Equilibratura dell'Armatura del Motore Elettrico: Perché È Indispensabile dopo il Riavvolgimento e la Riparazione

Perché si perde l'equilibratura durante la riparazione del motore

Foto. Un rotore di motore elettrico montato su una macchina di equilibratura: cuscinetti di supporto, sensori di misurazione delle vibrazioni e il sistema di analisi dello squilibrio

Durante il riavvolgimento:

Il riavvolgimento è la causa più comune di perdita dell'equilibratura:

• Disposizione non uniforme dei conduttori: l'avvolgimento viene eseguito con una leggera asimmetria
• Densità di avvolgimento variabile: in alcuni cave i conduttori sono confezionati più strettamente, in altri più liberamente
• Numero di spire variabile: un errore durante l'avvolgimento
• Cunei e isolamento: distribuzione non uniforme dei materiali isolanti e dei cunei nelle cave

Anche una piccola differenza nella massa dell'avvolgimento sui lati opposti del rotore (5–10 grammi) a un raggio di 100–150 mm crea uno squilibrio apprezzabile.

Durante lo smontaggio e il rimontaggio:

• Tolleranze nel montaggio del rotore sull'albero
• Un leggero disallineamento durante l'installazione
• Modifiche ai contrappesi (dove montati in fabbrica)

Durante la riparazione del ventilatore di raffreddamento:

Molti motori elettrici hanno un ventilatore di raffreddamento sull'albero. La sostituzione o la riparazione delle pale del ventilatore altera l'equilibrio complessivo del sistema.

Le conseguenze dello squilibrio per i motori elettrici

• Usura accelerata dei cuscinetti: questa è la prima e più comune conseguenza. I cuscinetti dei motori sono un componente costoso e la loro frequente sostituzione non è economica
• Vibrazione trasmessa alla macchina condotta: se il motore è accoppiato a una pompa o un ventilatore, la vibrazione si propaga all'intera unità
• Surriscaldamento degli avvolgimenti: la vibrazione può causare micro-movimenti dell'avvolgimento nelle cave, portando all'abrasione dell'isolamento
• Rumore: un motore non equilibrato funziona in modo più rumoroso
• Riduzione dell'efficienza: parte dell'energia va in vibrazione invece che in lavoro utile

Le specificità dell'equilibratura delle armature di motori elettrici

Squilibrio meccanico e magnetico

I motori elettrici possono soffrire di due tipi di squilibrio:

Squilibrio meccanico:

• Distribuzione non uniforme della massa del rotore
• Viene eliminato con l'ordinaria equilibratura (aggiunta/rimozione di contrappesi)

Squilibrio magnetico:

• Asimmetria del campo magnetico dovuta ad avvolgimenti non uniformi
• Crea vibrazioni che non possono essere eliminate con l'equilibratura meccanica
• Richiede il rifacimento dell'avvolgimento

Equilibratura come gruppo

L'armatura viene spesso equilibrata come gruppo:

• Armatura + collettore (per i motori a corrente continua)
• Rotore + ventilatore di raffreddamento + puleggia
• L'intero sistema rotante

Grado di qualità di equilibratura richiesto

A seconda dell'applicazione:

• G6.3 — motori elettrici di uso generale (lo standard)
• G2.5 — motori elettrici per uso speciale, azionamenti per macchine utensili
• G1.0 — motori ad alta velocità, azionamenti di precisione

Metodi di equilibratura dei motori elettrici

Foto 2. Equilibratura del rotore di un grande motore elettrico su una macchina di equilibratura specializzata in officina

Equilibratura dell'armatura su macchina

Il metodo più diffuso per i laboratori di riparazione:

1. L'armatura viene rimossa dal motore
2. Viene montata su una macchina di equilibratura
3. L'equilibratura viene eseguita in 2 piani (dinamica)
4. I contrappesi correttivi vengono solitamente montati sulle facce terminali o in apposite scanalature

Vantaggi:

• Elevata precisione
• Comodità (l'armatura è già stata rimossa per la riparazione)
• Possibilità di raggiungere il grado G2.5 e superiori

Equilibratura del motore nel suo stato assemblato

Per i grandi motori installati in loco:

• L'equilibratura viene eseguita senza smontaggio
• Viene utilizzata attrezzatura portatile
• Tiene conto dell'influenza del giunto e dell'allineamento con la macchina condotta

L'attenzione: quando si equilibra un motore nel suo assemblaggio, deve essere disaccoppiato dalla macchina condotta (pompa, ventilatore) per escluderne l'influenza.

Raccomandazioni pratiche

Quando l'equilibratura è obbligatoria:

• Dopo il riavvolgimento: sempre, senza eccezioni
• Dopo la sostituzione dei cuscinetti: raccomandato (le tolleranze possono accumularsi durante il montaggio)
• Dopo la riparazione del ventilatore di raffreddamento: se le pale sono state cambiate
• Quando compare la vibrazione: se il motore ha iniziato a vibrare

Come distinguere lo squilibrio meccanico da quello magnetico:

Squilibrio meccanico:

• Vibrazione alla frequenza rotazionale (1× = 50 Hz per 3000 rpm su rete a 50 Hz)
• Viene eliminato con l'equilibratura

Squilibrio magnetico:

• Vibrazione al doppio della frequenza di rete (2× = 100 Hz per rete a 50 Hz)
• Non viene eliminato con l'equilibratura meccanica
• Richiede l'ispezione degli avvolgimenti (barra del rotore spezzata, asimmetria dell'avvolgimento)

Montaggio dei contrappesi di equilibratura:

Posizioni tipiche di montaggio:

• Le facce terminali del rotore (piastre saldate o bullonate)
• Scanalature di equilibratura sulle facce terminali (dove previste)
• Le pale del ventilatore di raffreddamento (se montato sull'albero)

Controllo qualità:

Dopo l'equilibratura, verificare che:

• La vibrazione sia scesa in zona A o B (solitamente al di sotto di 2,8 mm/s per motori di media potenza)
• Lo squilibrio residuo rientri nel grado G6.3 o G2.5
• I cuscinetti non si surriscaldino in servizio
• Non vi siano rumori insoliti