Fattori Chiave nella Scelta dei Motori per Pompe Idrauliche per l'Efficienza

Nelle applicazioni industriali, i sistemi idraulici giocano un ruolo fondamentale e la selezione dei motori per azionare le pompe idrauliche influisce direttamente sull'efficienza, la stabilità e la longevità del sistema. Un corretto dimensionamento del motore previene sia scenari sottodimensionati ("cavallo piccolo che tira un carro pesante") che sovradimensionati ("cavallo grande che tira un carro piccolo"). Questo articolo esamina i fattori chiave nella selezione dei motori per pompe idrauliche, offrendo metodi di calcolo pratici e dati di riferimento per guidare scelte ottimali.

La potenza teorica richiesta per azionare una pompa idraulica a cilindrata fissa può essere calcolata utilizzando:

HP = (PSI × GPM) / (1714 × Efficienza)

Dove:

• HP: Potenza richiesta
• PSI: Pressione di uscita della pompa (libbre per pollice quadrato)
• GPM: Portata della pompa (galloni al minuto)
• Efficienza: Efficienza della pompa (tipicamente 0,85 o 85%)

Questa formula idealizzata richiede aggiustamenti pratici per:

L'efficienza varia in base al tipo di pompa e alle condizioni operative. Consultare le specifiche del produttore: un'efficienza maggiore riduce la potenza del motore richiesta, mentre un'efficienza inferiore la aumenta.

Sotto i 500 PSI, l'attrito meccanico e le perdite di fluido diventano significativi. Utilizzare formule empiriche o test effettivi per l'accuratezza nelle applicazioni a bassa pressione.

Le pompe idrauliche richiedono una notevole coppia di spunto per superare l'attrito statico. Selezionare motori con una coppia di spunto maggiore per sistemi a carico elevato.

La tabella seguente mostra la potenza del motore richiesta per pompe a cilindrata fissa a varie pressioni e portate (ipotizzando un'efficienza dell'85%):

• I dati sono indicativi: regolare in base alle effettive condizioni operative
• Per i valori non elencati, utilizzare il calcolo della formula o l'interpolazione lineare
• Potenza a 4500 PSI = somma dei valori a 2000 PSI e 2500 PSI alla stessa portata
• Potenza a 73 GPM = somma dei valori a 3 GPM e 70 GPM alla stessa pressione
• Potenza a 10.000 PSI = il doppio del valore a 5000 PSI alla stessa portata

Una guida pratica per la stima:

• 1 HP richiesto per 1 GPM di portata a 1500 PSI
• Scalabile: 3 GPM a 500 PSI, 2 GPM a 750 PSI o 0,5 GPM a 3000 PSI richiedono tutti 1 HP

Anche a pressione minima, i motori consumano energia per superare l'attrito dei cuscinetti e il movimento del fluido. Tipicamente il 5% della potenza nominale massima, questo consumo a vuoto dovrebbe essere preso in considerazione nella selezione del motore per prevenire un funzionamento inefficiente a basso carico.

I sistemi idraulici subiscono carichi dinamici che richiedono la capacità di sovraccarico del motore:

• I motori a induzione trifase standard (NEMA B) hanno tipicamente un fattore di servizio di 0,15 (capacità di sovraccarico del 15%) per i modelli a telaio aperto
• I motori totalmente chiusi con ventola (TEFC) e antideflagranti hanno solitamente un fattore di servizio di 1,0
• Limiti consigliati: ≤25% sulla corrente di targa per ≤10% del ciclo operativo

La maggior parte dei motori CA a 60 Hz funziona con alimentazione a 50 Hz (e viceversa) con modifiche delle prestazioni:

I valori di targa del motore presuppongono la tensione specificata:

• Bassa tensione: La corrente deve aumentare per mantenere la potenza, causando il surriscaldamento. Al di sotto del 90% della tensione nominale, ridurre il carico proporzionalmente alla riduzione della tensione
• Alta tensione: Aumenta il rumore e le correnti di spunto/rottura. Regolare di conseguenza la protezione del circuito

Motori sovradimensionati: Un motore da 20 HP per un sistema da 10 HP spreca energia durante il funzionamento a vuoto e riduce il fattore di potenza dell'impianto.

Motori sottodimensionati: Un motore da 20 HP in un sistema da 25 HP può gestire brevi sovraccarichi, ma assorbe una corrente eccessiva durante i picchi, aumentando i costi operativi.

Collegamenti motore trifase standard a nove conduttori per il funzionamento ad alta/bassa tensione:

La selezione di motori per pompe idrauliche ottimali richiede un'analisi completa di pressione, portata, efficienza, caratteristiche del carico e parametri elettrici. Un corretto dimensionamento migliora le prestazioni del sistema riducendo al minimo i costi energetici e i rischi operativi.