Motore asincrono completamente bruciato senza apparente motivo

[ElettroMT]

Buonasera/Buongiorno a tutti.

Circa 2 settimane fa, mi sono trovato ad aver a che fare con un motore asincrono trifase (7,5kW) completamente bruciato, anzi fuso, senza riuscire a trovare una spiegazione plausibile sull'accaduto.

Il motore è alimentato da inverter, ma funziona costantemente a frequenza di rete 50Hz. (sia l'inverter che il motore sono di marca, quindi niente roba strana)

(Siccome questo motore è collegato ad un compressore in un impianto di depurazione, l'inverter era stato previsto eventualmente per modulare la velocità del motore e quindi la quantità di ossigeno disciolto nell'acqua.)

Si trova in un "cassone" insonorizzato, ma è comunque ben servoventilato.

Le protezioni magnetotermiche differenziali a monte non sono intervenute, l'inverter è andato in allarme con il codice "overload", il cavo di linea seppur sovradimensionato e in gomma G7 ha preso una bella scaldata, ed il motore fumava.

In conclusione: 3 avvolgimenti bruciati, ventola di raffredamento montata sull'albero completamente sciolta, albero che dopo 4 ore si faticava a toccare tanto era caldo, capocorda di collegamento sulla morsettiera divelti.

All'inizio abbiamo pensato che la causa potesse essere la rottura di un cuscinetto del motore o del compressore con conseguente inchiodamento, invece, tolto le cinghie il compressore girava a mano, aperto il motore abbiamo verificato che i cuscinetti erano ancora integri e funzionanti, premesso che il motore non è sotto dimensionato in quanto la corrente di lavoro (anche di quello nuovo) è quella di targa anzi qualcosa meno, la frequenza è stabile, c'è la servoventilazione.....quindi?

Com'è possibile che l'inverter che ha un controllo sulla corrente "abbia permesso" una simile distruzione?

Ultima considerazione, un termico a monte dell'inverter anche se di "di norma" non viene utilizzato, in questo caso forse sarebbe stato utile.

Ringrazio anticipatamente chiunque voglia esprimere un suo parere.

Saluti.

 

 

Modificato: 30 settembre 2015 da ElettroMT

[rguaresc]

Ma è ben servoventilato il motore o la cappa insonorizzante?  La protezione dell'inverter e di un termico (eventualmente a valle dell'inverter)  non possono far nulla se non c'è ricambio d'aria sotto la cassa, servirebbe una pastiglia termica nel motore.

 

 

[Livio Orsini]

servirebbe una pastiglia termica nel motore.

Io direi che in applicazioni come questa la pastiglia termica è indispensabile. Al limite anche un clixon sulla cracassa del motore se questo è sprovvisto di sensori termici negli avvolgimenti.

Una protezione magneto termica a monte dell'inverter garantisce solo la linea di alimentazione dello stesso inverter e nulla più.

Una protezione termica a valle dell'inverter può solo essere fonte di in terventi impropri senza proteggere nulla.

L'inverter il suo dovere l'ha fatto, infatti l'allarme di sovraccarico l'ha dato, ma oramai era tardi il motore era bello arrostito.

[JumpMan]

Ma l'inverter era stato parametrizzato correttamente, se sì dovrebbe andare in overcurrent o overload molto prima di arrostire il motore. Quanto tempo ha funzionato?

[Livio Orsini]

No  JumpMan.

Se l'inverter è parametrizzato, ad esempio, per erogare 17 A di corrente continuativa erogherà questo valore senza segnalare overload.

Il motore poteva anche assorbire solo 12 A, ad esempio, ed andare in sovra temperatura egualmente. Ovviamente l'immagine termica del motore non riconosce nessuna anomalia e, non essendoci alcuna segnalazione della reale temperatura, questa continuerà a salire. Sino a quando l'isolante tiene la corrente non aumenta, anzi forse cala anche un poco.

Poi, quando l'isolante cede, la corrente aumenta brusacamente a valori spropositati, la protezione dell'inverter interviene a bloccare il tutto, ma l'arrosto orami è completo ed anche bruciato.

Ecco perchè io sostengo da sempre la necessità di avere una segnalazione della temperatura reale del motore, magari anche solo con un clixon sulla carcassa, ma è l'unico modo di prevenire gli arrosti dovuti a ventilazione insufficiente.

[SandroCalligaro]

Quindi, Livio, secondo te la causa più probabile di un guasto del genere è la perdita o comunque l'insufficienza della ventilazione, giusto?

Anche se magari l'eventualità è relativamente rara, se penso al rischio di incendio (e ai danni che ne potrebbero venir fuori), in effetti non mettere una segnalazione termica sembra essere una scelta piuttosto avventata.

 

Vi fidereste anche di una protezione basata su una stima di temperatura fatta dal controllo?

Con questo intendo ad esempio una stima basata sulla resistenza di statore, ad esempio, non la semplice immagine termica.

[Livio Orsini]

Quindi, Livio, secondo te la causa più probabile di un guasto del genere è la perdita o comunque l'insufficienza della ventilazione, giusto?

 

Da quello che ha scritto l'autore della discussione la ritengo come causa più probabile.

Io delle stime mi fido sempre meno, molto meno, delle misure dirette.

Basta un semplice klixon per avere la certezza che la temperatura non supera la soglia di pericolosità.

Nei gruppi di frenatura ho sempre preteso che i resistori avessero il termostato incorporato.

La stima di temperatura fatta dal controllo può essere un aiuto, una specie di preallarme o una richiesta di attenzione, ma ci deve sempre essere il sensore. Ovviamente questo è ilmio parere personale.

Modificato: 2 ottobre 2015 da Livio Orsini

[JumpMan]

Si Livio, ma ho visto gente che ha messo un inverter da 11 kW collegato a un motore da 7.5 dimenticandosi di inserire i dati di targa del motore, quell' inverter di default era programmato per erogare fino 22A al posto di 15 !

Finchè il motore non sforza va tutto bene lo stesso, ma in caso di sovraccarico il motore poteva funzionare ininterrottamente a 22A o più senza allarmi sull'inverter.

Se almeno ci fosse stata la pasticca termica sarebbe intervenuta quella, ma non c'era.

 

[Livio Orsini]

Se sbagli i parametri è un problema differente.

Se tu usi un magnetotermico da 25A con una cordina da 1 mm² poi se la cordina si cuoce non puoi sostenere che i magnetotermici sono inefficaci.

Comunqe, anche nel caso di inverter mal paramentrizzato, la pastiglia termica avrebbe fatto il suo dovere.

[SandroCalligaro]

Grazie, Livio. Sono sempre interessato a sapere le "opinioni personali" di chi ha esperienza.

 

Non so se qualche drive commerciale (che non sia per applicazione specifica) faccia già la stima di temperatura, in ogni caso è possibile fare qualcosa, e vista la tendenza a ridurre i costi a qualunque costo, magari a breve il marketing inventerà il "klixonless".

Modificato: 2 ottobre 2015 da SandroCalligaro

[JumpMan]

Comunqe, anche nel caso di inverter mal paramentrizzato, la pastiglia termica avrebbe fatto il suo dovere.

Concordo al 100%.

 inventerà il "klixonless".

 Hanno già inventato motori+ azionamento per posizionamenti senza encoder dove è il motore stesso a "fare da resolver", ma emulare il klixon potrebbe essere difficile visto che il motore si può surriscaldare anche per cause meccaniche o esterne o guasto al sistema di ventilazione.

[roberto8303]

hai controllato i collegamenti del motore? capita spesso di vedere motori 400volt triangolo collegati a stella per sbaglio.

Il motore non assorbe la corrente di targa ma non ha coppia e si brucia lentamente.

Modificato: 2 ottobre 2015 da roberto8303

[SandroCalligaro]

Hanno già inventato motori+ azionamento per posizionamenti senza encoder dove è il motore stesso a "fare da resolver", ma emulare il klixon potrebbe essere difficile visto che il motore si può surriscaldare anche per cause meccaniche o esterne o guasto al sistema di ventilazione.

Infatti, pensando al termine "sensorless", stavo pensando che magari il marketing di qualche azienda un po' più avventata si inventerà un nome per la protezione termica senza sensore di temperatura.

Precisione/affidabilità a parte (che però sarebbero la cosa più importante), se uno si basasse sulla variazione di resistenza di statore potrebbe tener conto anche delle cause esterne di surriscaldamento, perché andrebbe a guardare l'effetto, non la causa. Ovvio che, tra niente ed una stima, probabilmente meglio la stima, ma avere il sensore è un'altra cosa.

 

Mi chiedevo se, a parte i casi di rischio esplosione, ci siano norme che impongono la protezione termica. In effetti, non avendola, il rischio di innescare un incendio forse non è così basso.

Modificato: 3 ottobre 2015 da SandroCalligaro

[Livio Orsini]

Le morme prevedono che a monte ci sia sempre un dispositivo in grado di interrompere il circuito per sovracorrente e cortocircuito.

In un azionamento inverter o con converter c'è in partenza, a monte di tutto, un magnetotermico o un fusibile che interverrà comunque.

 

Visto il coefficiente termico del rame non so se è aorrezzabile con sicurezza una variazione di 20°C circa, che sono la differenza tra un funzionamento normale ed uno al limite, della temperatura degli avvolgimenti.

In effetti tra il funzionamento a temperatura limite, ma ancora tollerabile, ed un valore pericoloso la differenza è ancora minore. E' vero che si potrebbe anche fare l'analisi della derivata per capire meglio le condizioni di lavoro, ma si tratterebbe comunque di apprezzare piccolissime variazioni di resistenza.

Non so quanto potrebbe essere sicura una protezione basata su questa misura.

[SandroCalligaro]

Grazie.

 

Visto il coefficiente termico del rame non so se è aorrezzabile con sicurezza una variazione di 20°C circa, che sono la differenza tra un funzionamento normale ed uno al limite, della temperatura degli avvolgimenti.

Interessante. Pensavo che la differenza fosse più alta, tra la normale cottura e l'arrosto...

In ogni caso, un delta di 20° corrisponde ad una variazione tra il 7 e l'8%, che mi aspetto si possa discriminare. Di meno la vedo difficile, essendoci vari altri fattori in gioco.

Bisognerà provare...

[elettrix01]

A naso il motore era un 400V triangolo e 690 stella. Il collegamento è stato fatto correttamente. In cantiere mi è capitato di vedere un motore così bruciarsi senza intervento delle protezioni termiche solo perchè era stato collegato a stella invece che a triangolo

[Stawski Marco]

Ciao,

sono daccordo con molte opinioni, che ovviamente occorra controllare la parametrizzazione inverter, corrente etc etc.

Ma se il motore era in un ambiente chiuso, la fisica anche se non proprio come la matematica non e' un opinione. I motori a gabbia di scoiattolo scaldano in proporzione alla differenza tra velocita teorica e reale ovvero chiamata scorrimento... c'e' anche un paramentro tale in quasi tutti gli inverter chiamato compensazione di scorrimento che fa in modo che l'inverter vada sempre alla velocita nominale (piu o meno). L'energia non si crea e non distrugge quindi se chiudi un motore in un ambiente piccolo e non ventilato, ovvio che brucia... e non solo il motore. Quindi bando a tutte le protezioni la soluzione e' ventilare.... altrimenti si proteggi il motore, ma rimandi il problema a continui allarmi per sovratemperatura.  Spero di esserti stato di aiuto.

Ciao

 

Marco

[Stawski Marco]

Ciao Giacomo,

un motore che dovrebbe essere collegato a triangolo ad invece lo colleghi a stella, primo non brucia, la corrente e' molto piu bassa a stella, poi magari hai dei problemi di coppia.

E vero il contrario se invece che a stalla lo collegi a triangolo potrebbe bruciare..... sempre che non sia collegato ad un inverter....   un termico che non funziona io in 25 anni non lo ho mai visto.....   ma magari esistono casi cosi.... 1 su un milione.   MAGARI ESISTONO CASI DI REGOLAZIONI NON CORRETTE DI INVERTER.

Credimi che in elettrotecnica ed elettronica i fantasci non esistono.

 

CIAO

 

Marco

[JumpMan]

un motore che dovrebbe essere collegato a triangolo ad invece lo colleghi a stella, primo non brucia, la corrente e' molto piu bassa a stella

Ni, se non riesce a partire e rimane a rotore bloccato può anche essere bella alta... 

[gpp1969]

un termico che non funziona io in 25 anni non lo ho mai visto

Io in tanti anni ne ho viste tantissime termiche che non funzionano........  soprattutto in motori di piccola taglia .... il clixson  molto probabilmente e l'unica protezione veramente affidabile

[rguaresc]

lo colleghi a stella, primo non brucia, la corrente e' molto piu bassa a stella,

 Non direi, il motore deve fare un certo lavoro, sviluppare la potenza richiesta dal carico e assorbe dalla linea la stessa corrente.
Col collegamento a stella la corrente di linea passa direttamente nell'avvolgimento, mentre col collegamento a triangolo ci passerbbe ridotta di 1,73 volte.
Il motore collegato a stella per errore non brucia immediatamente, ma si surriscalda e non regge.

 

[Livio Orsini]

Io in tanti anni ne ho viste tantissime termiche che non funzionano........  soprattutto in motori di piccola taglia ...

 

C'è una regola empirica, che quasi tutti i manutentori esperti conoscono, che dice che le protezioni per immagine termica (i così detti "salvamotore" ) per motori <1kW praticamente è inutile nel 95% dei casi.

Anche per motori per potenze maggiori la termica non sempre è efficace. Questo perchè si basa sul presupposto che un certo valore di corrente circolante nel motore per un determinato tempo, causi surriscaldamento.

Però per esser valida questa regola, è necesario che le condizioni di scambio termico del motore siano quelle previste dal progettista. Basta che la temperatura dll'aria di raffreddamento sia maggiore, perchè la curva di intervento della termica non sia più valida.

Che un motore collegato a "Y" in luogo di "D" alla lunga si surriscaldi e fonda è vero, però non credo sia questo il caso.

Infatti, second quanto scrive l'autore della discussione, il motore ha lavorato facendo ruotare il compressore ad esso colelgato, assorbendo una corrente leggermente inferiore a quella di targa. Questo significa che il motore stava generando una coppia motrice quasi al valore di quella nominale.

Se fosse stato collegato ad "Y" difficilmente avrebbe potuto espletare il servizio.

[elettrix01]

Stawski Marco non è vero quello che dici che la corrente se collegato a stella è più bassa. Anzi non è propriamente esatto: infatti la corrette di linea è più bassa (ergo la protezione termica non scatta), ma la corrente che passa negli avvolgimenti è più alta. Non mi sono mai messo a capire il vero motivo, ma se fai girare un motore collegato a stella (invece che a trinagolo) per più di qualche minuto lo bruci

[SandroCalligaro]

Scusa, elettrix01, ma come può essere diversa la corrente di linea rispetto a quella di fase, se il motore è collegato a stella? Si tratta della stessa corrente...
Non ho esperienza in queste cose, ma mi aspetto che il problema termico in collegamento Y invece che D sia legato al fatto che (a parità di carico) la velocità sarà tendenzialmente più bassa, quindi sarà minore anche la ventilazione.

Modificato: 5 ottobre 2015 da SandroCalligaro

[Livio Orsini]

la velocità sarà tendenzialmente più bassa, quindi sarà minore anche la ventilazione.

 

in questo caso c'è la ventilazione assistita quindi non succederebbe nulla, ma non è così. La rispsota la trovi nel messaggio di rguaresc