Problematiche dei motori elettrici

Quando si verifica una sovratensione ai capi del motore possono nascere danni all’isolamento degli avvolgimenti che, quindi subiscono un progressivo deterioramento, fino alla rottura che causa l’avaria del motore.

Inoltre, si possono originare anche delle correnti capacitive che interessano i cuscinetti del motore. Infatti, gli elevati tempi di salita degli impulsi all’uscita degli inverter pwm e le alte frequenze di commutazione causano accoppiamenti capacitivi verso terra, tramite i cuscinetti, fra le varie parti del motore.

I cuscinetti non sono elettricamente in contatto con parti in tensione, perché il grasso che si trova all’interno dei cuscinetti è parzialmente isolante.

Tuttavia, quando la carica che si accumula sul rotore supera la rigidità dielettrica del grasso dei cuscinetti, si verifica una scarica di corrente che danneggia la superficie dei cuscinetti. Questo deterioramento appare come una scanalatura sui cuscinetti e, a causa del movimento del rotore, si può allargare fino alla rottura del cuscinetto. Il problema si manifesta, all’inizio, nella produzione di rumore da parte del cuscinetto.

Sono stati proposti vari metodi per ridurre tale problema: ad esempio, si possono utilizzare dei cuscinetti isolanti o applicare un grasso conduttivo ai morsetti. Un altro problema relativo al motore elettrico consiste nelle interferenze elettromagnetiche (Emi) e nelle correnti verso massa generate dagli azionamenti Pwm.

Infatti, l’alta velocità di commutazione produce una banda di frequenze Emi che possono interferire con gli equipaggiamenti elettronici.

Inoltre, attraverso la capacità fra l’avvolgimento del motore e la carcassa del motore possono transitare delle correnti che fluiscono nel conduttore di terra.

Queste correnti anomale provocano un riscaldamento del conduttore di terra, che non viene dimensionato per sopportare tali correnti; esse, inoltre, possono causare l’intervento intempestivo dei dispositivi di protezione della linea elettrica che alimenta il motore.

Una metodologia efficace per ridurre gli inconvenienti sopraelencati consiste nell’introduzione di filtri sia ai capi del motore, che ai capi dell’inverter. In tal modo, si riduce sia la sovratensione che si verifica ai capi del motore, che il tempo di salita degli impulsi dell’inverter Pwm.