Come eseguire misure, controlli e test dei motori elettrici AC e DC? Diagnostica industriale

La misura, il controllo e i test dei motori elettrici AC e DC devono essere eseguiti come una sequenza logica di prove complementari, non come una singola lettura. Nella pratica industriale, una diagnostica affidabile comprende soprattutto: misura della resistenza degli avvolgimenti, misura della resistenza di isolamento IR, valutazione PI e DAR, prova ad alta tensione HiPot e test Surge. Solo il confronto di questi risultati consente di valutare se il motore è idoneo a proseguire il funzionamento, richiede asciugatura, riparazione, rigenerazione, riavvolgimento o sostituzione.

Questo è importante sia per i reparti di manutenzione sia per la produzione, l’automazione e gli acquisti. Un motore diagnosticato in modo errato può tornare sulla macchina nonostante un danno all’isolamento in fase di sviluppo, e questo comporta il rischio di un nuovo fermo, sovraccarico dell’inverter, danneggiamento dei circuiti di potenza
oppure un arresto costoso dell’intera linea tecnologica.

Affida la diagnostica di un motore AC o DC prima che una lieve degradazione degli avvolgimenti si trasformi in un fermo costoso. Una sequenza completa di prove consente di valutare se siano sufficienti asciugatura e intervento di servizio, oppure se saranno necessarie riparazione, rigenerazione, modernizzazione o sostituzione.

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Come eseguire il controllo dei motori AC e DC affinché il risultato sia affidabile?

Perché un singolo test non basta per valutare un motore?

L’errore più frequente nella pratica di service consiste nel tentare di valutare lo stato di un motore sulla base di un solo risultato. In realtà test diversi rilevano tipi diversi di danni. La misura della resistenza degli avvolgimenti indica la continuità del circuito e la simmetria delle fasi. La misura IR mostra lo stato dell’isolamento verso massa. PI e DAR aiutano a valutare il comportamento del sistema di isolamento nel tempo. HiPot verifica la rigidità dielettrica. Surge consente di rilevare cortocircuiti tra spire, che spesso non sono ancora visibili nella classica misura ohmica.

Proprio per questo il controllo degli azionamenti elettrici dovrebbe essere eseguito per fasi. Solo così è possibile distinguere un motore umido da un motore con danno permanente, e un peggioramento temporaneo del risultato
da un reale danno dell’avvolgimento.

Misura della resistenza degli avvolgimenti. Da dove iniziare?

Il primo passaggio è la misura della resistenza degli avvolgimenti. Nei motori trifase si confrontano i valori tra le coppie di fasi, mentre nei motori DC si valuta la conformità dei singoli circuiti alla documentazione
e la ripetibilità dei risultati. Lo scopo di questo test è rilevare problemi come interruzione del circuito,
cattivo contatto, surriscaldamento locale del conduttore, errore di collegamento, danno parziale dell’avvolgimento o cortocircuito in fase di sviluppo.

Come valutare la simmetria degli avvolgimenti?

Per una valutazione rapida si può utilizzare la seguente relazione:

ΔR[%] = (Rmax – Rmin) / Ravg · 100%

Quanto minore è lo scostamento, tanto migliore è la simmetria degli avvolgimenti. Piccole differenze indicano di solito il corretto stato del circuito, mentre un’asimmetria maggiore può suggerire un problema di collegamento, un danneggiamento del conduttore, surriscaldamento o un difetto che si sviluppa all’interno dell’avvolgimento. Nella pratica, il risultato numerico deve sempre essere confrontato con la temperatura di misura, la costruzione del motore e la cronologia dei guasti.

Perché il metodo a 4 fili è importante?

Nel caso di basse resistenze, in particolare nell’intervallo dei mΩ, la misura dovrebbe essere eseguita con il metodo a 4 fili. In questo modo la resistenza dei cavi di misura e dei contatti non falsifica il risultato.
Questo è particolarmente importante nella diagnostica di motori più grandi, servomotori e motori con bassa resistenza degli avvolgimenti, dove anche un piccolo errore di misura può indicare erroneamente un’asimmetria.

Bisogna inoltre ricordare che la resistenza degli avvolgimenti dipende dalla temperatura. Per questo i confronti hanno senso solo quando le misure sono state effettuate in condizioni simili o sono state ricalcolate alla temperatura di riferimento. Senza questo passaggio, un avvolgimento efficiente può essere classificato erroneamente come danneggiato.

Misura della resistenza di isolamento IR. Che cosa mostra realmente questo risultato?

La seconda fase è la misura della resistenza di isolamento IR degli avvolgimenti verso massa. Questo test consente di valutare soprattutto lo stato del sistema di isolamento dal punto di vista di pulizia, asciuttezza e danni meccanici.
Nella pratica, un risultato basso non significa sempre immediatamente un danno permanente. Spesso le cause sono: umidità, contaminazione o lungo fermo in condizioni ambientali sfavorevoli.

Proprio per questo una semplice lettura “buona” o “cattiva” non è sufficiente. Bisogna considerare: tensione di prova, tempo di misura, temperatura dell’oggetto, dimensione del motore e condizioni in cui il dispositivo è stato conservato o ha lavorato. In molti casi, un basso risultato IR indica la necessità di asciugatura del motore, pulizia interna, controllo dei collegamenti ed estensione della diagnostica, non automaticamente una decisione di riavvolgimento.

Come influiscono umidità, contaminazione e temperatura sulla misura?

Un motore elettrico non è un oggetto perfettamente induttivo. Ha anche un carattere capacitivo, perciò il risultato non dovrebbe essere interpretato immediatamente dopo l’applicazione della tensione. Inoltre, l’umidità
e la contaminazione possono ridurre in modo significativo il risultato IR, soprattutto nelle macchine che lavorano in ambienti polverosi, con oscillazioni di temperatura o dopo il trasporto da un magazzino freddo a un capannone caldo.
Questo effetto può dare una falsa immagine di danno, anche se il problema reale è l’umidità dell’avvolgimento.

Nei motori DC e nelle costruzioni più aperte questo fenomeno può essere ancora più evidente. Per questo una buona diagnostica non termina con una sola lettura del megohmmetro, ma comprende l’analisi dell’ambiente di lavoro e il confronto dei risultati dopo l’asciugatura o la pulizia del motore.

PI e DAR. Quando conviene estendere la diagnostica?

Se l’obiettivo è una valutazione più affidabile dell’isolamento, conviene estendere il controllo a PI e DAR. Si tratta di indicatori basati sulla variazione della resistenza di isolamento nel tempo, perciò aiutano a distinguere un isolamento stabile da uno
umido, contaminato o indebolito. Hanno grande importanza quando il solo risultato IR
è ambiguo oppure quando il motore è rimasto fuori servizio per un periodo prolungato.

Per la manutenzione è un’informazione decisionale preziosa. Se i risultati migliorano dopo asciugatura
e pulizia, spesso è possibile evitare una sostituzione non necessaria della macchina. Se invece, nonostante condizioni ambientali corrette, la caratteristica rimane debole, aumenta la probabilità di danno al sistema di isolamento.

Quali test dei motori elettrici rilevano meglio i danni all’isolamento
e agli avvolgimenti?

Prova ad alta tensione HiPot. Che cosa conferma e che cosa non mostra?

La prova ad alta tensione HiPot serve a valutare la rigidità dielettrica dell’isolamento. Risponde
alla domanda se il sistema di isolamento resisterà a una tensione aumentata senza perforazione. È una fase diagnostica importante quando occorre confermare la sicurezza del proseguimento dell’esercizio dopo riparazione, fermo, allagamento, riavvolgimento o sospetto indebolimento dell’isolamento verso massa.

Questo test non sostituisce però la misura della resistenza degli avvolgimenti né il test Surge. HiPot non è lo strumento migliore per rilevare piccole asimmetrie del circuito o cortocircuiti precoci tra spire. Il suo ruolo consiste nella valutazione della tenuta e della resistenza dell’isolamento con intensità di corrente elettrica aumentata.

Perché dopo il test bisogna scaricare il motore?

Durante la prova ad alta tensione, l’energia può accumularsi nelle capacità parassite del sistema. La relazione può essere scritta come:

E = 1/2 · C · U²

dove E indica l’energia, C – la capacità, e U – la tensione. Ciò significa che l’aumento della tensione provoca un forte aumento dell’energia accumulata nell’oggetto testato. Dopo la conclusione del test, il motore deve quindi essere scaricato in modo sicuro prima di scollegare i cavi di misura. È una questione non solo di correttezza della procedura, ma anche di sicurezza del personale di service.

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Test Surge. Come rilevare i cortocircuiti tra spire?

Se l’obiettivo è rilevare danni all’isolamento interno degli avvolgimenti, cioè soprattutto cortocircuiti tra spire, il test Surge ha un’importanza fondamentale. La prova consiste nell’applicare un breve impulso di tensione e osservare la risposta dell’avvolgimento sotto forma di oscillazioni smorzate. La forma dell’andamento dipende da induttanza, capacità e perdite nell’avvolgimento.

Per un avvolgimento corretto, le risposte comparative sono molto simili tra loro. In caso di difetti compaiono: variazioni di frequenza, maggiore smorzamento o deformazioni dell’andamento a livelli di tensione più elevati. Proprio questo test consente di rilevare danni che possono non dare ancora sintomi evidenti nella classica misura di resistenza o nel solo controllo dell’isolamento verso massa.

Questo ha particolare importanza nei motori alimentati da inverter. I fronti ripidi di tensione e le sovratensioni generate dall’elettronica di potenza sollecitano più intensamente le prime spire della bobina, perciò un danno all’isolamento tra spire può svilupparsi nonostante risultati apparentemente corretti di altri test. In queste applicazioni Surge è una delle prove diagnostiche più preziose.

Come interpretare i risultati e quando prendere una decisione di service?

Una diagnostica professionale non termina con il messaggio “motore funzionante” o “motore danneggiato”.
È molto più importante unire i risultati in un unico quadro tecnico.

• Buona simmetria della resistenza degli avvolgimenti e IR debole spesso indicano umidità, contaminazione oppure necessità di asciugatura.
• Buona resistenza di isolamento verso massa con risultato Surge non corretto può suggerire un cortocircuito tra spire
  in fase di sviluppo.
• Anomalie nella resistenza degli avvolgimenti possono indicare cattivo contatto, surriscaldamento, errore di collegamento
  o danneggiamento del conduttore.
• Un risultato HiPot debole aumenta il rischio di perforazione dell’isolamento durante il funzionamento successivo.

Solo un tale insieme di dati consente di decidere se bastano pulizia e asciugatura, oppure se è necessaria
una riparazione locale, rigenerazione, riavvolgimento, sostituzione del motore o una modernizzazione più profonda
dell’intero sistema di azionamento.

Quando scegliere riparazione, rigenerazione, modernizzazione o sostituzione?

La riparazione ha senso quando il problema riguarda collegamenti, danni locali, contaminazioni o componenti associati. 

La rigenerazione è una buona direzione quando la costruzione del motore è di valore, ma richiede il ripristino dei parametri di esercizio. 

La modernizzazione diventa giustificata quando i guasti si ripetono a causa di un disadattamento all’applicazione, sovraccarichi, funzionamento con inverter o invecchiamento dell’intero sistema di azionamento. 

La sostituzione può essere la decisione migliore quando il costo della riparazione si avvicina al costo di ripristino della funzione,
e il rischio di fermo rimane elevato.

Nella pratica industriale non conviene considerare soltanto il prezzo del motore stesso. Bisogna tenere conto anche del costo della produzione persa, del tempo di avviamento, della disponibilità dei ricambi, della compatibilità con l’inverter, dello stato dei cuscinetti, dell’encoder, dei sistemi di raffreddamento e dell’elettronica associata.

Quando affidare la diagnostica del motore a un service industriale?

Conviene affidare la diagnostica quando il motore presenta funzionamento instabile, surriscaldamento, fa intervenire le protezioni, genera allarmi dell’azionamento, ha subito allagamento, lungo fermo, sovraccarichi oppure lavora
con un inverter e compaiono sospetti di danni all’isolamento. Questo vale anche prima dell’acquisto di un azionamento usato, dopo un guasto della linea tecnologica e dopo una riparazione, quando occorre confermare la qualità dei lavori eseguiti. 

In un service industriale, la corretta sequenza delle prove consente di decidere più rapidamente se il dispositivo torna sulla macchina, viene inviato in riparazione, rigenerazione oppure viene qualificato per sostituzione o modernizzazione.

Hai bisogno della diagnostica di un motore AC o DC? Conviene ordinare un pacchetto completo di prove che comprenda avvolgimenti, isolamento e test per danni tra spire. Solo allora la decisione di service è tecnicamente giustificata e sicura per il successivo funzionamento del sistema di azionamento.

Se vuoi ridurre il rischio di fermo, non valutare il motore sulla base di un solo test. Contattaci
per ordinare un controllo completo del motore e prendere una decisione basata sul reale stato degli avvolgimenti
e dell’isolamento.

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Bibliografia:

• Schleich GmbH., Manuale di diagnostica degli avvolgimenti. Guida di base ai metodi e agli strumenti di misura fondamentali per l’ingegnere, edizione 1.1. [https://astat.pl/katalogi/SCHLEICH-Podrecznik-diagnostyki-uzwojen.pdf, accesso: 22.04.2026]
• ANSI/EASA Standard AR100-2025: Recommended Practice for the Repair of Rotating Electrical Apparatus [https://easa.com/resources/resource-library/ansieasa-standard-ar100-2025-recommended-practice-for-the-repair-of-rotating-electrical-apparatus, accesso: 22.04.2026]
• ANSI/NEMA MG 1, Section II, Part 12, Tests and Performance – AC and DC Motors. [https://www.nema.org/docs/default-source/standards-document-library/mg-1-part-12-watermark.pdf, accesso: 22.04.2026]