Come verificare se un motore elettrico è bruciato? Sintomi di guasto e diagnostica passo dopo passo

Per verificare se un motore elettrico è bruciato, occorre prima valutare i sintomi esterni, eseguire un test meccanico dell’albero, controllare la morsettiera, quindi misurare la resistenza degli avvolgimenti e verificare se è presente un cortocircuito verso la carcassa. I sintomi tipici di un motore bruciato sono odore di isolamento bruciato, fumo, rapido riscaldamento del corpo motore, ronzio, forti vibrazioni, mancato avviamento, intervento delle protezioni e allarmi di sovracorrente o cortocircuito su inverter, softstarter o servoazionamento.

Negli stabilimenti industriali, il guasto di un motore elettrico raramente è un problema isolato. Il motore lavora di solito in un sistema con inverter, contattore, protezioni, riduttore, encoder, controllore PLC, pannello HMI ed elementi attuatori della macchina. Per questo la diagnosi dei guasti del motore dovrebbe comprendere non solo la domanda se il motore è bruciato, ma anche perché si è verificato il guasto e se, dopo il riavvio, non si verificherà un altro danneggiamento.

Questa guida mostra come riconoscere un motore bruciato, quali sono i segni di un motore bruciato, come eseguire una misurazione di base della resistenza di un motore elettrico e quando sono necessari diagnostica professionale, riparazione, rigenerazione o riavvolgimento del motore elettrico.

Sospetti un motore elettrico bruciato? Richiedi una diagnosi prima del successivo avviamento della macchina. Controlleremo i sintomi, gli avvolgimenti, l’isolamento, lo stato meccanico e i componenti del sistema di azionamento per ridurre il rischio di un nuovo guasto e di inutili fermi di produzione.

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Come riconoscere un motore elettrico bruciato e quando fermare la macchina?

I sintomi più comuni di un motore elettrico bruciato

Un motore elettrico bruciato di solito dà diversi segnali di avvertimento evidenti prima che l’azionamento si arresti completamente. Alcuni sintomi si notano immediatamente, altri compaiono solo durante l’avviamento o il funzionamento sotto carico.

I sintomi più importanti di un motore bruciato sono:

• odore pungente di bruciato, in particolare odore di isolamento bruciato, vernice elettroisolante o avvolgimento surriscaldato,
• fumo che fuoriesce dal motore o dalla morsettiera,
• scolorimenti visibili della carcassa dello statore, tracce di bruciatura, vernice che si sfoglia o annerimenti,
• mancato avviamento nonostante l’alimentazione,
• forte ronzio del motore durante il tentativo di avviamento,
• funzionamento irregolare, scosse e vibrazioni,
• aumento improvviso della temperatura del corpo motore subito dopo l’avviamento,
• intervento regolare delle protezioni di sovracorrente o cortocircuito,
• allarmi su inverter, servoconvertitore o softstarter, soprattutto legati a sovraccarico, cortocircuito o corrente di uscita troppo elevata,
• arresto improvviso e completo dell’azionamento durante il funzionamento della macchina.

Se sono presenti fumo, un chiaro odore di bruciato, rapido riscaldamento o interventi ripetuti delle protezioni, il motore non deve essere avviato più volte “per prova”. Ogni ulteriore tentativo di avvio può aggravare il danneggiamento degli avvolgimenti, causare un cedimento dell’isolamento, danneggiare l’inverter o aumentare il costo della successiva riparazione.

Cosa possono indicare ronzio, fumo, odore di bruciato o intervento delle protezioni?

I sintomi di un motore elettrico danneggiato possono indicare diversi tipi di guasto. Una prima interpretazione aiuta a decidere se il problema riguarda gli avvolgimenti, i collegamenti, l’isolamento, i cuscinetti, l’alimentazione o il carico meccanico.

• L’odore di bruciato di solito indica il surriscaldamento dell’isolamento degli avvolgimenti o della vernice elettroisolante.
• Il fumo è un segnale critico e può indicare un danneggiamento avanzato dell’avvolgimento, dei cavi o dei collegamenti nella morsettiera.
• Ronzio senza normale avviamento può indicare la mancanza di una fase, un cortocircuito tra spire, un albero bloccato o un danno meccanico.
• Riscaldamento rapido può derivare da sovraccarico, cuscinetti danneggiati, cortocircuiti tra spire, squilibrio di fase o problema di raffreddamento.
• Vibrazioni e funzionamento irregolare possono essere conseguenza di un danno meccanico, cuscinetti usurati, disallineamento, problema al rotore o campo elettromagnetico non uniforme.
• Intervento delle protezioni può indicare cortocircuito, sovraccarico, dispersione verso la carcassa, danneggiamento dei cavi di alimentazione o grave guasto degli avvolgimenti.

Nella pratica della manutenzione è importante non solo riconoscere i sintomi, ma anche la loro sequenza. Se prima sono comparsi aumento delle vibrazioni, rumore dei cuscinetti e aumento della temperatura, e solo successivamente gli avvolgimenti si sono bruciati, la causa primaria poteva essere un danno meccanico. Se invece il motore si è fermato dopo la perdita di una fase, il problema può trovarsi nell’alimentazione, nel contattore, nel fusibile o nel sistema di controllo.

Perché il guasto di un motore trifase può danneggiare anche inverter, softstarter o servoazionamento?

Il guasto di un motore trifase può influire sull’intero sistema di azionamento. Un cortocircuito negli avvolgimenti, una dispersione verso la carcassa o un sovraccarico meccanico non si limita al solo motore. In molte macchine il motore è alimentato da un inverter, softstarter, servoconvertitore o altro sistema di potenza che reagisce a corrente anomala, asimmetria del carico e cortocircuiti.

Gli effetti tipici sull’automazione industriale includono:

• allarmi di sovracorrente sull’inverter,
• messaggi di cortocircuito all’uscita dell’azionamento,
• intervento delle protezioni nel quadro di comando,
• arresto della linea di produzione da parte del controllore PLC,
• mancanza di stato pronto dell’azionamento sul pannello HMI,
• rischio di danneggiamento secondario di moduli di potenza, contattori, cavi o alimentatori ausiliari.
  

Per questo, dopo aver confermato il danneggiamento del motore, conviene controllare non solo il motore stesso, ma anche i componenti che lavorano con esso: inverter, cavi motore, protezioni, contattori, sistema di raffreddamento, carico meccanico e parametri di lavoro della macchina. In caso contrario, un motore nuovo o riavvolto può guastarsi nuovamente poco dopo l’avviamento.

Come controllare un motore elettrico passo dopo passo?

Primo passo: ispezione visiva del motore, della carcassa e della morsettiera

La diagnosi di un motore elettrico bruciato dovrebbe iniziare da un’ispezione visiva sicura. Prima di qualsiasi controllo, è necessario scollegare l’alimentazione, proteggere la macchina contro l’avvio accidentale e assicurarsi che le attività siano eseguite da una persona con qualifiche adeguate.

Durante l’ispezione occorre controllare:

• se dal motore proviene odore di isolamento bruciato,
• se sulla carcassa sono visibili scolorimenti, bruciature, tracce di fumo o vernice che si sfoglia,
• se i cavi di alimentazione non presentano isolamento fuso,
• se nella morsettiera non ci sono annerimenti, bruciature o morsetti allentati,
• se i dadi sulla morsettiera sono serrati,
• se i ponticelli di collegamento non sono surriscaldati, danneggiati o montati in modo errato,
• se il ventilatore e i canali di raffreddamento non sono bloccati.

Tracce di cavi fusi, annerimenti nella morsettiera o collegamenti allentati possono indicare surriscaldamento locale, aumento della resistenza di contatto e funzionamento instabile del motore. In molti casi questi sintomi precedono un guasto completo degli avvolgimenti.

Secondo passo: test meccanico dell’albero e controllo dei cuscinetti

Prima delle misurazioni elettriche vale la pena eseguire un semplice test meccanico. Dopo aver scollegato completamente l’alimentazione, bisogna provare a ruotare manualmente l’albero del motore. Questa fase è molto importante, perché un motore elettrico danneggiato non è sempre danneggiato solo elettricamente.

L’interpretazione del test è la seguente:

• l’albero ruota fluidamente – il problema può essere di natura elettrica, di alimentazione o di controllo,
• l’albero oppone molta resistenza – è possibile un danno ai cuscinetti, un grippaggio, un problema al riduttore o al carico meccanico,
• l’albero è bloccato – ulteriori avviamenti del motore rischiano di causare sovraccarico e bruciatura degli avvolgimenti,
• durante la rotazione si sentono scricchiolii o attrito – occorre sospettare usura dei cuscinetti, sfregamento del rotore o un problema meccanico.

I cuscinetti grippati portano molto spesso al sovraccarico del motore. In questo caso l’albero richiede una coppia maggiore per ruotare, l’assorbimento di corrente aumenta e negli avvolgimenti si genera una quantità eccessiva di calore. Se questa condizione dura troppo a lungo, può verificarsi una degradazione termica dell’isolamento e la bruciatura del motore.

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Terzo passo: preparazione del motore alle misurazioni e smontaggio dei ponticelli stella/triangolo

Prima di iniziare le misurazioni degli avvolgimenti, occorre preparare la morsettiera. È una fase in cui spesso nascono errori diagnostici.

Prima di misurare la resistenza degli avvolgimenti, è indispensabile smontare i ponticelli metallici che collegano i morsetti a stella o a triangolo. Se i ponticelli restano montati, le fasi saranno collegate tra loro e il risultato della misurazione sarà falsato. In questa situazione si può non rilevare il danno di un avvolgimento specifico oppure ritenere erroneamente che il motore sia efficiente.

In un tipico motore trifase, le misurazioni vengono eseguite separatamente per le coppie di morsetti:

• U1-U2,
• V1-V2,
• W1-W2.

Ogni avvolgimento deve essere trattato come un circuito separato. Solo il confronto dei risultati di tutte e tre le fasi consente di valutare la simmetria e rilevare un possibile danneggiamento.

Quarto passo: misurazione della resistenza del motore elettrico

Una misurazione di base della resistenza del motore elettrico può essere eseguita con un normale multimetro digitale impostato sulla misura di basse resistenze o sul test di continuità. Si tratta di una diagnostica preliminare che permette di rilevare guasti evidenti, ma non sostituisce le misurazioni professionali dell’isolamento e i test degli avvolgimenti.

In un motore trifase efficiente, la resistenza di tutti e tre gli avvolgimenti dovrebbe essere molto simile. Una grande differenza tra le fasi è un segnale di avvertimento.

• Resistenza simile su tutte e tre le fasi significa che non si nota un’interruzione evidente o una grande asimmetria degli avvolgimenti.
• Resistenza nettamente inferiore su una fase può indicare un cortocircuito tra spire.
• Resistenza infinita o assenza di continuità indica un’interruzione nel circuito dell’avvolgimento.
• Risultato molto instabile può indicare un problema di collegamento, morsetto, cavo o danno interno.

Un cortocircuito tra spire si verifica quando l’isolamento danneggiato o fuso provoca il contatto tra spire della stessa bobina. In pratica questo riduce la lunghezza attiva dell’avvolgimento, provoca asimmetria di corrente, surriscaldamento locale e ulteriore degradazione dell’isolamento. Il motore può ancora funzionare, ma assorbirà una corrente anomala, si riscalderà rapidamente e farà intervenire le protezioni.

Un’interruzione nell’avvolgimento di solito significa bruciatura del filo di avvolgimento o danneggiamento di un collegamento. Un motore di questo tipo può non avviarsi, ronzare all’avvio o lavorare in modo instabile se il danno si manifesta in determinate condizioni termiche o meccaniche.

Quinto passo: verifica del cortocircuito verso la carcassa

Il passo successivo consiste nel verificare se gli avvolgimenti presentano una dispersione verso il corpo metallico del motore. In via preliminare si può fare con un multimetro, misurando la continuità tra ciascun morsetto di fase e la carcassa del motore.

È importante che il punto di applicazione della sonda sulla carcassa garantisca il contatto con il metallo. Uno strato di vernice può rendere difficile la misurazione e dare un risultato errato.

L’interpretazione è semplice:

• assenza di continuità tra morsetto e carcassa è il risultato atteso in un test di base con multimetro,
• qualsiasi indicazione di continuità o bassa resistenza può indicare un guasto a terra, cioè un cedimento dell’isolamento dell’avvolgimento verso la carcassa.

Un cortocircuito verso la carcassa è un guasto grave. Può causare l’intervento delle protezioni, creare un rischio per la sicurezza, danneggiare l’inverter o arrestare l’intera macchina. In questa situazione il motore non dovrebbe essere riavviato senza diagnostica professionale.

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Quando un normale multimetro non basta?

Il multimetro è utile per una verifica rapida, ma ha grandi limitazioni. Misura la resistenza con una tensione molto bassa, quindi rileva soprattutto danni evidenti: interruzioni, cortocircuiti netti o dispersioni chiare. Non sempre mostra un problema che si manifesta solo ad alta tensione, alla temperatura di esercizio o sotto il carico della macchina.

Una diagnosi professionale dei guasti del motore richiede l’uso di strumenti specialistici, come:

• misuratore della resistenza di isolamento,
• analizzatore per motori,
• tester di isolamento,
• tester a impulsi per avvolgimenti,
• dispositivi per l’analisi dell’asimmetria e della risposta in frequenza.

La misurazione della resistenza di isolamento viene eseguita di solito utilizzando una tensione di prova scelta in base alla tensione nominale del motore, spesso a 500 V o 1000 V DC. Questo test permette di rilevare microfessure dell’isolamento, correnti di dispersione e cedimenti che un normale multimetro non mostra.

I test avanzati aiutano a rilevare anche cortocircuiti tra spire nascosti, sottili asimmetrie degli avvolgimenti e il grado di invecchiamento dell’isolamento. Questo ha grande importanza negli stabilimenti produttivi, dove una decisione errata di riavviare il motore può concludersi con fermo macchina, danneggiamento dell’inverter, perdita di produzione e un nuovo guasto.

Se i risultati delle misurazioni sono ambigui, il motore si riscalda rapidamente o l’inverter segnala continuamente sovraccarico, non conviene basare la decisione solo sul multimetro. In questa situazione la soluzione più sicura è una diagnostica completa del motore e del sistema di azionamento.

Le cause più comuni della bruciatura di un motore elettrico

La bruciatura del motore è una conseguenza, non una causa in sé. Perché la riparazione sia efficace, bisogna stabilire che cosa ha portato al danneggiamento. In caso contrario, il riavvolgimento del motore elettrico può risolvere il problema solo per breve tempo.

Le cause più comuni della bruciatura del motore sono:

• sovraccarico meccanico prolungato, cioè assorbimento di corrente troppo elevato dovuto a carico eccessivo sull’albero,
• cuscinetti grippati o usurati, che aumentano le resistenze al movimento e la temperatura di lavoro,
• funzionamento bifase, causato ad esempio dalla bruciatura di un fusibile, dal danneggiamento di un contatto del contattore o dall’interruzione dell’alimentazione di una fase,
• canali di raffreddamento bloccati, sporco sul motore o ventilatore danneggiato,
• temperatura ambiente troppo elevata e funzionamento fuori dalle condizioni ammesse,
• protezioni non corrette o impostazioni della protezione motore scelte in modo errato,
• configurazione errata dell’inverter, ad esempio parametri di corrente, frequenza di commutazione o caratteristica di avviamento non corretti,
• avviamenti e arresti frequenti, che aumentano il carico termico del motore,
• danneggiamento di cavi, morsetti o ponticelli nella morsettiera,
• invecchiamento dell’isolamento dovuto a lungo esercizio, umidità, contaminazione o vibrazioni.

Particolarmente pericoloso è il funzionamento bifase di un motore trifase. Dopo la perdita di una fase, il motore perde coppia e la corrente nelle fasi rimanenti aumenta bruscamente. Il risultato può essere un rapido surriscaldamento e un caratteristico danneggiamento degli avvolgimenti. Per questo, dopo un guasto di questo tipo, occorre controllare non solo il motore, ma anche fusibili, contattore, protezione motore e linea di alimentazione.

Cosa fare quando la diagnosi conferma un motore elettrico bruciato?

Se la diagnosi conferma che il motore elettrico è bruciato, ulteriori avviamenti del dispositivo non hanno senso. Possono aggravare il danno, aumentare il costo della riparazione e creare un rischio per gli altri componenti della macchina.

Nella pratica di assistenza, occorre quindi:

1. scollegare il motore dall’alimentazione e proteggere la macchina contro l’avvio accidentale,
2. documentare i sintomi del guasto, gli allarmi dell’inverter, i messaggi HMI e le condizioni di lavoro della macchina,
3. controllare lo stato di cavi, contattori, protezioni, inverter o softstarter,
4. valutare lo stato meccanico dell’azionamento, dei cuscinetti, del riduttore e del carico,
5. eseguire misurazioni professionali degli avvolgimenti e dell’isolamento,
6. prendere una decisione: riparazione, rigenerazione, riavvolgimento, modernizzazione o sostituzione del motore.

Per il reparto manutenzione è importante anche stabilire l’impatto del guasto sul processo produttivo. Se il motore è responsabile di un azionamento critico della linea, il costo del fermo può essere maggiore del costo stesso della riparazione. In questo caso contano diagnosi rapida, disponibilità dei ricambi, possibilità di rigenerazione e ripristino efficiente dell’azionamento al lavoro.

Riparazione, rigenerazione o riavvolgimento del motore elettrico?

Dopo aver confermato la bruciatura degli avvolgimenti, nella maggior parte dei casi è necessario il riavvolgimento del motore elettrico. Questo processo comprende la rimozione delle bobine bruciate, la pulizia delle cave dello statore, la preparazione dell’isolamento, la posa del nuovo filo di avvolgimento, l’impregnazione con vernice elettroisolante e l’esecuzione delle misurazioni finali.

A seconda dello stato del dispositivo, l’ambito del servizio può comprendere:

• riavvolgimento dello statore,
• sostituzione dei cuscinetti,
• pulizia e asciugatura degli elementi,
• controllo del rotore,
• verifica del ventilatore e del sistema di raffreddamento,
• controllo della morsettiera,
• misurazioni della resistenza degli avvolgimenti,
• misurazioni della resistenza di isolamento,
• test post-riparazione,
• verifica della cooperazione con inverter, softstarter o sistema di controllo.

La rigenerazione del motore può essere conveniente soprattutto quando il dispositivo è atipico, difficilmente reperibile, lavora in una macchina importante o ha fissaggio, albero, encoder, freno o collegamento meccanico specifici. In questi casi la sostituzione con un motore nuovo non è sempre rapida né semplice.

La modernizzazione può essere la soluzione corretta quando i guasti si ripetono, il motore lavora al limite dei parametri, il sistema di raffreddamento è insufficiente e l’applicazione richiede un migliore controllo di velocità, coppia o protezioni. In questo caso vale la pena analizzare l’intero sistema di azionamento: motore, inverter, controllo, protezioni, cablaggio e condizioni di lavoro.

RGB Elektronika esegue diagnostica, assistenza, riparazione e rigenerazione di dispositivi di automazione industriale ed elettronica industriale. In caso di guasto del motore possiamo aiutare non solo nella valutazione del dispositivo stesso, ma anche nell’analisi del sistema di azionamento che potrebbe aver causato il danneggiamento.

Come ridurre il rischio di un nuovo guasto del motore?

La sola riparazione di un motore bruciato non sempre basta. Se la causa primaria del guasto rimane nella macchina, il problema può ripresentarsi. Per questo, dopo ogni guasto grave, vale la pena eseguire un’analisi delle cause.

In pratica è opportuno controllare:

• se il motore non è sovraccaricato meccanicamente,
• se cuscinetti e riduttore funzionano correttamente,
• se il raffreddamento del motore è efficace,
• se il ventilatore non è danneggiato o sporco,
• se le impostazioni delle protezioni sono adeguate ai parametri del motore,
• se l’inverter ha impostati correttamente i dati nominali del motore,
• se non si verifica perdita di fase o funzionamento bifase,
• se i cavi motore e i morsetti non sono surriscaldati,
• se nel quadro di comando non ci sono problemi con contattori, alimentatori o moduli I/O,
• se il controllore PLC e il pannello HMI non avevano segnalato in precedenza allarmi legati all’azionamento.

In ambiente industriale, il guasto di un motore elettrico può fermare un trasportatore, una pompa, un ventilatore, un miscelatore, una macchina utensile, una linea di confezionamento o un’intera parte del processo. Per questo la diagnosi dei guasti del motore dovrebbe unire misurazioni elettriche, valutazione meccanica e analisi del funzionamento dell’intero sistema di azionamento.

Se non sei sicuro che il motore sia bruciato, non avviarlo più volte per prova. Contatta il servizio di assistenza, descrivi i sintomi, indica tipo di motore, potenza, tensione, modalità di alimentazione e messaggi dell’inverter o della macchina. Queste informazioni accelerano la diagnosi e facilitano la scelta della soluzione migliore: riparazione, rigenerazione, riavvolgimento, sostituzione o modernizzazione del sistema.

Richiedi la riparazione del motore elettrico prima che il guasto fermi la linea. —> richiedi la riparazione

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