Motore Ascensore: guida definitiva

Il motore ascensore è una delle componenti più importanti che entrano in gioco durante la movimentazione dell’elevatore. Moltissimi modelli differenti sono stati prodotti, per garantire il funzionamento di qualsiasi impianto senza dover tenere conto delle specifiche riportate o della tipologia di funzionamento.

La flessibilità che il motore dell’ascensore ha acquisto nel corso del tempo ha permesso una diffusione sempre maggiore degli elevatori, anche in quelle abitazioni, uffici o attività, dove le installazioni standard non erano praticabili.

Il motore dell’ascensore è chiamato anche gruppo arganoUn macchinario che regola il peso trasportabile e la velocità dell'elevatore. motore e viene installato anche nei montascale e servoscale anche se con caratteristiche e metodologia di funzionamento diverse.

La storia dei motori dell’ascensore

Dopo che Mr. Elisha Otis (inventore dell’ascensore) riuscì a creare il primo trasportatore verticale ci furono molti inventori che cercarono di apportare miglioramenti. Il primo che riuscì ad applicare le sue idee fu l’inventore tedesco Werner von Siemens con la realizzazione del primo motore elettricoComponente indispensabile per il funzionamento dell'impianto..

Dal lontano 1880 l’evoluzione tecnologica ha portato alla realizzazione di motori sempre migliori, più funzionali, performanti e che garantiscono maggiore sicurezza. Soprattutto dagli anni 50/60 una conoscenza più accurata sul funzionamento della corrente elettrica, ha permesso di creare componenti sempre più efficienti che pian piano hanno reso obsolete le vecchie realizzazioni.

I gruppi arganoDispositivo elettromeccanico che per mezzo di funi e puleggia muove la cabina ascensore in totale sicurezza. motori possono essere suddivisi in due macrofamiglie:

• motori ad avviamento diretto 
• motori regolati in velocità 

Motori ad avviamento diretto

I motori ad avviamento diretto a rete, come si può intuire dal nome stesso, sono componenti che funzionano solo se collegati direttamente alla presa di corrente. Questa soluzione non permette di regolare la corrente in entrata e nemmeno di inserire un accelerazione limite per l’impianto quando viene sollecitato alla partenza.

L’argano ascensore, quando riceve l’impulso di avviamento, necessita della coppia massima per lanciare le masse rotanti e traslanti così da vincere l’attrito. A differenza di ogni altro motore usato nell’industria, quelli per gli elevatori sono specifici per evitare cali di tensione ed hanno una struttura particolare anche a livello meccanico per garantire al rotore lo scorrimento lungo l’asse.

Detto ciò che siano ascensori industriali, ascensori compatti, un ascensore oleodinamico o elettrico, i motori utilizzati sono unici e associati ad uno specifico utilizzo e comportamento dell’elevatore. Ma quali sono questi tipi di motore per ascensore e quali caratteristiche presentano? Scopriamole insieme.

Motore a rotore avvolto

Il motore a rotore avvolto venne usato fino al 1940 e ovviamente era ben lontano dall’efficienza e la precisione di quelli usati oggi giorno.

Erano caratterizzati da:

• alto consumo di corrente
• resistenza rotorica molto bassa
• coppia di spunto bassa

Nonostante queste premesse, i tecnici nel tempo, avevano trovato degli espedienti per ottimizzare il processo. Durante la fase di accelerazione, venivano usate delle resistenze rotoriche che si agganciavano tramite gli anelli di fase, all’avvolgimentoA seconda di come si avvolge il filo ed il trefolo la fune ha diverse caratteristiche. Esistono due tipi di funi: le funi parallele e le funi crociate.. Questa soluzione di emergenza, garantiva un miglioramento delle prestazioni della coppia e limitava l’esubero di corrente.

Il punto debole del motore a rotore avvolto, sta nella difficoltà di installazione e nei costi di realizzazione dell’opera. Per questo motivo altri inventori e studiosi hanno cercato alternative più semplici e meno dispendiose per migliorare il funzionamento e il montaggio del motore per ascensore.

Motore asincrono a gabbia con singolo avvolgimento

Il motore asincrono a gabbia con singolo avvolgimento è tra i più installati e questo perché ha delle caratteristiche molto vantaggiose:

• struttura robusta
• prezzo modico
• facile installazione

Già queste 3 proprietà rendono l’idea perché questo motore sia così diffuso. Infatti se paragonato e confronto con il motore a rotore avvolto, possiamo vedere come quelli che erano i punti deboli del primo motore preso in osservazione, dopo studi e molte prove, sono diventati i punti di forza del motore asincrono a gabbia con singolo avvolgimento.

Inizialmente però presentavano parecchi difetti: per prima cosa erano motori industriali non ottimizzati per lavorare su un ascensore e questo comportava un immenso spreco di energia. La svolta si è avuta passando da una gabbia di rame, all’utilizzo di una gabbia composta da più metalli, realizzata mediante la tecnica della pressofusioneProcesso dove il metallo viene fuso e immesso nello stampo per un risultato permanente., aumentando così l’impedenza rotorica.

Motori asincroni a gabbia con doppio avvolgimento

I motori asincroni a gabbia con doppio avvolgimento, sono stati introdotti nel decennio post seconda guerra mondiale con il fine di addolcire la fase di frenata. La nuova tecnologia permetteva all’elevatore di capire quando era in procinto del piano di arrivo e riducendo la velocità, garantiva una fermata più agevole.

Da qui è stato possibile realizzare ascensori con l’avviamento diretto e l’aggiunta delle resistenze statoriche hanno reso ancora più confortevole il viaggio. Queste infatti entravano in azione sia nelle fase di avvio dell’elevatore che in quella di arresto, trasformando l’ascensore da un impianto funzionale ad un impianto che mantiene le stesse caratteristiche ma dotato di comfort.

Motori con rotore esterno

I motori con rotore esterno sono stati molto utilizzati nel corso della storia grazie ad una delle sue caratteristiche principali, il costo ridotto. Infatti, la realizzazione e la messa in opera di questa tecnologia, aveva un impatto economico decisamente inferiore rispetto alle altre tipologie di motore sviluppate fino a quel momento.

E’ il meccanismo ascensore che li distingue dai tradizionali motori. Scopriamo il funzionamento:

• l’avvolgimento dello statore è nella parte interna
• la parte che ruota è esterna e funge da rotore, tamburo dei freni e massa volanica

Questa struttura consente un avviamento e una frenata più soft.

Purtroppo, il principio di funzionamento del motore con rotore esterno, porta con se un difetto che nel corso del tempo è divenuto un particolare rilevante nell’esperienza di corsa e per la sicurezza delle persone stesse. Il particolare in questione è la poca precisione di fermata della cabina nei pressi di un piano. Ossia sì crea un dislivello tra la cabina e la fermata, un evento che per le nuove norme di sicurezza europee non deve accadere. I vecchi motori con rotore esterno ancora installati sono controllati dal VVVF.

Motori per ascensori idraulici

I motori per ascensori idraulici videro la luce nei primi anni 60 ed erano caratterizzati da una motopompa posizionata all’esterno e un motore di tipo industriale molto rumoroso. L’insostenibilità del rumore ha portato i tecnici a sviluppare delle modifiche affinché il problema venisse risolto. Effettivamente, questo accadde portando all’interno della centralina la motopompa.

Così facendo il rumore sì attenuò parecchio, ma di contro, il motore, non riusciva più ad avere la stessa efficienza in termini di prestazioni. Oggi giorno questi problemi sono stati risolti e i motori sono silenziosi ed efficienti grazie a una richiesta di corrente minima e ad altri accessori come il regolatore di velocità che garantisce all’impianto sicurezza e funzionalità.

Motori regolati in velocità

I motori regolati in velocità hanno il loro punto di forza nelle partenze e nelle frenate. La possibilità di scegliere gradualmente come rallentare o accelerare un elevatore porta una serie di vantaggi in termini di accessibilità e funzionalità che altrimenti sarebbero limitate.

Motori in corrente continua

Il motore in correnta continua è stato il componente principale degli impianti installati fino ai primi anni ‘70. Era composto dal motore asincrono, che attraverso la dinamo, alimentava il circuito di corrente collegato all’argano (ascensore gearless).

I primi motori gearless variavano di tensione alla stimolazione della dinamo e ,dagli impulsi ricevuti, anche la velocità subiva delle variazioni. Gli impianti funzionavano bene, erano sicuri, funzionali e confortevoli, ma di contro, il costo delle spese da sostenere per la realizzazione e l’installazione erano molto elevati.

Così, dalla seconda metà degli anni ‘70 è stata introdotta un’innovazione: i convertitori statici di potenza. Questi hanno limitato le spese e risolto molti dei problemi legati alla rumorosità del prodotto. Così il gruppo motore dinamo è stato sostituito dai regolatori nominati in precedenza ma l’eccellenza desiderata ancora non fù raggiunta fino a quando non sì passò all’utilizzo di motori lamellari.

Essi furono realizzati per essere appositamente associati ai convertitori e quindi ai regolatori elettronici e il principio di funzionamento sì rivelò ottimo anche per la tecnologia gearless.

Motori asincroni a gabbia ACVVSi riferisce ad una tipologia di funzionamento del motore (Tensione Variabile di Corrente Alternata).

Lo sviluppo di nuovi sistemi non ha interessato solamente il motore preso in esame in precedenza. Infatti anche ai motori asincroni a gabbia ACVV sono stati associati dei regolatori elettronici che permettono a queste componenti di funzionare anche con un diverso numero di polarità.

Il principio di funzionamento, prevede un’alimentazione di corrente variabile attraverso l’azione del rotore. Come la grande maggioranza delle tipologie di motore, anche questo era particolarmente rumorosa e inoltre subiva un surriscaldamento troppo elevato.

Le elevate temperature sono un problema perché potrebbero portare a conseguenze gravi come la sgabbiatura del rotore, ossia la rottura del contenitore del rotore stesso. Oggi questo problema è stato superato modificando la composizione dei materiali (rame) e aggiungendo dei componenti (sistemi di isolamento e sistemi di raffreddamento).

Nel corso degli anni ‘80 questi motori furono installati in gran quantità, sostituendo quasi completamente l’installazione di motori a corrente continua.

Motori asincroni a gabbia VVVFSi riferisce ad una tipologia di funzionamento del motore (Frequenza Variabile di Tensione Variabile).

Negli Anni ‘90, i regolatori ACVV sono stati gradualmente rimpiazzati dai maggiormente evoluti variatori di frequenza VVVF (Variable Voltage Variable Frequency). Il motore per ascensori con elevata impedenza rotorica non è adeguato a questa tipologia di regolatore. Viene utilizzato solamente sugli ammodernamenti dove è necessario mantenere il vecchio motoriduttore.

I Fabbricanti di motori per ascensori sono stati obbligati a produrre sia motori per inverter che motori non regolati. I motori per inverter si distinguono dagli altri per alcune particolarità fondamentali come lo scorrimento basso, l’esigenza di possedere un isolamento maggiorato, la bassa produzione di calore ecc..  Le caratteristiche del motore per inverter sono quasi le stesse dei primi motori a gabbia impiegati negli ascensori.

Grazie agli inverter che li regolano abbiamo motori di 50 anni fa che hanno rendimenti altissimi, paragonabili a quelli moderni. L’unico contro dei regolatori VVVF è di usurare molto rapidamente l’isolamento delle fasi del motore a causa dei picchi di tensione che si hanno.

Nei motori ad avviamento diretto con 50 anni di funzionamento è necessario intervenire con la sostituzione degli avvolgimenti, questo perchè l’inverter provoca una perdita di isolamento. Oppure si può intervenire preventivamente inserendo le opportune protezioni. Per evitare questi problemi si interviene solitamente con una maggiorazione degli isolamenti sia tra le fasi che tra le fasi e la terra. 

Nonostante questo i nuovi motori in alcuni casi registrano perdite di isolamento dopo un migliaio di corse. I regolatori VVVF sono utilizzati per gestire motori asincroni gearless e geared, senza limitazioni di rapidità. Inoltre grazie a delle opportune varianti si può recuperare l’energia di frenata, garantendo un risparmio energetico negli impianti con molte corse.

Motore sincrono a magneti permanenti

Tantissimi dei nuovi impianti elevatori, anche quelli con velocità inferiore ad 1 metro al secondo, sono concepiti con motori gearless sincroni a magneti permanenti (MSMP), solitamente creati con magneti permanenti a terre rare. Possono essere con rotore esterno o interno ed hanno una costruzione maggiormente complicata. 

Grazie alle performance più elevate e alle ridotte dimensioni è possibile fare a meno del locale macchine ed inserire il tutto nel vano corsa, solitamente al di sopra della cabina. Questa tipologia di motori costano di più di quelli asincroni ma vengono preferiti dalla gran maggioranza dei costruttori.

Chiaramente per regolare il motore a magneti permanenti la difficoltà e maggiore di un motore asincrono e inoltre i costi sono più elevati. Anche con questi motori si possono raggiungere le velocità desiderate. Ad ogni modo quelle standard sono 15 metri al secondo per impianti ad alta velocità e 0,15 m/s per le piattaforme elevatrici.

Motori elettrici per ascensori

I motori elettrici per ascensori sono componenti essenziali nelle tipologie di impianto ad azionamento elettrico. La sua funzione principale è trasformare l’energia elettrica in energia meccanica e permettere il movimento della cabina ascensore da un piano ad un altro.

Questa tipologia di motore è totalmente differente rispetto ai motori lineari e il principio di funzionamento prevede un movimento rotatorio durante la fase di lavoro del componente.

Una delle caratteristiche più importanti che presenta è l’efficienza energetica. Infatti oltre alla comodità e alla funzionalità, è importante risparmiare energia sia per una spesa minore in termini di bolletta, sia riguardo l’uso di componenti che generano un inquinamento minimo per l’ambiente (basso impatto energetico).

Come scegliere un motore elettrico

Come scegliere un motore elettrico adatto alle necessità del proprio impianto risulta essere davvero difficile per chi non è un esperto del settore. Il motivo principale è che non sono ben chiare le differenze tra le diverse tipologie di motore. Di seguito spiegheremo vantaggi e svantaggi di ogni motore elettrico così potrai scegliere in autonomia la tecnologia da installare. I motori elettrici possono funzionare in modi differenti e possono eseguire movimenti diversi:

• movimenti veloci
• movimenti continui
• movimenti precisi
• movimenti a velocità costante
• movimenti a velocità variabile

Perciò è necessario prima di tutto capire quale tecnologia utilizzare:

• motore asincrono
• motore sincrono
• motore passo passo

Per effettuare la scelta migliore occorre capire quali sono i punti di forza di ogni motore, ma oltre a questo è essenziale conoscere l’utilizzo che sì intende fare dell’elevatore:

• Un ascensore in un centro commerciale o in grandi edifici che ospitano uffici, abitazioni e varie attività commerciali, sarà in movimento costante e il motore asincrono potrebbe rivelarsi la scelta più oculata.
• Un ascensore in grado di raggiungere velocità particolarmente elevate avrà bisogno di un motore sincrono.
• Per ottenere la massima precisione durante il posizionamento della cabina è preferibile optare per un motore passo passo.

Le personalizzazioni che devono essere scelte non finiscono qui. Occorre definire:

• la potenza
• la coppia
• la velocità
• le dimensioni
• il tipo di impianto che andrà a movimentare

Un fattore da non sottovalutare sono le intemperie, ma più in generale, il luogo dove viene installato il motore elettrico. Un motore industriale presenta caratteristiche ben diverse rispetto ad uno realizzato ad uso privato, ci sono diverse variabili da tenere in considerazione come ad esempio:

• situazione ambientale (umidità, pericolo corrosione delle componenti, temperature elevate, ecc…).
• protezione dalla polvere
• resistenza all’acqua (impermeabili)
• strutture contenitive più resistenti

Il consiglio comunque rimane quello di affidarsi all’esperienza e alle competenze della ditta ascensoristica che prende in carica l’opera.

Motore sincrono DC e asincrono AC differenze

Quali sono le differenze tra un motore AC e un motore DC sono già state spiegate in precedenza, ma te le riassumo nuovamente per una maggiore chiarezza:

• l’alimentazione AC prevede un motore asincrono che lavora in presenza della corrente alternata
• l’alimentazione DC  prevede un motore sincrono che lavora in presenza della corrente continua.

L’alimentazione AC permette di raggiungere velocità più elevate poiché è sufficiente variare la corrente nel circuito per avere maggiori prestazioni, a differenza del DC che varia al variare della frequenza.

Motore asincrono AC

La maggiore flessibilità del motore elettrico a corrente alternata ha permesso a questa tecnologia di avere una maggiore diffusione, non solo negli impianti elevatori, ma anche nel settore industriale.

Altri punti di forza possono essere riassunti in:

• facile realizzazione
• più economici
• consumano meno energia in fase di azionamento
• maggiore resistenza all’usura
• manutenzione limitata

Come già spiegato, questa tecnologia funziona meglio quando lavora continuamente a velocità costante. Ad ogni modo può essere utilizzata anche con variazione di corrente se gli vengono associati dei dispositivi di controllo della velocità. Questa soluzione va però a discapito della precisione.

Sì può comunque fare un’ulteriore distinzione tra i motori elettrici asincroni:

• motore monofase
• motore trifase

1 – Le caratteristiche di un motore monofase sono:

• minor potenza necessaria alla coppia
• numero di poli
• montaggio (a flangia o staffa)
• sconsigliato per uso industriale poiché presenta una potenza minore
• alimentazione alla rete elettrica domestica possibile

2 – Al contrario un motore trifase presenta:

• maggiore potenza
• adatto per uso industriale
• adatto dove viene richiesta un gran quantitativo di potenza

Motore sincrono DC

Anche un motore sincrono DC trova utilizzo nel settore industriale, ma con compiti specifici e ben diversi da un motore asincrono.

I punti di forza di questa tecnologia possono essere riassunti in:

• precisione
• velocità controllata
• installazioni facili
• accelerazione molto elevata
• l’avviamento, l’accelerazione e la fermata vengono svolti in tempi molto rapidi

Gli ascensori solitamente montano questa tecnologia poiché necessitano di una precisione massima per consentire alla cabina di fermarsi alla giusta altezza e non creare un dislivello tra il piano e la cabina stessa.

Come per ogni tecnologia, ci sono diversi svantaggi rispetto all’avviamento AC:

• minor potenza
• manutenzione elevata
• componenti soggette ad usura

I motori DC sì dividono in un’ulteriore sottocategoria:

• motore a spazzola
• motore brushless

I motori a spazzole 

Questa tecnologia è la più diffusa poiché presenta diversi vantaggi oltre ad avere una maggiore flessibilità. Alcuni vantaggi sono:

• facilità di controllo
• coppia lavora a basso regime
• prezzo contenuto

Come detto in precedenza, ci sono molteplici varietà che possono essere installate a seconda dell’applicazione richiesta:

• motori ad eccitazione in serie: la velocità viene alterata tramite la variazione di tensione all’interno del circuito.
• motori ad eccitazione derivata: sono componenti adatti a lavorare in condizioni costanti.
• motori ad eccitazione composta: questa tecnologia unisce le due versioni precedenti di motori a spazzole e grazie alla facilità di variazione della velocità è la soluzione più utilizzata negli impianti ascensori.
• motori a magneti permanenti: sono diversi dalle altre tipologie di motore poiché funzionano tramite dei magneti che garantiscono la massima precisione.

Non solo vantaggi però, ci sono anche qui degli svantaggi rispetto al motore brushless da tenere conto quando occorre prendere una decisione sul componente più adatto:

• meno efficienza
• usura maggiore
• pericolo di incendio
• pericolo di surriscaldamento
• richiesta lubrificazione
• maggiore manutenzione

I motori Brushless

I motori brushless non hanno le spazzole e questo permette di evitare i problemi legati al surriscaldamento, al pericolo di incendio e all’usura delle componenti.

Oltre a quelli già citati altri vantaggi sono:

• velocità maggiore
• componenti hanno una vita più lunga
• maggiore efficienza
• maggiore affidabilità
• manutenzione ridotta

Proprio perché la caratteristica principale di questi motori è il funzionamento ad alta velocità, raramente vengono installati sugli impianti ascensore.

I motori passo passo

I motori passo passo, hanno un grande vantaggio rispetto agli altri modelli della sua categoria, ossia possono essere controllati ad anello aperto.

Questa tecnologia sì divide in 3 categorie:

• motore a riluttanza variabile
• motore a magneti permanenti
• motore ibrido

I motori passo passo non sono utilizzati nella realizzazione degli impianti ascensore.

FAQ

Ho diritto allo sgravio fiscale se sostituisco il motore dell’ascensore

Sì, la sostituzione di un motore per ascensore rientra nella manutenzione straordinaria e puoi usufruire delle detrazioni fiscali fino al 50%.

La sostituzione del motore dell’ascensore come va ripartita

In un condominio la spesa legata alla sostituzione del motore dell’ascensore, va ripartita tra tutti i condomini in base alla tabella millesimale.

La sostituzione del gruppo argano motore ascensore, come detto in precedenza, rientra nella manutenzione straordinaria.

Quanto costa il motore di un ascensore

Il gruppo argano motore è un componente essenziale e se vuoi conoscere il costo del motore di un ascensore ci sono vari fattori da prendere in considerazione come il tipo di impianto e la potenza assorbita.

Perciò posso fornirti solo un stima indicativa che si aggira sui 1700 euro per un ascensore con potenza motore di 4 KW.

---