Un motore asincrono trifasemotoreè un tipo di motore a induzione alimentato collegando simultaneamente una corrente alternata trifase a 380 V (sfasamento di 120 gradi). Poiché il campo magnetico rotante del rotore e dello statore di un motore asincrono trifase ruota nella stessa direzione e a velocità diverse, si verifica un tasso di scorrimento, motivo per cui viene chiamato motore asincrono trifase.
La velocità del rotore di un motore asincrono trifase è inferiore alla velocità del campo magnetico rotante. L'avvolgimento del rotore genera forza elettromotrice e corrente grazie al moto relativo con il campo magnetico, e interagisce con esso per generare coppia elettromagnetica, realizzando la trasformazione di energia.
Rispetto ai motori asincroni monofasemotori, asincrono trifasemotorihanno migliori prestazioni operative e possono far risparmiare vari materiali.
A seconda delle diverse strutture del rotore, i motori asincroni trifase possono essere suddivisi in tipo a gabbia e tipo avvolto
Il motore asincrono con rotore a gabbia ha una struttura semplice, un funzionamento affidabile, è leggero e ha un prezzo contenuto, caratteristiche che lo rendono ampiamente utilizzato. Il suo principale svantaggio è la difficoltà nella regolazione della velocità.
Anche il rotore e lo statore di un motore asincrono trifase avvolto sono dotati di avvolgimenti trifase e collegati a un reostato esterno tramite anelli collettori e spazzole. La regolazione della resistenza del reostato può migliorare le prestazioni di avviamento del motore e regolarne la velocità.
Il principio di funzionamento del motore asincrono trifase
Quando viene applicata una corrente alternata trifase simmetrica all'avvolgimento trifase dello statore, viene generato un campo magnetico rotante che ruota in senso orario lungo lo spazio circolare interno dello statore e del rotore a velocità sincrona n1.
Poiché il campo magnetico rotante ruota a velocità n1, il conduttore del rotore è fermo all'inizio, quindi il conduttore del rotore taglierà il campo magnetico rotante dello statore per generare una forza elettromotrice indotta (la direzione della forza elettromotrice indotta è determinata dalla regola della mano destra).
A causa del cortocircuito del conduttore del rotore ad entrambe le estremità da parte di un anello di cortocircuito, sotto l'azione della forza elettromotrice indotta, il conduttore del rotore genererà una corrente indotta che è sostanzialmente nella stessa direzione della forza elettromotrice indotta. Il conduttore del rotore percorso dalla corrente è soggetto alla forza elettromagnetica presente nel campo magnetico dello statore (la direzione della forza è determinata utilizzando la regola della mano sinistra). La forza elettromagnetica genera una coppia elettromagnetica sull'albero del rotore, facendo ruotare il rotore nella direzione del campo magnetico rotante.
Attraverso l'analisi di cui sopra, si può concludere che il principio di funzionamento di un motore elettrico è il seguente: quando gli avvolgimenti trifase dello statore del motore (ciascuno con una differenza di angolo elettrico di 120 gradi) sono alimentati con corrente alternata simmetrica trifase, viene generato un campo magnetico rotante che interrompe l'avvolgimento del rotore e genera corrente indotta nell'avvolgimento del rotore (l'avvolgimento del rotore è un circuito chiuso). Il conduttore del rotore percorso dalla corrente genera una forza elettromagnetica sotto l'azione del campo magnetico rotante dello statore. Pertanto, si forma una coppia elettromagnetica sull'albero motore, che spinge il motore a ruotare nella stessa direzione del campo magnetico rotante.
Schema elettrico del motore asincrono trifase
Cablaggio di base dei motori asincroni trifase:
I sei fili dell'avvolgimento di un motore asincrono trifase possono essere suddivisi in due metodi di collegamento di base: collegamento a triangolo e collegamento a stella.
Sei fili = tre avvolgimenti del motore = tre estremità di testa + tre estremità di coda, con un multimetro che misura la connessione tra le estremità di testa e di coda dello stesso avvolgimento, ovvero U1-U2, V1-V2, W1-W2.
1. Metodo di collegamento triangolo-triangolo per motori asincroni trifase
Il metodo di collegamento triangolo-triangolo consiste nel collegare le teste e le code di tre avvolgimenti in sequenza per formare un triangolo, come mostrato in figura:
2. Metodo di collegamento a stella per motori asincroni trifase
Il metodo di collegamento a stella consiste nel collegare le estremità di testa o di coda di tre avvolgimenti, mentre gli altri tre fili vengono utilizzati come collegamenti di alimentazione. Il metodo di collegamento è mostrato in figura:
Spiegazione dello schema elettrico del motore asincrono trifase in figure e testo
Scatola di giunzione del motore trifase
Quando è collegato il motore asincrono trifase, il metodo di collegamento del pezzo di collegamento nella scatola di giunzione è il seguente:
Quando il motore asincrono trifase è collegato in angolo, il metodo di collegamento del pezzo di collegamento della scatola di giunzione è il seguente:
Esistono due metodi di collegamento per i motori asincroni trifase: collegamento a stella e collegamento a triangolo.
Metodo di triangolazione
Avvolgendo bobine con la stessa tensione e diametro del filo, il metodo di collegamento a stella presenta un numero di spire per fase tre volte inferiore (1,732 volte) e una potenza tre volte inferiore rispetto al metodo di collegamento a triangolo. Il metodo di collegamento del motore finito è stato modificato per resistere a una tensione di 380 V e generalmente non è adatto a modifiche.
Il metodo di collegamento può essere modificato solo quando il livello di tensione trifase è diverso dai normali 380 V. Ad esempio, quando il livello di tensione trifase è di 220 V, è possibile modificare il metodo di collegamento a stella da 380 V a triangolo; quando il livello di tensione trifase è di 660 V, è possibile modificare il metodo di collegamento a triangolo da 380 V a stella, mantenendo invariata la potenza. Generalmente, i motori a bassa potenza sono collegati a stella, mentre i motori ad alta potenza sono collegati a triangolo.
Alla tensione nominale, è consigliabile utilizzare un motore con collegamento a triangolo. Se si passa a un motore con collegamento a stella, si entra in un funzionamento a tensione ridotta, con conseguente riduzione della potenza del motore e della corrente di avviamento. All'avvio di un motore ad alta potenza (metodo di collegamento a triangolo), la corrente è molto elevata. Per ridurre l'impatto della corrente di avviamento sulla linea, si adotta generalmente l'avviamento a gradini. Un metodo consiste nel modificare il metodo di collegamento a triangolo originale in un metodo di collegamento a stella per l'avviamento. Dopo l'avvio del metodo di collegamento a stella, il metodo di collegamento viene ripristinato al metodo di collegamento a triangolo per il funzionamento.
Schema elettrico del motore asincrono trifase
Schema fisico delle linee di trasferimento avanti e indietro per motori asincroni trifase:
Per ottenere il controllo diretto e inverso di un motore, è possibile regolare due fasi qualsiasi della sua alimentazione l'una rispetto all'altra (ciò che chiamiamo commutazione). Solitamente, la fase V rimane invariata, mentre la fase U e la fase W vengono regolate l'una rispetto all'altra. Per garantire che la sequenza di fase del motore possa essere scambiata in modo affidabile quando due contattori intervengono, il cablaggio deve essere coerente sulla porta superiore del contatto e la fase deve essere regolata sulla porta inferiore del contattore. A causa dello scambio della sequenza di fase delle due fasi, è necessario garantire che le due bobine KM non possano essere alimentate contemporaneamente, altrimenti potrebbero verificarsi gravi cortocircuiti fase-fase. Pertanto, è necessario adottare un interblocco.
Per motivi di sicurezza, spesso viene utilizzato un doppio circuito di controllo di interblocco avanti e indietro con interblocco dei pulsanti (meccanico) e interblocco dei contattori (elettrico); utilizzando l'interblocco dei pulsanti, anche se i pulsanti avanti e indietro vengono premuti contemporaneamente, i due contattori utilizzati per la regolazione di fase non possono essere alimentati contemporaneamente, evitando meccanicamente cortocircuiti fase-fase.
Inoltre, grazie all'interblocco dei contattori applicati, finché uno dei contattori è alimentato, il suo contatto chiuso a lungo non si chiuderà. In questo modo, nell'applicazione del doppio interblocco meccanico ed elettrico, il sistema di alimentazione del motore non può subire cortocircuiti fase-fase, proteggendo efficacemente il motore ed evitando incidenti causati da cortocircuiti fase-fase durante la modulazione di fase, che possono bruciare il contattore.
Data di pubblicazione: 07-08-2023
