Motori Ansaldo a corrente continua

GENERALITÀ

Motori elettrici Ansaldo a bassa tensione. Motori a Corrente Continua.

I motori elettrici Ansaldo GH 225-630 sono progettati per soddisfare i requisiti di tutti i più importanti servizi richiesti nelle applicazioni industriali più svariate; infatti, il loro dimensionamento sia elettrico che meccanico è tale da garantire il perfetto funzionamento con qualsiasi tipo di servizio. Tutti i motori hanno gli statori interamente laminati e sono completi di avvolgimento di compensazione.

La taglia 225 può essere costruita anche in versione non compensata.

Le macchine sono costruite in forma modulare per assicurare un’elevata flessibilità al fine di soddisfare tutte le esigenze del Cliente; esse sono realizzate utilizzando i più moderni mezzi produttivi che garantiscono componenti di elevata qualità.

La serie di questi motori si articola su sette altezze d’asse: 225, 250, 280, 315, 355, 400 e 450 mm.

Tali motori coprono un campo di potenze da 160 kW a 1500 giri/min (1,019 kNm) fino a 1.800 kW a 500 giri/min (34,38 kNm).

La forma costruttiva normalizzata è IM B3 (codice I) o IM 1001 (codice II) secondo EN 60034-7.

L’isolamento è realizzato in Classe H, con uno sfruttamento termico di Classe F.

ASPETTI NORMATIVI E QUALITÀ

NORME DI RIFERIMENTO

I motori elettrici a bassa tensione della serie GH sono realizzati in conformità alle Norme internazionali IEC 34-1 e alle Norme armonizzate dal CENELEC per i Paesi Europei EN 60034 e HD 53. In particolare per le caratteristiche nominali e di funzionamento è stata applicata la Norma armonizzata EN 60034-1.

Su richiesta i motori possono essere forniti elettricamente conformi a Norme o raccomandazioni particolari (ad esempio NEMA MG-1, ecc.).

MARCATURA CE

I motori elettrici Ansaldo della serie GH sono realizzati in conformità alla Direttiva Europea 73/23/EEC mod. 93/68/EEC (LVD) e rispondono ai requisiti essenziali di protezione previsti dalla Direttiva Europea 89/336/CEE (EMC) mod. 92/31/EEC e 93/68/EEC.

La marcatura “CE” è apposta ad ogni motore per certificare la conformità alle suddette direttive.

SISTEMA DI QUALITÀ

Il Sistema di Qualità di ANSALDO SISTEMI INDUSTRIALI - Unità Operativa IEG copre tutte le attività inerenti alla progettazione, agli approvvigionamenti, alla costruzione ed alla prova delle macchine elettriche rotanti e tutte le attività correlate (Assistenza Clienti, Gestione Commesse, ecc.). Il Sistema è Certificato da CISQ/RINA (certificato n. 50/92) - EQ-Net (Registrazione n. IT-2624) secondo le Norme Europee UNI-EN 29001 (ISO 9001).

CARATTERISTICHE DI PROGETTO

ROTORE

Il pacco rotore, costituito da lamierini isolati su entrambi i lati, è calettato a caldo sull’albero al fine di ottenere un accoppiamento rigido.

Gli avvolgimenti vengono realizzati in piattina smaltata in Classe H o piattina isolata in smalto ricoperto da una spiralatura di elettrovetro, mentre l’isolamento verso massa viene realizzato in NOMEX®.

A seconda delle caratteristiche vengono utilizzati avvolgimenti di tipo ondulato (serie) o a zampa di rana (serie-parallelo). Quest’ultimo, per la sua particolare esecuzione, è in grado di migliorare sensibilmente la commutazione del motore rispetto al tradizionale avvolgimento di tipo embricato (parallelo).

Il collegamento degli avvolgimenti al commutatore viene garantito, per i motori di altezza d’asse fino a 200, da stagnatura con utilizzo di leghe il cui punto di fusione supera i 180°C, mentre per i rimanenti motori viene impiegato il sistema TIG. Le testate dell’avvolgimento vengono sostenute da speciali anelli in metallo o in vetroresina che ne garantiscono l’isolamento verso massa e fissate mediante bandaggi in fibra di vetro preimpregnato.

Dopo il montaggio dell’avvolgimento, il rotore completo viene impregnato sotto vuoto e pressione (trattamento VPI) in resina di Classe H e polimerizzato in forno. Il ciclo prevede un’ulteriore impregnazione in vasca aperta.

COMMUTATORE

Il commutatore è progettato in modo da avere la velocità di fuga notevolmente più alta di quella prevista per il motore.

Il commutatore subisce i trattamenti di centrifugazione e stagionatura prima di essere calettato a caldo sull’albero.

STATORE

I componenti del circuito magnetico dello statore (carcassa, poli principali ed ausiliari) sono completamente laminati al fine di garantire elevate prestazioni dinamiche alle macchine.

I lamierini dei poli e della carcassa sono fortemente pressati per ottenere un assieme rigido e stabile.

Le bobine, eseguite con materiali isolanti di Classe H, vengono preformate su sagome e cementate con resine epossidiche sui nuclei dei poli.

Come per il rotore, l’isolamento verso massa viene realizzato in NOMEX®.

I collegamenti tra le bobine sono eseguiti con cavi flessibili che vengono ammarrati fra loro con opportune fascette resistenti alle alte temperature.

Dopo il montaggio degli avvolgimenti, lo statore completo viene impregnato sotto vuoto e pressione (trattamento VPI) in resina di Classe H e polimerizzato in forno.

L’impregnazione viene ripetuta in vasca aperta. Tale procedimento consente l’uso prolungato dei motori in ambienti con presenza di polveri o pulviscoli dannosi quali carbone o altri agenti corrosivi.

DISPOSITIVO PORTASPAZZOLE

Un robusto dispositivo mobile, fissato allo scudo, consente di regolare la posizione delle spazzole in corrispondenza della zona neutra con uno scarto massimo dell’1% di velocità nei due sensi di rotazione.

Su di esso sono montati i cassetti portaspazzole che utilizzano spazzole di tipo gemellare, generalmente elettro-grafitiche e di qualità adatta ai reali servizi, dimensionate in modo da garantire le prestazioni ottimali ai valori di targa delle macchine.

CUSCINETTI

La normalizzazione elettromeccanica adottata per la costruzione della serie comporta che i motori di diversa lunghezza di pacco statorico, ma della stessa altezza d’asse, adottino medesime estremità d’albero e cuscinetti, dimensionati per il tipo di motore atto a fornire la coppia maggiore.

I cuscinetti normalmente montati, hanno una durata di vita media che supera le 40.000 ore per i motori orizzontali con accoppiamento diretto, mentre nel caso di trasmissione a puleggia i cuscinetti sono dimensionati per una durata minima di 20.000 ore.

Nelle macchine chiuse, con protezione IP 55, si hanno chiusure dei cuscinetti a labirinto.

PULEGGE E MASSIMI CARICHI CONSENTITI

Dopo aver determinato la misura della puleggia in relazione alla potenza da trasmettere e al rapporto di trasmissione desiderato, si deve sempre verificare che il carico radiale sull’estremità dell’albero sia inferiore a quello massimo ammissibile.

Si tenga inoltre presente che la lunghezza della puleggia non deve mai essere superiore al doppio della lunghezza dell’estremità dell’albero, mentre deve sempre rimanere uno spazio di circa 10 mm fra puleggia e scudo.

SOLUZIONI COSTRUTTIVE

ACCOPPIAMENTO ED ESTREMITÀ D’ALBERO

Le macchine sono fornite con una sola estremità d’albero, normalmente cilindrica con chiavetta. A richiesta le macchine possono essere fornite con la seconda estremità (IM 1002) per accoppiamento in asse meccanico.

Salvo richiesta specifica, è previsto l’accoppiamento diretto mediante giunto elastico.

FORMA COSTRUTTIVA

Le macchine, in esecuzione normale, sono previste secondo EN 60034-7 nella forma costruttiva IM B3 (codice I) o IM 1001 (codice II). Sono inoltre disponibili, su richiesta, macchine verticali nella forma costruttiva IM V1 (codice I) o IM 3011 (codice II)  

GRADO DI PROTEZIONE

Le macchine vengono normalmente costruite con i seguenti gradi di protezione (secondo EN 60034-5): IP 23 : macchina protetta IP 44 : macchina chiusa Altri e più restrittivi gradi di protezione sono disponibili su richiesta.

TIPO DI RAFFREDDAMENTO

Tipo di raffreddamento IC 06 con elettroventilatore addossato (PVA)

L’elettroventilatore addossato viene posto normalmente sul lato opposto accoppiamento tranne che per le grandezze 400 e 450 nelle quali l’elettroventilatore viene previsto sul lato accoppiamento. L’elettroventilatore è sempre corredato di filtro.

L’alimentazione normale è trifase 400 V, 50 Hz. A richiesta possono venire forniti motori asincroni con tensione e frequenza diverse.

Tipo di raffreddamento IC 86 W, con scambiatore di calore aria-acqua (CRAH)

Lo scambiatore è costituito da un fascio tubiero con tubi in rame trattato ed alette di raffreddamento a radiatore in anticorodal.

La circolazione interna dell’aria avviene a mezzo di un elettroventilatore centrifugo ad alta pressione.

Tutti gli scambiatori sono normalmente forniti con il filtro per l’aria.

A richiesta è disponibile il seguente kit di accessori:

- flussostato acqua (posto in entrata acqua) con contatti elettrici;

- pozzetto anticondensa e segnalatore di livello con contatti elettrici;

- flussostato aria con contatti elettrici;

- termostato aria con contatti elettrici;

- due valvole di intercettazione acqua.

In alternativa è possibile limitare gli accessori al solo termostato aria interna.

Gli attacchi in ingresso e uscita del fascio tubiero sono del tipo filettato. L’eventuale attacco a flangia viene fornito come opzionale.

L’allacciamento dell’impianto allo scambiatore deve essere effettuato tramite tubo flessibile in grado di assorbire le vibrazioni dell’impianto stesso.

Gli scambiatori sopra descritti sono costruiti esclusivamente per acque dolci e limpide. Inoltre la durezza dell’acqua non deve superare i 15 gradi francesi. Particolari tipi di acqua (salata, sporca, acida, ecc.) richiedono l’utilizzo di scambiatori particolari.

Lo scambiatore standard è progettato per una temperatura dell’acqua all’ingresso di 30°C e per una differenza di temperatura tra ingresso e uscita di circa 3-4 K, una pressione di alimentazione massima di 500 kPa (5 bar), una pressione di prova di 1000 kPa (10 bar) e una caduta di pressione sul lato acqua di circa 50 kPa (500 mbar).

Tipo di raffreddamento IC 666, con scambiatore di calore aria-aria (CRAA)

La scelta dei motori con questo tipo di raffreddamento deve essere effettuata esclusivamente dal costruttore.

Lo scambiatore di calore è costituito da un fascio di tubi di lega di alluminio, contenente meno dello 0,2% di rame, mandrinati alle estremità a due piastre di acciaio, che sono parte integrante di un cassone provvisto di bocche di raccordo flangiate alle corrispondenti bocche sugli scudi.

La soluzione normale prevede un elettroventilatore, addossato frontalmente al cassone refrigerante sul lato opposto accoppiamento, che attiva la circolazione dell’aria interna, fatta transitare attraverso il fascio tubiero.

Un secondo elettroventilatore, sistemato nella parte superiore del cassone, provvede alla circolazione dell’aria esterna aspirata dal basso e fatta transitare nei tubi.

Un filtro, di materiale rigenerabile e asportabile per la normale manutenzione, è disposto nel cassone all’entrata dell’aria calda (solo per la taglia 200 e superiori).

A richiesta è possibile disporre del seguente kit di accessori:

- flussostato aria interna (a paletta), con contatti elettrici;

- termostato aria interna con contatti elettrici.

In alternativa è possibile limitare gli accessori al solo termostato aria interna.

Altri strumenti sono disponibili a richiesta.

Tipo di raffreddamento IC 06, ventilazione assiale (PVAA-PVAP)

Sono previste due soluzioni ottenute posizionando un elettroventilatore centrifugo sullo scudo lato opposto accoppiamento.

Entrambe comportano un declassamento della potenza resa.

- Elettroventilatore assiale aspirante (PVAA). L’aria viene aspirata lato accoppiamento ed espulsa lato opposto accoppiamento.

- Elettroventilatore assiale premente (PVAP).

L’aria viene immessa lato opposto accoppiamento ed espulsa lato accoppiamento.

RUMOROSITA’

La rumorosità dei motori è definita dal livello globale medio ponderato A di pressione acustica, Lp, o dal livello globale ponderato A di potenza acustica, Lw, misurati conformemente alla Norma ISO 1680/1 e ai relativi documenti cui essa fa riferimento.

I livelli di rumore dei motori standard sono in accordo con i limiti ammissibili della EN 60034-9.

A richiesta, sono disponibili motori progettati per livelli di rumore ridotti.

VIBRAZIONI ED EQUILIBRATURA

L’equilibratura del rotore è effettuata con mezza chiavetta applicata all’estremità dell’albero, per cui è necessario che giunti, pulegge e altri organi calettati sull’albero del motore siano a loro volta bilanciati nello stesso modo.

I motori, per quanto concerne i gradi di intensità di vibrazione, sono conformi alla Norma IEC 34-14 e al documento di armonizzazione CENELEC HD 53.14.51.

L’equilibratura normale è quella corrispondente al grado R fino alla taglia 400 ed al grado N per i motori di taglia 450.

A richiesta i motori possono venire forniti conformi al grado R (ridotto) o S (speciale).

SCATOLA TERMINALI

La scatola dei terminali è normalmente prevista per tutte le taglia di motori, è eseguita con protezione IP 55 e viene usualmente montata in posizione destra vista lato accoppiamento.

La sua posizione non deve coincidere con quella dell’elettroventilatore.

La scatola terminali è normalmente fornita chiusa; a richiesta può essere consegnata già dotata di bocchettoni pressacavo.

Le macchine sono fornite, salvo specifica richiesta, con morsettiera. Su richiesta possono essere realizzate soluzioni differenti (cavi liberi).

MORSETTI DI TERRA

Per la messa a terra delle macchine sono disponibili due fori filettati completi di vite, uno nella scatola dei terminali, l’altro vicino ad essa, completi di targhetta di identificazione.

ansaldo

PRESTAZIONI E SCELTA DEL MOTORE

PRESTAZIONI

Le prestazioni massime dei motori elettrici GH, corredate dei relativi disegni d’ingombro normalizzati e delle curve di declassamento in diseccitazione, sono riportate nelle tabelle dei fascicoli relativi alle singole taglie e sono valide per:

- Servizio continuativo S1 secondo EN 60034 -1.

- Esecuzione con ventilazione separata o con scambiatore aria-acqua (IC 06, IC 17, IC 37 e IC 86 W secondo EN 60034-5).

- Temperatura dell’aria di raffreddamento non superiore a 40°C (per macchine con scambiatore aria acqua, temperatura dell’acqua in entrata non superiore a 30°C).

- Installazione ad un’altezza non superiore a 1000 m sul livello del mare.

- Alimentazione da convertitore statico collegato in ponte trifase completamente controllato (codice di identificazione del collegamento del convertitore: B6C secondo IEC 971).

Il fattore di ondulazione della corrente massimo ammissibile, calcolato secondo EN 60034-1, è pari al 18%.

Per valori superiori richiedere verifica del costruttore sull’eventuale impiego di una reattanza di spianamento. Ulteriori informazioni sono riportate nella Sezione C1.

Per non influenzare negativamente le capacità di commutazione e le perdite dei motori è necessario che sia inferiore al 10% la dissimmetria della corrente, intesa come rapporto percentuale tra la differenza del valore massimo e minimo di picco della corrente raddrizzata durante un periodo e la corrente nominale.

- Regolazione di velocità con indebolimento di campo massimo pari a 1:1,5 per macchine non compensate e 1:2,5 per macchine compensate. Per regolazione di velocità con indebolimento di campo superiore, richiedere verifica al costruttore.

- Carichi massimi pari a 160% per 15 secondi, in accordo con EN 60034-1, con frequenza tale che la corrente quadratica media nel ciclo di lavoro non superi la corrente nominale. Pur essendo i motori GH costruiti con un sistema di isolamento di Classe H, le sovratemperature secondo la norma EN 60034-1 rispettano i valori previsti per la Classe F.

- Possono essere accettate sovratemperature diverse da quelle indicate per la Classe F (H o B) solamente dopo opportuna verifica del costruttore.

REGOLAZIONE DELLA VELOCITÀ

A campo pieno, ogni motore elettrico GH può funzionare con regolazione a coppia costante fino ad un cinquantesimo della velocità base senza pulsazioni di coppia apprezzabili.

A campo indebolito, con avvolgimento serie o compensatore, ogni motore può funzionare con regolazione a potenza costante fino alla massima velocità meccanicamente consentita. direttamente sul diagramma.

SERVIZIO CON AMPIA REGOLAZIONE DI VELOCITÀ

L’adozione di sistemi misti consente di ampliare enormemente il campo di regolazione di velocità, garantendo il corretto funzionamento delle macchine non solo ai carichi nominali, ma anche ai sovraccarichi.

Tale regolazione consiste nel raggiungere la massima velocità prevista in parte aumentando la tensione di armatura (con conseguente diminuzione della corrente) e in parte in diseccitazione.

Si ottiene pertanto il doppio vantaggio di operare con rapporti di diseccitazione prefissati e correnti di armatura ridotte circa nel rapporto tra la velocità di inizio della diseccitazione e la velocità base.

Ciò comporta notevoli vantaggi alla commutazione, dipendendo questa, oltre che dal valore della corrente (tensione di reattanza), anche dalla saturazione del circuito dei poli ausiliari (sfalsamenti di banda).

L’adozione di un sistema di regolazione misto, normalmente indicato col nome di “falsa caratteristica”, non comporta variazioni né di taglia né di lunghezza di pacco.

Comporta altresì l’adozione di un convertitore dimensionato per una corrente d’armatura maggiore, ma il maggiore costo viene ampiamente giustificato dal migliore funzionamento del complesso convertitore-motore.

ECCITAZIONE

Tutti i motori, con o senza avvolgimento di compensazione, sono previsti con eccitazione indipendente senza serie stabilizzatrice.

I motori senza avvolgimento di compensazione possono essere provvisti di serie stabilizzatrice (su richiesta).

Le tensioni normalizzate sono 220 e 330 V.

Differenti tipi di eccitazione o tensione sono fornibili su richiesta.

PROVE

Ogni motore elettrico Ansaldo GH è sottoposto a tutte le prove necessarie per garantire che il prodotto sia perfettamente funzionante e conforme ai requisiti.

ELLEUNO

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