Esempio pratico: Guasto del motore trifase

12-27-2018 | Power Quality
Three-Phase Motor Failure

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Descrizione del problema

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 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 tramite l'apposito pulsante. Il diagramma ha confermato che i collegamenti erano corretti e che il tipo di alimentazione fosse delta trifase.

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.

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.

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.

Infine, a ulteriore conferma, ha selezionato Harmonics (Armoniche) dal menu per accertarsi che le armoniche non contribuissero anch'esse al problema.

Analisi

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 ha constatato 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. 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

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 evitabili. Quando il consulente ha suggerito di stabilire un regolare programma di manutenzione preventiva, il responsabile si è trovato d'accordo.

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