I problemi di alimentazione elettrica che più frequentemente colpiscono gli impianti industriali includono cedimenti e gonfiori di tensione, armoniche, transienti e squilibrio di tensione e corrente.

In un sistema trifase bilanciato, le tensioni di fase devono essere uguali o molto vicine alla parità. Squilibrio o squilibrio è una misura della disuguaglianza delle tensioni di fase. Lo squilibrio di tensione è la misura delle differenze di tensione tra le fasi di un sistema trifase. Degrada le prestazioni e accorcia la vita dei motori trifase.

L’impatto dei transitori sui motori può essere grave. L’isolamento dell’avvolgimento del motore può rompersi, il che può portare a costosi guasti precoci del motore e tempi di inattività non pianificati.

Test per tensione transitoria nei motori

Tensioni transitorie—picchi temporanei indesiderati o picchi di tensione in un circuito elettrico—possono provenire da qualsiasi numero di fonti sia all’interno che all’esterno di un impianto industriale.

L’accensione o lo spegnimento di carichi adiacenti, i banchi di condensatori di correzione del fattore di potenza o anche il tempo distante possono generare tensioni transitorie sui sistemi di distribuzione. Questi transitori, che variano in ampiezza e frequenza, possono erodere o causare la rottura dell’isolamento negli avvolgimenti del motore

Trovare la fonte di questi transitori può essere difficile a causa della frequenza degli eventi e del fatto che i sintomi possono presentarsi in modi diversi. Ad esempio, sui cavi di controllo può comparire un transitorio che non causa necessariamente danni alle apparecchiature direttamente ma può interrompere le operazioni.

Un buon modo per identificare e misurare i transitori consiste nell’utilizzare un analizzatore trifase power quality con funzione transitoria, come Fluke 438-II Power Quality and Motor Analyzer. La funzione transitoria sullo strumento è impostato su grande di 50 V al di sopra della tensione normale. Il display dello strumento mostrerà quindi la tensione potenzialmente problematica sopra 50V-i transitori.

Se non si riscontrano transitori in una misurazione iniziale, è buona norma misurare e registrare la power quality nel tempo con un avanzato power quality logger industriale, come il Power Quality Logger trifase Fluke 1750.

Che cosa causa tensione sbilanciata?

Un sistema trifase sbilanciato può causare motori trifase e altri carichi trifase a prestazioni scadenti o guasti prematuri a causa di quanto segue:

• Sollecitazioni meccaniche nei motori dovute a una coppia di uscita inferiore al normale
• Corrente superiore al normale nei motori e nei raddrizzatori trifase
• La corrente di squilibrio fluirà nei conduttori neutri nei sistemi trifase wye

Lo squilibrio di tensione ai terminali del motore provoca uno squilibrio di corrente elevato, che può essere da 6 a 10 volte maggiore della tensione squilibrio. Le correnti sbilanciate portano a pulsazioni di coppia, aumento delle vibrazioni e delle sollecitazioni meccaniche, aumento delle perdite e surriscaldamento del motore. Gli squilibri di tensione e corrente potrebbero anche indicare problemi di manutenzione come connessioni allentate e contatti usurati.

Lo squilibrio può verificarsi in qualsiasi punto del sistema di distribuzione. I carichi devono essere equamente divisi in ogni fase di un pannello. Se una fase diventa troppo pesantemente caricata rispetto ad altre, la tensione sarà inferiore in quella fase. Trasformatori e motori trifase alimentati da quel pannello possono funzionare più caldo, essere insolitamente rumoroso, vibrare eccessivamente, e anche subire guasti prematuri.

Come calcolare lo squilibrio di tensione

Il calcolo per determinare lo squilibrio di tensione è semplice. Il risultato è lo squilibrio percentuale e può essere utilizzato per determinare i passaggi successivi nella risoluzione dei problemi del motore. Ci sono tre passaggi nel calcolo:

1. Determinare la tensione o la corrente media
2. Calcolare il più grande di tensione o di corrente deviazione
3. Dividere la massima deviazione dalla media tensione o corrente e moltiplicare per 100 % squilibrio = (Max deviazione dalla media V o I/media V o I) x 100

Un manuale di squilibrio di calcolo è un point-in-time determinazione della tensione o della corrente di squilibrio. Un analizzatore dell’azionamento del motore come il Fluke 438-II mostrerà lo squilibrio di tensione o corrente in tempo reale, compreso tutte le variazioni nello squilibrio.