Avvio di un motore a induzione
Motori asincroni trifase: meccanismo di avvio automatico e metodi di avvio
Un motore asincrono trifase è intrinsecamente in grado di avviarsi da solo. Quando l'alimentazione elettrica viene collegata allo statore di un motore asincrono trifase, si genera un campo magnetico rotante. Questo campo magnetico rotante interagisce con il rotore, causandone la rotazione e avviando l'operazione del motore asincrono. Al momento dell'avvio, lo scivolamento del motore è uguale a 1, e la corrente di avvio è significativamente alta.
Il ruolo di un avviatore in un motore asincrono trifase va oltre il semplice avvio. Svolge due funzioni principali:
Esistono due approcci fondamentali per l'avvio di un motore asincrono trifase. Un metodo prevede il collegamento diretto del motore alla tensione completa di alimentazione. L'altro approccio prevede l'applicazione di una tensione ridotta al motore all'avvio. È importante notare che la coppia prodotta da un motore asincrono è proporzionale al quadrato della tensione applicata. Di conseguenza, un motore genera una coppia significativamente maggiore quando viene avviato a tensione piena rispetto a quando viene avviato con tensione ridotta.
Per i motori asincroni gabbia, ampiamente utilizzati nelle applicazioni industriali e commerciali, esistono tre metodi di avvio principali:
Metodi di avvio per motori asincroni
Avviatore diretto in linea
Il metodo dell'avviatore diretto in linea (DOL) per i motori asincroni è noto per la sua semplicità ed economicità. Con questo approccio, il motore viene collegato direttamente alla tensione completa di alimentazione. Questo metodo semplice è tipicamente impiegato per piccoli motori con una potenza fino a 5 kW. Utilizzando un avviatore DOL per questi motori più piccoli, è possibile minimizzare le eventuali fluttuazioni della tensione di alimentazione, garantendo l'operazione stabile del sistema elettrico.
Avviatore stella-triangolo
L'avviatore stella-triangolo è uno dei metodi più comuni e ampiamente adottati per l'avvio dei motori asincroni trifase. In regime normale, le bobine dello statore del motore sono configurate in connessione triangolo. Tuttavia, durante la fase di avvio, le bobine vengono inizialmente connesse in configurazione stella. Questa connessione stella riduce la tensione applicata a ciascuna bobina, limitando così la corrente di avvio. Una volta che il motore ha raggiunto una velocità sufficiente, le bobine vengono poi commutate in configurazione triangolo, permettendo al motore di operare con la sua prestazione nominale completa.
Avviatore autotrasformatore
Gli autotrasformatori possono essere utilizzati sia in configurazione stella che triangolo. La loro funzione principale nel contesto dell'avvio dei motori asincroni è quella di limitare la corrente di avvio. Regolando il rapporto di spire dell'autotrasformatore, è possibile ridurre la tensione fornita al motore durante l'avvio. Questa riduzione controllata della tensione aiuta a mitigare la corrente di innesco elevata che si verifica quando il motore viene inizialmente alimentato, proteggendo sia il motore che il sistema di alimentazione elettrica.
Gli avviatori in linea, stella-triangolo e autotrasformatore sono specificamente progettati per i motori asincroni con rotore gabbia, diffusi in un'ampia gamma di applicazioni industriali e commerciali grazie alla loro costruzione robusta e all'affidabilità dell'operazione.
Metodo di avvio per motori asincroni con anelli di scorrimento
Per i motori asincroni con anelli di scorrimento, il processo di avvio prevede il collegamento della tensione completa di alimentazione all'avviatore. La progettazione unica dei motori con anelli di scorrimento, con i loro circuiti esterni del rotore, consente un controllo aggiuntivo durante l'avvio. Il diagramma di connessione di un avviatore per motori asincroni con anelli di scorrimento fornisce una rappresentazione visiva di come i vari componenti interagiscono per facilitare il processo di avvio, consentendo una migliore comprensione del suo funzionamento e dei meccanismi di controllo.
Durante l'avvio di un motore asincrono con anelli di scorrimento, la resistenza di avvio completa viene inizialmente collegata nel circuito del rotore. Ciò riduce efficacemente la corrente di alimentazione assorbita dallo statore, minimizzando la corrente di innesco che potrebbe altrimenti stressare il sistema elettrico e il motore stesso. Mentre l'alimentazione elettrica attiva il motore, il rotore inizia a ruotare.
Man mano che il motore accelera, le resistenze del rotore vengono ridotte gradualmente in fasi. Questa riduzione graduale delle resistenze è attentamente coordinata con l'aumento della velocità rotazionale del motore. In questo modo, il motore può aumentare gradualmente la sua velocità mantenendo caratteristiche ottimali di coppia.
Una volta che il motore raggiunge la sua velocità nominale a pieno carico, tutte le resistenze di avvio vengono completamente rimosse dal circuito. A questo punto, gli anelli di scorrimento vengono cortocircuitati. Questo cortocircuito permette al motore di operare con la massima efficienza, eliminando la resistenza aggiuntiva necessaria solo durante la fase di avvio, consentendo al motore di erogare la sua prestazione nominale completa.
