ABB evidenzia i vantaggi dello scorrimento

Daisy-YueQin Bo, Product Manager, Grandi Motori e Generatori, ABB Motion, ha recentemente spiegato aIO SONO perché i grandi motori ad anelli, con potenza nominale tipicamente fino a 8.000 kW, offrono vantaggi particolari per le applicazioni con inerzia di carichi pesanti nel settore minerario, come mulini, ventilatori, frantoi e trasportatori. I motori a induzione a corrente alternata (CA), altrimenti noti come motori asincroni, sono i cavalli di battaglia dell'industria mineraria. Questi motori comprendono due componenti principali, uno statore fisso con avvolgimenti che funzionano come elettromagneti e il rotore che gira all'interno dello statore. La corrente elettrica nel rotore che lo fa ruotare è prodotta per induzione elettromagnetica dal campo magnetico degli avvolgimenti dello statore. Questo design è noto come motore asincrono perché i campi elettrici nel rotore e nello statore ruotano a velocità diverse: sono "fuori fase" tra loro.

“L’elevata coppia di avviamento, le capacità di avviamento ad alta inerzia e la bassa corrente di avviamento dei motori ad anelli possono aiutare a ridurre al minimo lo stress meccanico durante l’avvio di attrezzature minerarie pesanti e ad aumentarne la durata operativa. Un ulteriore vantaggio dei motori ad anelli di grandi dimensioni è la loro elevata densità di potenza. Ciò significa che possono fornire la potenza richiesta con un telaio di dimensioni inferiori. È necessario meno spazio per installare il motore ed è più facile sollevarlo e movimentarlo in cantiere, riducendo i costi di installazione”.

Esistono due progetti principali per i grandi motori a induzione industriali. La differenza fondamentale è il rotore, che può essere del tipo a gabbia di scoiattolo o avvolto utilizzato con anelli collettori. Il vantaggio principale dei motori a induzione a gabbia di scoiattolo è che sono autoavvianti, affidabili ed economici. Tuttavia, per le apparecchiature in cui è essenziale una coppia di avviamento elevata per superare l'inerzia iniziale, i motori ad anelli possono offrire più del doppio della loro normale coppia a pieno carico all'avviamento. Un collettore rotante è semplicemente un dispositivo destinato a trasmettere energia elettrica, segnali o dati tra parti rotanti e fisse. Comprende un anello rotante realizzato in un idoneo materiale conduttore come rame, lega di rame o acciaio e spazzole fisse. In un motore a induzione CA con rotore avvolto, gli anelli collettori non vengono utilizzati per trasportare corrente elettrica. Vengono invece utilizzati per inserire una maggiore resistenza negli avvolgimenti del rotore. In un motore trifase vengono utilizzati tre collettori rotanti, uno collegato a ciascuna fase dell'avvolgimento. Sono montati sull'albero del motore, in modo che ruotino mentre ruota. Ma sono isolati elettricamente dall'albero.

Le spazzole in grafite sfregano sugli anelli collettori mentre girano, mantenendo un contatto elettrico costante. Le spazzole stesse sono collegate ad un dispositivo che fornisce una resistenza aumentata, tipicamente un reostato. Questa resistenza viene trasferita agli avvolgimenti del rotore mentre il rotore gira. Il motivo per cui si desidera aggiungere resistenza agli avvolgimenti del rotore è perché ciò consente al motore di produrre una coppia molto più elevata all'avvio, ma con una corrente di avviamento relativamente bassa che aiuta ad aumentare la stabilità della rete. Gli anelli collettori sono necessari solo per l'avviamento. Quando il motore si avvicina alla sua normale velocità di funzionamento, gli anelli collettori e le spazzole vengono cortocircuitati e funziona allo stesso modo del più comune motore a induzione a gabbia di scoiattolo.

I motori ad anelli sono disponibili con spazzole a contatto permanente o con dispositivo di sollevamento delle spazzole. La scelta dipenderà dall'applicazione specifica e dal regime di manutenzione pianificata. Le spazzole a contatto permanente hanno un costo iniziale inferiore. Tuttavia, poiché rimangono in continuo contatto con gli anelli collettori, entrambi i componenti si usureranno nel tempo, richiedendo manutenzione e sostituzione. L'attrezzatura per il sollevamento delle spazzole è leggermente più costosa al momento dell'acquisto iniziale. Tuttavia, riduce l'usura delle spazzole e degli anelli collettori, contribuendo ad aumentare gli intervalli di manutenzione, a ridurre i costi di assistenza e ad aumentare l'affidabilità.

I motori ad anelli ABB sono disponibili in gamme di potenza da 400 a 8.000 kW e con taglie da 400 a 630. “Quando si tratta di acquistare un motore ad anelli è importante assicurarsi che sia stato progettato, prodotto e testato secondo le norme norme IEC o NEMA e ISO pertinenti. In ABB, tutti i motori vengono sottoposti a test di routine in fabbrica. E per garantire ai clienti la massima fiducia nella scelta effettuata, su richiesta è possibile effettuare anche un test di funzionamento a caldo”.