Da sempre impegnata a soddisfare le richieste del mercato industriale e a svolgere un ruolo fondamentale nel campo delle innovazioni tecnologiche, la SKF ha contribuito agli sforzi di diverse realtà industriali, profusi nel soddisfacimento delle nuove disposizioni in materia di efficienza energetica, definite dalla direttiva europea EuP. La direttiva, che si riferisce ai motori elettrici definiti nella norma IEC 60034-30, obbliga a immettere sul mercato, a partire dal 16 giugno dello scorso anno, motori elettrici industriali asincroni trifase da 0,75 kW a 375 kW, in classe di efficienza almeno IE2.

L’attività di ricerca SKF, finalizzata allo sviluppo e alla produzione di cuscinetti con ridotta coppia d’attrito e culminata con la definizione del nuovo marchio E2 (Energy Efficienty) per diverse tipologie di cuscinetto, ha incontrato gli apprezzamenti non soltanto di chi come i produttori di motori elettrici avevano l’esigenza di abbattere insieme alle perdite di natura magnetica ed elettrica anche le perdite di natura meccanica, ma anche dei produttori di sistemi di pompaggio.

La Calpeda S.p.A., azienda impegnata nella ricerca, nello sviluppo e nell’industrializzazione di sistemi di pompaggio, con l’obiettivo di spingere la propria tecnologia verso soluzioni ancora più efficienti, sposando appieno le nuove rigide direttive europee con largo anticipo rispetto alle scadenze imposte,  ha ingaggiato importanti risorse al fine di migliorare la produzione standard delle diverse tipologie di pompe.

Con l’introduzione e l’utilizzo, da circa un anno, di un’ampia gamma dimensionale di cuscinetti della serie E2, sull’intera produzione di sistemi di pompaggio, Calpeda si propone come il più importante costruttore del proprio settore ad aver reso il concept Energy Efficiency (E2) uno standard di produzione.

L’applicazione sul campo delle nuove pompe equipaggiate con i cuscinetti SKF ad alta efficienza ha confermato le ottime performance già riscontrate nei test interni e l’alto livello di affidabilità.

Uno dei test interni, in linea con i metodi di determinazione definiti dalla IEC 60034-2-1, constava nella realizzazione di una prova a vuoto del motore, al fine di valutarne la potenza meccanica assorbita.

Durante la prova a vuoto, la potenza assorbita dal motore, differenza tra la potenza elettrica assorbita e la potenza meccanica resa all’albero, è caratterizzata da tre contributi: Pm (Potenza meccanica spesa per attrito nei cuscinetti e per ventilazione), Pfe (Potenza dissipata nel ferro per isteresi e correnti parassite) e Pjs (Potenza dissipata negli avvolgimenti per effetto Joule).

La prova a vuoto si esegue alimentando il motore alla tensione e frequenza nominale senza applicare all’albero potenza meccanica, cioè ad asse libero, in modo da far ruotare il rotore a una velocità molto prossima alla velocità di sincronismo. Non appena la potenza assorbita si è stabilizzata, cioè quando varia di un valore non superiore al 3% in due misure eseguite a intervalli successivi di 30 minuti, si misura la potenza elettrica assorbita dalla rete variando la tensione dal 125% al 20% della tensione nominale e si determinano le perdite costanti per ogni valore di tensione impostata.

Decurtando i valori di potenza assorbita dalla prova a vuoto dalle perdite negli avvolgimenti per effetto Joule, per le diverse condizioni di alimentazione, e riportandoli su un grafico in funzione del quadrato della tensione a vuoto, si ottiene una linea retta che estrapolata fino a un valore di tensione nulla, fornisce il valore di perdite meccaniche (attrito e ventilazione).

Tipicamente nei motori Calpeda le perdite per attrito e ventilazione rappresentano circa il 10% del valore totale delle perdite. Una riduzione del 2% delle perdite può rappresentare, per un motore da 5.5 kW con rendimento IE2, che è pari all’87%, un aumento del rendimento di circa lo 0.3%.

Infatti da un test eseguito su un motore Calpeda, inizialmente equipaggiato con i cuscinetti SKF 6308 2Z/C3 e SKF 6207 2Z/C3 e successivamente equipaggiato con i cuscinetti SKF E2.6308 2Z/C3 ed SKF E2.6207 2Z/C3 la percentuale di perdite di natura meccanica è passata dal 10% all’8.1 %.

L’utilizzo di cuscinetti di esecuzione E2, oltre a fornire un vantaggio legato alle perdite, comporta una riduzione del calore generato nei cuscinetti, della conseguente temperatura di funzionamento, a totale beneficio della durata del grasso e a fatica del cuscinetto.

Inoltre, la totale intercambiabilità dei cuscinetti E2 con le soluzioni in esecuzione standard, non comportando la ridefinizione del design della macchina, determina un payback di investimento in questo nuovo concept, da parte dell’utilizzatore finale, estremamente breve.