OBIETTIVI DI APPRENDIMENTO:
- Spiegare lo scopo dei relè di guasto di fase.
- Elenco pericoli di guasto di fase e inversione di fase.
Se due delle linee di alimentazione di un motore trifase sono invertiti, farà sì che il motore per invertire la direzione di rotazione. Questo può essere un problema serio con alcuni tipi di apparecchiature. L’inversione involontaria della direzione può causare il taglio dei denti degli ingranaggi, la rottura delle catene e la girante delle pompe sommergibili per svitare l’estremità dell’albero motore. Non solo può causare danni alle attrezzature, ma anche lesioni agli operatori o al personale nelle vicinanze della macchina.
Il guasto di fase si verifica quando si perde energia a una delle linee che forniscono energia a un motore trifase. Il motore continuerà a funzionare ma attirerà una quantità eccessiva di corrente. In questa condizione, il relè di sovraccarico dovrebbe causare l’avviamento del motore a scollegare il motore dalla linea di alimentazione se i riscaldatori di sovraccarico sono stati dimensionati correttamente. La monofase farà sì che le due fasi che rimangono eccitate in un motore trifase aumentino la corrente in media del 173%.
Effetti della variazione di tensione sui motori
I motori sono influenzati se utilizzati a tensioni diverse dalla loro tensione nominale della targhetta. NEMA nominale motori sono progettati per funzionare a più o meno il 10% della loro tensione nominale. Fgr. 1 mostra la variazione approssimativa della corrente a pieno carico e della corrente di avviamento per i motori elettrici tipici quando vengono azionati sopra la loro tensione nominale (110%) e sotto la loro tensione nominale (90%). I motori sono in tende ad operare su sistemi con tensione bilanciata (la tensione è la stessa tra tutte le fasi). La tensione sbilanciata è una delle principali cause di guasto del motore.
La tensione sbilanciata è generalmente causata quando i carichi monofase sono forniti dai sistemi trifase.
Determinare la Quantità di Squilibrio di Tensione
Variazione di Tensione — Corrente a Pieno Carico-Partenza Corrente
110% –7% — 10-12% Aumento
90% — 11% — 10-12% Diminuzione
Fgr. 1 Variazione di corrente per motori elettrici quando azionati sopra o sotto tensione nominale.
Fgr. 1 si riferisce alla tensione attraverso i conduttori di fase di un sistema trifase bilanciato come misurato tra le fasi AB, BC e AC. In altre parole, la tabella indica l’effetto sulla corrente del motore quando la tensione è maggiore o minore del valore nominale della targhetta del motore in un sistema bilanciato. Un danno maggiore è causato quando le tensioni sono sbilanciate. NEMA raccomanda che la tensione sbilanciata non superi più o meno 1%. I passaggi seguenti illustrano come scoraggiare la percentuale di squilibrio di tensione in un sistema trifase:
1. Prendere misure di tensione tra tutte le fasi. In questo esempio, si supponga la tensione tra AB _ 496 volt, BC _ 460 volt e AC _ 472 volt.
2. Trova la tensione media.
496 460 472
– – –
1428 —> 1428/3 = 476 V
3. Sottrarre la tensione media dalla lettura della tensione che si traduce nella maggiore differenza.
496 – 476 = 20 V
4. Determina la differenza percentuale.
100 x Più grande differenza di tensione/Tensione media
100×20/476= 4.2% squilibrio di tensione
Aumento di calore
La percentuale di aumento di calore nel motore causato dallo squilibrio di tensione è pari al doppio della percentuale al quadrato.
2 x (squilibrio di tensione percentuale)^2
2 x 4,2 x 4,2 = 35,28% aumento di temperatura nell’avvolgimento con la corrente più alta.
Un relè di monitoraggio di fase a stato solido è mostrato in Fgr. 2. Questo relè fornisce protezione in caso di squilibrio di tensione o inversione di fase. L’unità si ripristina automaticamente dopo il ritorno delle condizioni di tensione corrette. Una spia indica quando il relè è attivato.
Fgr. 2 Relè di monitoraggio fase a stato solido.
QUIZ:
1. Un motore trifase ha una corrente di targhetta di 56 ampere. Se una fase viene persa e il motore inizia monofase, quale sarebbe la quantità media di corrente che scorre nelle due fasi rimanenti?
2. I motori nominali NEMA sono progettati per funzionare a quale percentuale della loro tensione nominale?
3. Un motore trifase è valutato per funzionare su 208 volt. Vengono prese le seguenti letture di tensione: A-B 177, A-C 187, BC 156. Qual è la percentuale di aumento della temperatura nella fase con il più alto assorbimento di corrente?