi, ha individuato la causa
dello squilibrio di corrente in
un carico eccessivo su una fase.
Lo squilibrio di tensione
era invece dovuto ad una serie
di apparecchiature installate
tre anni prima. Si è quindi
scoperto che tutti i carichi
interni monofase erano
collegati alla medesima fase.
Per risolvere il problema,
il consulente ha distribuito
equamente sulle tre fasi tutti
i carichi monofase, riducendo
lo squilibrio di corrente globale
e di conseguenza, lo squilibrio
di tensione ai capi del motore.
Ciò è servito anche a ridurre
l'elevato valore di corrente di
fase e la temperatura operativa
del motore.
Il consulente ha quindi
eseguito nuove misurazioni
di riferimento per successivi
monitoraggi, ha trasferito
tutte le schermate salvate
nel computer e stampato
un report "prima e dopo"
per il responsabile della
manutenzione dell'impianto.
Pur non essendo un esperto
di Power Quality, il responsabile
ha potuto notare con chiarezza
le differenze tra le schermate
e ha compreso che le misure
relative alla Power Quality
devono essere eseguite prima
e dopo l'installazione di nuove
attrezzature. Tutti i costi dovuti
ai periodi di inattività e alla
riparazione dei motori erano
del tutto non necessari. Quando
il consulente ha suggerito di
stabilire un regolare programma
di manutenzione preventiva,
il responsabile si è trovato
d'accordo.
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Esempio pratico di Power Quality: Guasto a un motore trifase