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Mancanza di fase

Funzionamento con mancanza di fase di un motore asincrono trifase
Idoneità del relè termico a proteggere il motore

1) - Potenza nel funzionamento con mancanza di fase

Nel funzionamento normale (trifase) la potenza del motore vale:

Nel funzionamento con mancanza di fase si ha:

Se nei due casi il motore deve funzionare alla stessa potenza (perché lo stesso è rimasto il carico meccanico applicato al suo asse), si ha:

e quindi (a parità di tensione e fattore di potenza):

Nel funzionamento con mancanza di fase il motore assorbe (a parità di potenza) una corrente superiore.

Se, per esempio, in trifase il motore lavora a pieno carico (I = In), con mancanza di fase la corrente assorbita risulta:

Esso quindi per poter fornire la stessa potenza dovrebbe lavorare in sovraccarico di circa il 73%.

In realtà questo non è possibile in quanto i motori, proprio per evitare funzionamenti in sovraccarico che determinerebbero un riscaldamento eccessivo degli avvolgimenti, sono dotati di particolari dispositivi (relè termici) che intervengono quando la corrente assorbita supera una determinata corrente (corrente di taratura); di norma quest'ultima è pari alla corrente nominale del motore.

Di conseguenza la massima potenza di funzionamento del motore con mancanza di fase si avrà quando I' diventa uguale a In. Per cui si ha:

Ricordando che:

si ha:

In definitiva, con mancanza di fase, la potenza del motore si riduce a circa il 58% di quella relativa al funzionamento normale trifase.

2) - Idoneità del relè termico a proteggere il motore funzionante con mancanza di fase

Il relè termico protegge il motore (nel suo funzionamento normale in trifase) dai sovraccarichi. Per una efficace protezione, esso viene tarato, come precedentemente ricordato, ad una corrente pari alla corrente nominale del motore.

Per verificare l'idoneità del relè termico a proteggere il motore anche nel funzionamento con mancanza di fase, bisogna considerare due casi:

- Collegamento delle fasi del motore a stella.

- Collegamento delle fasi del motore a triangolo.

  • -2 Collegamento delle fasi a stella

Funzionamento normale e funzionamento con mancanza di fase

In questo caso il relè termico e le fasi (in entrambe le situazioni di funzionamento) sono percorsi dalle stesse correnti. Pertanto se il relè termico protegge il motore nel funzionamento trifase, lo protegge anche nel funzionamento con mancanza di fase.

Il motore risulta pertanto protetto.

  • ·1 Collegamento delle fasi a triangolo

 

Funzionamento normale e funzionamento con mancanza di fase

In questo caso relè termico e fasi sono percorsi da correnti diverse.

Nel caso di funzionamento normale (trifase), si ha per tutte e tre le fasi:

Nel caso di funzionamento con mancanza di fase, le due correnti di fase valgono (regola del partitore di corrente):

Confrontando, a parità di corrente di linea ( I' = I ), le correnti di fase nel funzionamento con mancanza di fase con quelle del funzionamento trifase, si ha:

Risulta pertanto che, nel funzionamento con mancanza di fase, le tre fasi non sono percorse dalla stessa corrente (come invece avviene nel funzionamento trifase). Una delle tre è percorsa da una corrente che è circa il 15% superiore a quella relativa al funzionamento trifase. Se il motore, con mancanza di fase, assorbe dalla rete la massima corrente consentita (cioè quella nominale In), in base alla quale è stato tarato il relè termico, quest'ultimo non interviene in quanto non "rileva" nessun sovraccarico, mentre in realtà la fase percorsa dalla I'f si trova a funzionare con una corrente superiore (appunto del 15%) a quella nominale di fase . Da ciò risulta che il relè termico, con le fasi del motore collegate a triangolo, non è in grado di rilevare il sovraccarico sulla fase più carica.

Il motore risulta quindi non protetto.

3) - Avviamento del motore con mancanza di fase

Se l'interruzione di una fase avviene quando il motore è in movimento, esso continua a girare assorbendo una corrente più elevata (come visto in precedenza).

Se successivamente il motore viene fermato e quindi riavviato, esso (permanendo l'interruzione di una fase) non riparte: si comporta infatti come un motore asincrono monofase.

ESEMPIO

CARATTERISTICHE DEL MOTORE

  • -3 Potenza: 22 KW
  • -4 Tensione: 380 V
  • -5 Corrente: 44 A

RELÉ TERMICO

  • -2 Campo di regolazione: (30 ¸ 46) A
  • -3 Regolazione: 44 A
  • -2 Potenza massima di funzionamento del motore con mancanza di fase

  • -2 Idoneità del relè termico a proteggere il motore con le fasi collegate a triangolo
  • -2 Massima corrente di fase del motore nel funzionamento trifase:

  • -2 Massima corrente di fase nel funzionamento con mancanza di fase:

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Commenti e note

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di ,

Nota: il sito dell'autore, Enrico Biagi, è elettrotecnica

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di ,

Corrado,
c'è un forum dove è più probabile ottenere risposte.

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di Corrado Gatti,

Buongiorno Ing. Martini, innanzitutto grazie per la sua cortese risposta. Dalle Sue spiegazioni sul funzionamento del motore asincrono trifase, mi è chiaro il fatto che, con avvolgimenti connessi a triangolo, se dovesse funzionare con la perdita di un avvolgimento, il motore si porta a lavorare in bifase, mentre se mancasse una fase di alimentazione, lavorerebbe in monofase. A questo punto il dubbio è relativo a come viene diversamente sollecitato il motore (relativamente ad esempio a riscaldamento-ronzio-vibrazioni, od altre sollecitazioni che nascono) nelle due anomale modalità di funzionamento. Ringraziandola per il prezioso contributo porgo Cordiali Saluti Corrado Gatti

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di ,

Corrado,
Se manca una fase il motore non parte perché la coppia di avviamento è nulla, qualunque sia il collegamento. Solo se gli si da' un avvio manuale si avvia, ruotando nel senso in cui l'avvio manuale è stato dato. Per il funzionamento in marcia mi pare che l'articolo di Enrico Biagi chiarisca molto bene quanto succede. Il motore funziona come monofase è può erogare solo poco più della potenza nominale. Se il collegamento è a triangolo poi, la protezione di sovracorrente non è più efficace ed il motore può andare in sovraccarico.

Approfitto anche per risponde, seppur in ritardo, all'osservazione di Luigi: se si vuole assolutamente proteggere il motore anche dal sovraccarico conseguente alla mancaza di fase nel caso di collegamento a triangolo e nell'ipotesi che in marcia monofase il motore abbia ancora potenza sufficiente ad azionare il carico, occorre tarare al 15% in meno la termica.

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di Corrado Gatti,

Buongiorno Ing. Martini Oggetto: Motore asincrono trifase. Domanda: Per il motore in oggetto con avvolgimenti a stella o a triangolo, quali sono le differenze nel comportamento (avviamento e marcia)nel caso in cui si verifichi la mancanza di una fase di alimentazione o la perdita di un avvolgimento? Ringraziandola per la sua cortese attenzione porgo Distinti Saluti Corrado Gatti

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di Luigi,

e quindi come proteggo il motore ?
nella taratura del relè termico devo considerare la In se voglio farlo funzionare al max carico o tararlo in considerazione dell'ipotesi della mancanza fase e quindo non sfruttando appieno tutta la potenzialità del motore?

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