Motori sotto inverter oltre 90 kW: cuscinetti e scudi dedicati | NDR

Motori sotto inverter oltre 90 kW: perché servono cuscinetti e scudi dedicati

L’inverter è ormai la norma anche sulle grandi potenze. Regola la velocità, riduce i consumi e rende più dolci gli avviamenti. Tuttavia sopra i 90 kW un motore standard collegato all’inverter può avere un problema che all’inizio non si vede: le correnti nei cuscinetti. Per questo i motori sotto inverter di grande taglia vanno scelti con alcuni accorgimenti specifici.

Cosa succede nei cuscinetti di un motore sotto inverter

L’inverter non alimenta il motore con una sinusoide pulita. Lo alimenta con impulsi di tensione molto rapidi. Di conseguenza si crea una tensione tra l’albero e la carcassa.

Quando questa tensione supera la resistenza del film di lubrificante, si scarica attraverso il cuscinetto. Ogni singola scarica è piccola. Però si ripete migliaia di volte al secondo, per tutte le ore di lavoro.

Nel tempo le piste del cuscinetto si segnano con solchi regolari, simili alle righe di un’asse da lavare. Inoltre il grasso si degrada più in fretta. Il motore prima diventa rumoroso, poi inizia a vibrare e infine il cuscinetto cede.

Perché sopra i 90 kW il rischio aumenta

Sui motori piccoli il fenomeno esiste, ma di solito resta contenuto. Con la taglia, invece, crescono la lunghezza dell’albero e le dimensioni di rotore e avvolgimento. Quindi aumentano sia la tensione sull’albero sia le correnti che possono circolare nel motore.

Queste correnti non si fermano sempre al motore. Attraverso il giunto possono arrivare anche ai cuscinetti del riduttore o della macchina accoppiata.

Su un motore di grande potenza un guasto ai cuscinetti costa caro. Non c’è solo il ricambio: c’è soprattutto il fermo della macchina. Per questo conviene affrontare il problema in fase di scelta del motore, non dopo il primo guasto.

Le soluzioni: cuscinetti e scudi studiati per l’inverter

Non esiste una soluzione unica. In pratica la scelta dipende dalla potenza, dall’inverter, dalla lunghezza dei cavi e dal tipo di macchina. Tra i motori che proponiamo sono disponibili diverse esecuzioni.

Cuscinetti isolati

Il cuscinetto ha un anello rivestito con uno strato isolante, che interrompe il passaggio della corrente. Di solito si monta sul lato opposto al comando. Sulle potenze più alte, oppure in casi particolari, si isolano entrambi i lati.

Cuscinetti ibridi con sfere ceramiche

Le sfere in ceramica non conducono corrente. Per questo sono la scelta più efficace quando le correnti sono elevate o l’inverter lavora con frequenze di commutazione alte.

Scudi realizzati su misura

In alternativa, l’isolamento si può ricavare nello scudo, nella sede del cuscinetto. Il vantaggio è pratico: il cuscinetto resta standard, quindi la manutenzione e il ricambio restano semplici. Inoltre lo scudo si può adattare all’applicazione, ad esempio per alloggiare cuscinetti a rulli quando il carico radiale è elevato.

Messa a terra dell’albero

Un anello o una spazzola di messa a terra scarica la corrente prima che raggiunga il cuscinetto. Spesso si abbina al cuscinetto isolato sul lato opposto, così da proteggere anche la macchina accoppiata.

Non solo cuscinetti

Sotto inverter conta anche l’avvolgimento. I picchi di tensione sollecitano l’isolamento, perciò sulle grandi potenze si valuta un isolamento rinforzato.

C’è poi il raffreddamento. A bassi giri la ventola calettata sull’albero non basta. In questi casi la servoventilazione mantiene il motore alla giusta temperatura a qualsiasi velocità. Infine, se serve controllare velocità o posizione, il motore può montare un encoder.

Anche l’installazione fa la sua parte: cavi schermati, collegamenti a terra corretti e, dove serve, filtri sull’inverter riducono le tensioni che arrivano al motore.

Come scegliamo l’esecuzione giusta

Quando un costruttore ci chiede un motore oltre 90 kW sotto inverter, partiamo da poche domande. Qual è la potenza e a che velocità lavora il motore? Che inverter c’è e quanto è lungo il cavo? Che macchina è collegata all’albero?

Su questa base indichiamo l’esecuzione più adatta tra quelle disponibili. In questo modo il motore arriva già pronto per l’inverter, senza modifiche successive e senza sorprese dopo i primi mesi di lavoro.

Se state progettando una macchina con motori di grande potenza sotto inverter, scriveteci a info@ndr.it: valutiamo insieme la soluzione più adatta.