Qual è l'effetto dello scorrimento sulla coppia in un motore a induzione trifase?

Lo scivolamento (Slip) è un parametro importante per i motori asincroni trifase e influenza significativamente il momento (Torque) del motore. Lo scivolamento è definito come il rapporto tra la differenza tra la velocità sincrona e la velocità effettiva del rotore e la velocità sincrona. Lo scivolamento può essere espresso con la seguente formula:

dove:

s è lo scivolamento

ns è la velocità sincrona

nr è la velocità effettiva del rotore

Impatto dello scivolamento sul momento

Scivolamento all'avvio

All'avvio, il rotore è fermo, cioè 

nr=0, quindi lo scivolamento s=1.

All'avvio, la corrente del rotore è massima e la densità di flusso magnetico è anch'essa massima, il che risulta in un alto momento di avviamento (Starting Torque).

Scivolamento durante l'operazione:

Quando il motore è in funzione, la velocità del rotore 

nr è vicina ma inferiore alla velocità sincrona 

ns , quindi lo scivolamento 

s è minore di 1 ma maggiore di 0.

Più grande è lo scivolamento, maggiore sarà la corrente del rotore e, conseguentemente, maggiore sarà il momento elettromagnetico. Pertanto, lo scivolamento è direttamente proporzionale al momento.

Momento massimo

Esiste un valore specifico di scivolamento, noto come scivolamento critico (Critical Slip), al quale il motore produce il momento massimo (Maximum Torque).

Il momento massimo si verifica tipicamente a uno scivolamento di circa 0,2 a 0,3, a seconda dei parametri di progettazione del motore, come la resistenza del rotore e la reattività di perdita.

Operazione a regime stabile

Durante l'operazione a regime stabile, lo scivolamento è solitamente piccolo, tipicamente compreso tra 0,01 e 0,05.

A questo punto, il momento del motore è relativamente stabile ma non al suo massimo.

Relazione tra scivolamento e momento

La relazione tra scivolamento e momento può essere rappresentata da una curva, che è solitamente parabolica. Il picco della curva corrisponde al momento massimo, dove lo scivolamento raggiunge il valore critico.

Fattori che influenzano lo scivolamento

Carico

Quando il carico aumenta, la velocità del rotore diminuisce, aumentando lo scivolamento e il momento, fino a quando non si stabilisce un nuovo equilibrio.

Se il carico supera il carico corrispondente al momento massimo, il motore si bloccherà.

Resistenza del rotore

L'aumento della resistenza del rotore può aumentare il momento massimo e il momento di avviamento, ma ridurrà anche l'efficienza e la velocità di funzionamento del motore.

Tensione di alimentazione

Una diminuzione della tensione di alimentazione comporta una diminuzione della corrente del rotore, riducendo il momento. Al contrario, aumentando la tensione di alimentazione si può aumentare il momento.

Riepilogo

Lo scivolamento influenza significativamente il momento di un motore asincrono trifase. Più grande è lo scivolamento, più grande è il momento, fino al punto di massimo momento allo scivolamento critico. Comprendere la relazione tra scivolamento e momento è cruciale per selezionare e utilizzare correttamente i motori asincroni trifase.