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Avviamento stella-triangolo

Articolo n° 6 su 36 del corso "DR plus". Vai all'indice del corso.

Paragrafi dell'articolo:

  1. Stella-Triangolo? No, grazie!
  2. D&R
  3. Lezioni ed articoli

Stella-triangolo?

Nel n. 4 dell'anno V (aprile 1991), TUTTONORMEL,� rivista� di riferimento tecnico e normativo diretta da Vito Carrescia, professore del Politecnico di Torino ed autore di� libri� come �"Sicurezza Elettrica", fondamentali per la disciplina, in un riquadro della copertina riportava il titolo di un articolo sviluppato nelle pagine interne: "Avviamento motori. Stella-triangolo?No, grazie". La firma era dell'ing. Piero Vezzani, �che ha successivamente inserito le sue considerazioni nell'efficace ed agile volume: "Elementi di progettazione elettrica".

La� tesi dell'articolo era l'inutilità� dell'avviamento stella-triangolo, usato nell'installazione di un motore asincrono, anche di potenza non rilevante. Un avviamento classico, studiato a scuola, un'esperienza base nei laboratori, un interessante esercizio per gli allievi che armeggiano con contattori e temporizzatori. Che per serve a radicare nei futuri installatori, un concetto impiantistico non solo inutile, ma probabilmente dannoso. Il pregio del sistema di avviamento lo possono infatti trovare unicamente i costruttori di teleruttori, temporizzatori e quadri,� per l'incremento delle vendite dei loro componenti.

La cosa strana era che sembrava che nessuno si fosse mai chiesto se effettivamente quel tipo di avviamento fosse necessario. Eppure alcuni degli argomenti con cui l'ing. Vezzani demoliva la consolidata tecnica d'avviamento, erano già� presenti sul mio testo universitario "Appunti di Macchine Elettriche" di Ciro di Pieri, tra l'altro un esempio di come condensare in poche parole concetti importanti, tipico del� gruppo dell'Università� di Padova: Giovanni Someda (Elettrotecnica generale), il "signore" dell'Elettrotecnica di quel tempo, Giuseppe Zingales (Misure elettriche), Antonio Paolucci (Impianti Elettrici). L'eleganza della concisione espositiva era pari all'efficacia comunicativa. Nel paragrafo che discuteva la reinserzione dell'alimentazione mentre il motore � in moto, dopo una breve interruzione della stessa, era descritto ciò che succede nel passaggio da stella a triangolo.

Le ragioni che, acriticamente, erano addotte per il sistema di avviamento, per chi non si limitava all'"abbiamo sempre fatto così, erano due: l'elevata caduta di tensione provocata dalla corrente di spunto, e la relativa eccessiva coppia, che causerebbe danni al giunto di accoppiamento della macchina operatrice.

La caduta di tensione all'atto dell'inserzione di un carico prevalentemente reattivo, qual è il motore asincrono all'avviamento, è calcolabile moltiplicando il valore di tensione nominale, U, per il rapporto tra la potenza, in kVA, di avviamento del motore, Sa, e la somma della stessa, con la potenza di cortocircuito dell'impianto nel punto di installazione, Scc. Percentualmente:� DU%=100 x Sa/ ( Sa+Scc). Affinché la caduta non sia eccessiva (il 15% è un valore universalmente accettato) è sufficiente che Sa non superi il 17,6% della Scc. Il che non è assolutamente difficile: un trasformatore da 400 kVA riesce a far tranquillamente partire un motore da 160 kW.

Il secondo problema, relativo alla sollecitazione del giunto, potrebbe apparire pi� serio, in quanto una coppia applicata istantaneamente, come lo è quella d'avviamento, provoca deformazioni elastiche doppie rispetto alla stessa coppia applicata progressivamente. Ma si può facilmente dimostrare che l'effettiva coppia applicata al giunto, Cg, è data dalla somma della coppia resistente, CR , e della coppia accelerante applicata alle masse rotanti della macchina operatrice, Caop, che è sicuramente inferiore, anche di molto, alla totale coppia accelerante, Ca . Infatti è Caop=Ca x Jop2 / (Jop2+Jm2), con Jop momento di inerzia della macchina operatrice riportato alla velocità del motore, e Jm momento di inerzia del motore. Poiché spesso Jop è molto minore di Jm, Caop è molto minore di Ca. In ogni caso, se sulla base delle precedenti considerazioni dovessero sorgere problemi per il giunto (raramente), si deve adeguare il giunto alle coppie e non viceversa.

Nonostante tutte le precedenti considerazioni, nonostante l'era dell'informazione, l'avviamento stella-triangolo continua ancora ad essere adottato come efficace rimedio di problemi inesistenti, che, n compenso può essere fonte di reali problemi come nel caso della domanda pubblicata nella presente rubrica. Nella figura è mostrato qualitativamente quanto avviene nell'avviamento stella triangolo.

 

 

 

a) Oscillogramma della corrente assorbita� - b) Corrente e coppia in funzione della velocità� di rotazione

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Commenti e note

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di Carlo,

Egregio ing. Martini sono incappato per sbaglio in questo articolo, ma l'ho ritenuto molto interessante. I nomi degli accademici citati mi sono ben noti dato che ho studiato su alcuni dei loro libri a Padova. Volevo fare una piccola osservazione (che potrebbe essere sbagliata ma spero degna di essere considerata). Un vantaggio apparente è la diminuzione della corrente di spunto e quindi la possibilità di avviare più motori insieme: sulla stessa linea senza sovraccaricarla o ad esempio posso sottodimensionare linee lunghe. Proprio riguardo a quest'ultimo caso io osserverei che lei parla di potenza di corocircuito del trafo senza citare la sua diminuzione (della Pcc appunto) nel caso di linee molto lunghe; dove quindi posso avere una cdt da vuoto a carico ben maggiore di 15% quando avvio un motore se non sovradimensiono trafo(?!?) o linea (euro..). Evidente è però che avendo la corrente nell'istante della commutazione pari, se non superiore, a quella ottenibile con avviamento diretto il tutto sembra risultare vano. Fatto salvo che il picco in questione dura sicuramente meno di quello che si ha all'avviamento diretto visto che faccio ripartire il motore da un numero di giri diverso da 0. L'unico vantaggio che vedo io quindi è appunto la possibilità di limitare un po'il sovraccarico e diminuire, nei in casi di più motori, la taglia di protezioni e conduttori (arduo rimane il calcolo di quanto si può diminuire). Osservo inoltre che proprio sul grafico C(n) dell'articolo l'area sottesa dalla curva avviamento diretto è maggiore di quella S-T (C*n=k*potenza). Mi limito a non quantificare visto che questo "po'" è funzione del numero di giri a cui ho la commutazione. Visto che si sta dicendo NO allo STELLA TRIANGOLO io credo sia necessario dare un'alternativa concreta all'avviamento di più motori sulla stessa linea. Una è stata data citando i softstarter che sono un'ottima tecnologia, ma sono un componente complesso e quindi per sua natura meno affidabile di un contattore. L'altra che proporrei io è l'avviamento temporizzato e mai contemporaneo dei motori. Ci sono sicuramente 1000 esempi in cui per motivi di processo o altro non posso decidere io quado avviare o meno un motore, ma sono sicuro per esperienza che esistono moltissime situazioni in cui posso avviare un motore alla volta temporizzando il tutto. Questo "semplice" espediente sicuramente realizzabile se PROGETTATO a priori permette considerevoli risparmi di rame e taglie di protezioni.

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di ,

Ecco dove puoi trovare qualcosa di più un link
Il trasformatore da 400 VA che tu dici, penso ti riferisca a quello del testo, non ha nulla di speciale, a parte il fatto che ha una potenza 1000 volte maggiore. E' semplicemente la potenza che un trasformatore deve avere per far partire quel motore. La caduta di tensione è dovuta all'impedenza di cortocircuito del trasformatore cui va aggiunta quella della linea che alimenta il motore.

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di RoSSodiSeRa,

Ing. Martini proprio oggi comincio a scrivere la tesi per l'esame di maturità. Frequento un Istituto Tecnico Industriale con specializzazione Elettrotecnica e la mia tesi è appunto incentrata sul motore asincrono. Le sarei molto grato se potesse fornirmi qualche informazione in più riguardo il primo punto cioè l'aumento della caduta di tensione a causa dell'elevata corrente di spunto e qualche altra sull'utilizzo di questi trasformatori da 400 VA. Grazie

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di ,

Non si può che rispondere sì, alla tua domanda: quella formula è sempre valida. Il fatto è che devi conoscere P e cosfì, cioè la potenza attiva all'avviamento ed il fattore di potenza. La corrente di avviamento è fornita dal costruttore. Per calcolarla occorre ricavare il circuito equivalente dalle prove a vuoto ed in cortocircuito. Si ha: Iavv=E / Zeq, dove E=U/1,73 e Zeq l'impedenza equivalente che si può, in prima approssimazione, ritenere coincidente con l'impedenza longitudinale, quella che si ricava dalla prova a rotore bloccato.

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di Domenico,

Ciao zeno non riesco a capire di un M.A.T qual'è la formula della corrente di spunto.Io penso che sia questa:P/cosφ*√3*V puoi confermare, e nel caso non sia così puoi scrivermela. grazie

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di filippo,

Mi scusi Ing. Martini come lei mi ha consigliato ho visto il catalogo moeller e mi è stato davvero di aiuto...volevo solo sapere se quello che ho appreso è esatto o meno. Praticamente con l'azionarsi del motore a bassa velocità lavoro con collegamento a stella vero? Con l'azionarsi del motore ad alta velocità invece lavoro con collegamento a triangolo? il contattore Q23 serve per l'avviamento stella-triangolo per l'alta velocità?

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di ,

E', probabilmente, un motore Dahlander. In questa pagina puoi trovare i collegamenti che puoi effettuare. In quest'altra pagina c'è uno schema funzionale. Altri li puoi trovare sullo stesso manuale Moeller

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di filippo,

Egr. Ing. Martini volevo un chiarimento sull'avviamento di un motore trifase a 6 poli a doppia velocità. Come funziona? Come dovrebbe essere collegato? questo dubbio mi è sorto vedendo la morsettiera di un'impastatrice in cui entravano ben 6 fili.

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di Marco,

Leggendo l'ultima risposta dell'ing. Zeno Martini, devo dire in proposito che io concordo con l'ing. Martini, perché anche io ho potuto constatare l'opinione dell'ing. Martini, facendo la differenza tra me che conosco la teoria, e mio cugino che lavora nella pratica. Bene da questa esperienza posso constatare che è indispensabile avere un bagaglio culturale dal punto di vista teorico dell'impiantistica per lavorare al meglio è professionalmente nella branca.

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di Marco,

non è possibile trovare un sistema che semplifica la posa degli avvolgimenti statorici nelle cave? io ne ho scoperto uno un modo semplice e veloce garantenoo ottima qualità di posa dell'avvolgimento.

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di ,

Il dissenso è pubblicato, come può constatare, signor Guido
Non lo condivido naturalmente perché consiste di affermazioni che non sono in alcun modo dimostrate.
L'articolo invece giustifica la tesi sostenuta che è non un'idea originale del sottoscritto, tra l'altro, ma di progettisti ben più autorevoli di lunga ed apprezzata esperienza pratica.
Vorrei che mi spiegasse qual è la differenza tra l'avviamento diretto di un unico motore da 110 kW e quello contemporaneo di 10 motori da 11 kW? Per quale motivo nel secondo caso la linea "va a farsi benedire"? Qual è la differenza di taratura della protezione per la linea nei due casi, se la linea ha la stessa sezione e lunghezza?
Vista poi l'antipatia per i "teorici" le chiedo se è preferibile un impiantista che non conosce le giustificazioni teoriche di ciò che fa od uno che le conosce. Ovviamente è inutile che le dica la mia risposta, ma vorrei sentire la sua.
Il progettista sa benissimo che le teorie devono essere confermate dalla pratica. Ma questo non significa che l'esecuzione seria di un impianto sia possibile senza un progetto. E le soluzioni di un progetto serio non prescindono dalle giustificazioni teoriche delle scelte impiantistiche.
Installatore e progettista sono mestieri diversi ed è fondamentale che ognuno sappia svolgere bene il suo compito.

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di GUIDO,

salve ing. volevo rendere pubblico il mio dissappunto per tale articolo sopra esposto in quanto il collega sopra si e' reso conto di quale sia il reale problema dell'avviamento, cioe' i nostri dispositivi di protezione,in quanto un avviamento a piena tensione e' valido solo se la nostra linea alimenta un solo motrore, ma come ovviamente dubita il collega, se l'avviamento riguarda più motori a piena tensione,la nostra linea va a farsi benedire-la solita differenza tra teorici e impiantisti,il teorico guarda solo il problema relativo all' argomento,l impiantista guarda anche le conseguenze di tale fenomeno con visione più completa e realista (polemico)-grazie

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di ,

Sinceramente non riesco a comprendere il senso di entrambe le domande, Alberto
La prima sembra ironica ma non riesco o trovare i riferimenti
Per la seconda non capisco in che modo un avviamento stella triangolo possa sostituire un trasformatore.

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di Alberto,

Egregio Ing.,

è da sottolineare la democrazia del sito. Mi riferisco alla pubblicità ( meglio chiamarlo articolo tecnico ) dell' avviatore stella triangolo lovato...

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di alberto,

Egregio Ing., può giustificare economicamente la scelta di un trasformatore da 400KVA in luogo di un classico avviamento stella-triangolo ? E per motori più grandi. Ok, softstarter...

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di Francesco,

nel caso di più motori alimentati da una sola linea la partenza contemporanea a triangolo non potrebbe causare l'intervento della protezione della linea tarata sulla portata della stessa ?

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di ,

Certo, se non intervengono le protezioni perché il motore è costretto a lavorare ad uno scorrimento molto più elevato.

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di Fausto,

Salve, lavoro con motori asincroni (22 kw nominali) che azionano delle viti di estrusione. Tutti i motori hanno un avviamento stella-triangolo. Nel caso particolare il tempo di "stella" è circa 10 secondi. Se, per un difetto del circuito di commutazione, non avviene il passaggio a "triangolo" ed il motore va per 1-2 minuti prima di essere fermato c'è la possibilità che si bruci? Aggiungo che durante il funzionamento a stella la pressione sulla trafila di estrusione è circa la metà di quella durante il funzionamento a regime (circa 50 bar contro i 100-120 a regime). Grazie, Fausto 8)

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di ,

1) In un catalogo di un costruttore. Questo per esempio 2) Anche qui occorre si ricorre ai cataloghi dei costruttori e si sceglie un interruttore con corrente nominale compresa tra Ib ed Iz, 60 nel caso specifico

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di G.E.,

dove posso andare per avere una tabella con tutti i dati di targa di m.a.t.? mi serve per stasera per favore. cioè: se io ho la coppia in N - come faccio a stabilire i dati di targa che questo motore deve avere?

ed anche

tabella con le massime portate dei dispositivi di protezione, cioe: se io ho ad esempio una Ib=56A e la massima portata del conduttore Iz di 75A, come faccio ad azzeccare il valore preciso da associare al magnetotermico da mettere su quella linea?

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di ,

La conclusione è che è meglio avviare a piena tensione. Se per qualche ragione, rara, non fosse possibile, meglio valutare l'impiego di un sistema elettronico: "Soft-starter".

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di simone,

In conclusione al posto di un avviatore stella triangolo si può utilizzare un ................(autotrasformatore?).

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