AeS Nr.8

Automazione e Strumentazione n Novembre - Dicembre 2023 Speciale 73 AZIONAMENTI EFFICIENTI venissero sostituiti con apparecchiature ottimiz- zate ad alta efficienza, il consumo mondiale di elettricità potrebbe essere ridotto del 10%. Nello specifico, motori elettrici, azionamenti e inverter presenti negli impianti produttivi sono responsabili dell’assorbimento di circa il 74% del fabbisogno energetico industriale e del 24% delle emissioni totali di CO 2 . La buona notizia è che con circa 450 milioni di motori instal- lati nell’industria e 52 milioni di nuovi motori installati nel 2022 (suddivisi tra aggiornamenti brownfield e sviluppi greenfield), i nuovi dispo- sitivi per il movimento a efficienza più elevata stanno riducendo significativamente il consumo di elettricità e le emissioni di CO 2 . Per restare all’Europa la strategia del Green Deal prevede l’uso efficiente delle risorse pas- sando a un’economia pulita e circolare con l’uso di tecnologie che rispettano l’ambiente e le per- sone. Nell’ UE sono utilizzati oltre 8 miliardi di motori elettrici. Si stima che, nella sola Europa, l’utilizzo di tecnologie di azionamento all’a- vanguardia al posto di quelle obsolete potrebbe determinare una riduzione dei consumi annui di 135 TWh e delle emissioni di CO 2 di 69 milioni di tonnellate. Motori ad alta efficienza Alla luce dei dati appena esposti è di primaria importanza comprendere cosa influenza il ren- dimento di un motore elettrico. Le perdite in un motore elettrico che influenzano il rendimento possono essere perdite meccaniche (dovute all’attrito nei cuscinetti e nelle spazzole), perdite nel ferro a vuoto (dovute all’energia dispersa nei cambi di direzione del flusso e a correnti paras- site), perdite per effetto Joule (proporzionali al quadrato della corrente e alla resistenza dei con- duttori). Oltre a questi fattori l’efficienza energe- tica di un motore elettrico può dipendere da altri fattori quali la presenza di sistemi di controllo della velocità del motore, la qualità dell’alimen- tazione, il dimensionamento del motore stesso, le eventuali perdite di distribuzione e la strategia di manutenzione. Nei motori elettrici ad alta efficienza, le mancate ottimizzazioni e le perdite meccaniche, elet- triche e termiche vengono compensate miglio- rando i materiali utilizzati per la realizzazione e apportando particolari accorgimenti costruttivi. In generale a parità di potenza, i motori ad alta efficienza conseguono un’efficienza migliore dei motori tradizionali e una curva di rendi- mento più piatta al variare del carico, tale cioè da garantire il mantenimento di un valore ele- vato di efficienza. Fatti salvi gli obblighi norma- tivi, gli sforzi dei costruttori e degli utilizzatori di motori elettrici sono concentrati sull’ottimiz- zazione dei motori asincroni ad alto rendimento (PMSM), dei motori brushless (a magneti per- manenti), dei motori a riluttanza variabile sin- crona e commutata (SRM e SynRM) e degli azionamenti passo-passo in tecnologia digitale. Azionamenti a velocità variabile Gli azionamenti a velocità variabile sono dispo- sitivi di controllo dei motori elettrici che ven- Configurazioni del rotore per motore asincrono o a induzione (IM), motore sincrono a magnete permanente interno (IPMSM), motore sincrono a magnete permanente interno con gabbia del rotore (IPMSM con avviamento in linea), motore sincrono a magnete permanente di superficie (SM-PMSM) motore sincrono a riluttanza (SynRM) Valutazione efficienza energetica per motori a quattro poli secondo le normative IEC TS 60034-2