Danni da umidità al motore del ventilatore: dal degrado dell'isolamento al guasto completo

Indice

• Le principali conclusioni

• Cosa accade a un motore del ventilatore danneggiato dall'umidità: processo di guasto progressivo

• Analisi stratificata dei componenti interni

  • Assorbimento di umidità da parte dell'isolamento e perdita della rigidità dielettrica

  • Corrosione dei cuscinetti ed emulsificazione del lubrificante

  • Corrosione elettrochimica degli avvolgimenti

  • Ruggine e grippaggio delle parti metalliche

• Perché i danni causati dall'umidità sono cumulativi

• Segni osservabili e indicatori misurabili

  • Stadio iniziale: calo della resistenza di isolamento e aumento della corrente di dispersione

  • Stadio intermedio: fluttuazioni della corrente e riscaldamento localizzato

  • Stadio avanzato: funzionamento intermittente e guasto completo

• design a prova di umidità dei ventilatori fanacdc e criteri di sostituzione

• Cause e fattori contribuenti

  • Ambiente ad alta umidità e condensa

  • Grado di protezione insufficiente e invecchiamento delle guarnizioni

  • Inattività prolungata e conservazione impropria

• Conseguenze del funzionamento continuato

  • Cortocircuiti elettrici e intervento dei dispositivi di protezione del sistema

  • Rischi per la sicurezza e danni secondari

• Quando la riparazione non è un'opzione praticabile

• Azioni immediate e misure preventive

  • Procedure di asciugatura per motori danneggiati dall’umidità

  • Misure preventive contro l’umidità e test regolari

• Affidabilità a lungo termine con ventilatori a prova di umidità fanacdc

• Conclusione

• Domande Frequenti

Le principali conclusioni

• Il danno da umidità sui motori dei ventilatori è un processo graduale, che inizia con l’assorbimento dell’umidità da parte dell’isolamento e progredisce fino al guasto elettrico e meccanico.

• I primi segnali includono una diminuzione della resistenza di isolamento e un aumento della corrente di dispersione, rilevabili con un megohmmetro.

• L'alta umidità, l'invecchiamento delle guarnizioni e l'inattività prolungata sono le principali cause dei danni al motore causati dall'umidità.

• Una volta che l'umidità provoca cortocircuiti negli avvolgimenti o una grave ossidazione dei cuscinetti, spesso è più conveniente sostituire il motore piuttosto che ripararlo.

• i ventilatori fanacdc presentano progettazioni specializzate a prova di umidità e rivestimenti protettivi per un funzionamento affidabile in ambienti umidi.

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Cosa accade a un motore del ventilatore danneggiato dall'umidità: processo di guasto progressivo

Molte persone ritengono che i motori siano al sicuro finché non vengono immersi nell'acqua. La realtà è diversa. L'umidità presente nell'aria rappresenta una minaccia più insidiosa. Quando l'umidità relativa supera l'80%, i materiali isolanti all'interno del motore iniziano lentamente ad assorbire umidità. Questo processo è simile a quello di una spugna che assorbe acqua: invisibile, ma che avviene quotidianamente.

I danni causati dall'umidità non sono un evento improvviso, ma un processo cumulativo: innanzitutto l'umidità attacca il sistema di isolamento, poi ne compromette le prestazioni elettriche e, infine, danneggia i componenti meccanici. Comprendere questo progressivo deterioramento consente di intervenire tempestivamente, prima che i problemi diventino irreversibili.

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Analisi stratificata dei componenti interni

Assorbimento di umidità da parte dell'isolamento e perdita della rigidità dielettrica

L'isolamento degli avvolgimenti del motore è costituito da materiali polimerici dotati di pori microscopici. In condizioni di asciutto, questi materiali resistono a migliaia di volt. Tuttavia, quando l'umidità penetra, l'elevata costante dielettrica dell'acqua altera la distribuzione del campo elettrico, provocando una brusca riduzione della rigidità dielettrica dell'isolamento.

Dati di ricerca mostrano:

• Quando l'umidità relativa passa dal 50% al 90%, la resistenza superficiale dell'isolamento può diminuire fino a 1000 volte

• Per ogni ordine di grandezza di riduzione della resistenza di isolamento, la vita attesa del motore si riduce di circa il 40%

• Quando il contenuto di umidità nell'isolamento supera il 3%, la perdita di rigidità dielettrica può raggiungere il 50% o più

L'umidità accelera anche l'idrolisi dell'isolamento. Poliestere, poliimide e materiali simili subiscono la rottura della catena molecolare in ambienti ad alta temperatura e alta umidità, generando microfessure nello strato isolante. Queste fessure creano percorsi per successivi fenomeni di scarica elettrica.

Corrosione dei cuscinetti ed emulsificazione del lubrificante

I cuscinetti sono i componenti meccanici più precisi nei motori. Quando l'umidità penetra nella cavità del cuscinetto, entra prima in contatto con il grasso. Il grasso assorbe l'acqua ed emulsiona, perdendo la sua adesività e la capacità lubrificante. Il grasso emulsionato appare bianco latteo e pastoso, incapace di formare film oleosi efficaci tra gli elementi rotolanti e le piste.

Successivamente, l'umidità raggiunge le superfici metalliche dei cuscinetti. In condizioni statiche, l'acqua a contatto con l'acciaio forma macchie di ruggine entro poche ore. Queste macchie diventano punti di concentrazione tensionale, accelerando lo scagliamento da fatica durante il funzionamento.

Il tipico progresso della corrosione dei cuscinetti:

• Stadio iniziale: il grasso emulsiona, diventa biancastro e la sua viscosità diminuisce

• Fase intermedia: compaiono piccole macchie di ruggine sugli elementi rotolanti e il rumore di funzionamento aumenta leggermente

• Fase avanzata: la ruggine si diffonde, la gabbia si usura, il gioco radiale del cuscinetto aumenta e le vibrazioni sono evidenti

• Fase finale: i cuscinetti si bloccano o si inceppano, il motore si arresta e va in fiamme

Corrosione elettrochimica degli avvolgimenti

Questo è il modo di guasto da umidità più spesso trascurato. Quando l'umidità penetra negli avvolgimenti, in particolare durante periodi prolungati di inattività o a motore spento, metalli diversi generano effetti da micro-batteria. Tra i fili di rame e il nucleo, oppure tra avvolgimenti di fasi diverse, avviene una corrosione elettrochimica con il coinvolgimento dell'umidità.

I prodotti della corrosione sono tipicamente patine verdi o ossidi neri. Questi presentano scarsa conducibilità e aumentano la resistenza di contatto. Inoltre, la corrosione riduce la sezione trasversale dei conduttori, incrementando la densità di corrente locale e generando punti caldi. Al riavvio del motore, questi punti caldi potrebbero provocare un'improvvisa rottura dei fili.

Ruggine e grippaggio delle parti metalliche

Le carcasse del motore, le flange di chiusura, le viti di fissaggio della ventola e altre parti metalliche si ossidano anche a causa dell'umidità. Una leggera ossidazione ne compromette l'aspetto; un'ossidazione grave provoca:

• Il grippaggio delle flange di chiusura sulle carcasse, rendendo difficoltosa la smontaggio

• La corrosione delle viti di fissaggio della ventola, che si rompono durante la rimozione

• Un collegamento a terra insufficiente della carcassa, con conseguente aumento dei rischi per la sicurezza

• Allentamento o distacco dei pesi di bilanciamento, causando vibrazioni

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Perché i danni causati dall'umidità sono cumulativi

I danni provocati dall'umidità differiscono da quelli causati dal surriscaldamento in diversi aspetti:

1. Alta occultabilità : nelle fasi iniziali quasi nessun sintomo è evidente; il degrado dell'isolamento avviene in modo silenzioso

2. Irreversibilità : anche dopo l'essiccazione, l'isolamento che ha assorbito umidità non recupera mai il 100% delle prestazioni originali

3. Autoaccelerazione : Una volta che compaiono microfessure, l’ingresso dell’umidità diventa più facile e i danni si accelerano

4. Accoppiamento multifattoriale : Il degrado delle prestazioni elettriche e i danni meccanici si rinforzano a vicenda, creando un circolo vizioso

I dati mostrano che i motori funzionanti a lungo in ambienti con umidità relativa superiore all’85% presentano una durata media ridotta di oltre il 60% rispetto a quella osservata in ambienti asciutti. Questa riduzione della durata è irreversibile: anche se le condizioni ambientali migliorassero successivamente, l’invecchiamento dei materiali è già avvenuto e non può essere riparato.

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Segni osservabili e indicatori misurabili

Stadio iniziale: calo della resistenza di isolamento e aumento della corrente di dispersione

La resistenza d’isolamento è l’indicatore più diretto del grado di umidità. Misurando con un megohmmetro la resistenza d’isolamento tra avvolgimento e massa, i valori normali devono superare i 100 megohm. Quando la resistenza d’isolamento scende al di sotto dei 10 megohm, è presente una quantità significativa di umidità. Se scende al di sotto di 1 megohm, il motore rischia di andare in cortocircuito in qualsiasi momento.

La misurazione della corrente di dispersione è ancora più sensibile. Applicare la tensione di esercizio e misurare la corrente di dispersione a terra con un amperometro ad alta precisione. I motori normali presentano correnti di dispersione inferiori al livello del milliampere. Quando la corrente di dispersione supera i 5 milliampere, l'isolamento è gravemente compromesso.

Frequenza consigliata delle prove :

• Ambienti normali: misurare la resistenza di isolamento ogni trimestre

• Ambienti ad alta umidità: misurare mensilmente

• Motori inattivi a lungo termine: devono essere sottoposti a prova prima del riavvio

Stadio intermedio: fluttuazioni della corrente e riscaldamento localizzato

Quando il danno da umidità raggiunge lo stadio intermedio, il degrado dell'isolamento inizia a influenzare le prestazioni operative. È possibile osservare:

• Corrente a vuoto significativamente superiore al valore indicato sulla targhetta (oltre il 10%)

• Squilibrio della corrente trifase superiore al 5%

• Riscaldamento anomalo localizzato sulla carcassa del motore (rilevabile mediante termografia)

• Interventi occasionali del dispositivo differenziale (RCD) durante l'avviamento

Questi fenomeni si verificano perché l'umidità crea punti locali di isolamento debole, formando percorsi di perdita microscopici. Questi percorsi si riscaldano sotto tensione, danneggiando ulteriormente l'isolamento circostante e generando un effetto di retroazione positiva.

Stadio avanzato: funzionamento intermittente e guasto completo

Nella fase avanzata, i motori presentano:

• Funzionamento intermittente, in particolare in condizioni di alta umidità o al mattino

• Suoni crepitanti o ronzanti (scariche parziali)

• Fumo o odori di bruciato

• Totale impossibilità di avviamento, oppure avviamento seguito da un rapido intervento della protezione

L'apertura del motore in questa fase rivela tipicamente prodotti di corrosione bianchi o verdi sulle estremità degli avvolgimenti, carta isolante fragile e scurita, nonché tracce di scarica all'imboccatura delle cave.

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design a prova di umidità dei ventilatori fanacdc e criteri di sostituzione

fanacdc ha sviluppato una serie specializzata di ventilatori a prova di umidità per ambienti umidi, caratterizzata da:

1. Trattamento isolante potenziato : Il processo di impregnazione sottovuoto riempie completamente i vuoti tra gli avvolgimenti con vernice isolante, riducendo l'assorbimento di acqua del 70%

2. Revestimento Antiarruggininoso : Tutti i componenti metallici zincati o rivestiti a spruzzo, test di nebbia salina superiore a 200 ore

3. Cuscinetti sigillati : Cuscinetti a doppia tenuta con grasso a lunga durata, grado di protezione contro acqua e polvere IP55+

4. Struttura di drenaggio : Fori di drenaggio alla base del telaio per prevenire l’accumulo di condensa

5. Materiali antimuffa : Componenti in plastica con additivi antifungini, adatti ad ambienti umidi e caldi

criteri di sostituzione consigliati da fanacdc :

• : Resistenza d'isolamento inferiore a 5 megohm e non recuperabile dopo essiccazione

• : Corrente di funzionamento superiore del 15% rispetto al valore nominale, senza altre possibilità di miglioramento

• : Cuscinetti che presentano rumore evidente causato dalla ruggine

• Il motore ha già subito un guasto a terra o un cortocircuito tra fasi

• Motori di apparecchiature critiche in funzionamento oltre la vita utile progettata (anche se non completamente guasti)

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Cause e fattori contribuenti

Ambiente ad alta umidità e condensa

La causa più comune di danni causati dall'umidità è l'elevata umidità ambientale. Le situazioni a maggior rischio includono:

• Cantinati, tunnel, pozzi e luoghi simili umidi

• Zone costiere ed esposizione all'aperto durante la stagione delle piogge

• Ambienti con ampie escursioni termiche giornaliere (soggetti a condensa)

• Vicino a attrezzature per la pulizia (pulizia ad alta pressione, sterilizzazione a vapore)

La condensa è particolarmente pericolosa. Quando la temperatura superficiale del motore scende al di sotto del punto di rugiada dell'aria, il vapore acqueo presente nell'aria si condensa in goccioline sulla superficie del motore. Queste goccioline possono penetrare all'interno attraverso le fessure.

Grado di protezione insufficiente e invecchiamento delle guarnizioni

Molti guasti ai motori si verificano perché il grado di protezione non era adeguato all'applicazione:

• Motori con grado di protezione IP54 e inferiore non idonei per ambienti esterni umidi

• Invecchiamento e indurimento delle guarnizioni, con conseguente perdita di efficacia

• Sigillatura inadeguata della scatola di giunzione, con infiltrazione di umidità attraverso i morsetti

• Guarnizioni dell'albero usurati, con ingresso di umidità nella cavità del cuscinetto lungo l'albero

Anche le guarnizioni hanno una durata limitata. Le guarnizioni in gomma si crepano e invecchiano a causa dell'esposizione all'ozono e ai raggi UV; si raccomanda di ispezionarle e sostituirle ogni 3-5 anni.

Inattività prolungata e conservazione impropria

Questa è la causa più facilmente trascurata. I motori in funzione generano calore, che contribuisce a eliminare l'umidità. I motori inattivi per lunghi periodi presentano temperature interne pari a quelle ambientali, rendendoli più suscettibili all'assorbimento di umidità. I dati indicano:

• I motori inattivi per oltre 3 mesi registrano in media una riduzione del 40% della resistenza d'isolamento

• I motori inattivi per oltre 6 mesi mostrano tassi di mancato avviamento pari al 30%

• I motori immagazzinati senza imballaggio presentano una probabilità di danni da umidità cinque volte superiore

Raccomandazioni per la conservazione conservare i motori inattivi a lungo termine in ambienti asciutti e ben ventilati. Farli girare a vuoto per 30 minuti al mese per eliminare l'umidità. Ove possibile, confezionarli in sacchetti antiumidità contenenti essiccanti.

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Conseguenze del funzionamento continuato

Cortocircuiti elettrici e intervento dei dispositivi di protezione del sistema

Quando l'isolamento viene completamente compromesso, si verificano cortocircuiti di fase verso terra o tra fasi. Le correnti di cortocircuito possono superare di 10 volte la corrente di esercizio normale, causando:

• Intervento dell'interruttore di distribuzione, con conseguente impatto su altri apparecchi collegati alla stessa linea

• Bruciatura istantanea degli avvolgimenti, con produzione di notevole fumo

• Danneggiamento del variatore di frequenza (VFD) o del controllore (nei sistemi a velocità variabile)

• Cadenza della tensione di rete, con impatto su altri apparecchi sensibili

Rischi per la sicurezza e danni secondari

L'esercizio di motori danneggiati dall'umidità comporta gravi rischi per la sicurezza:

• Presenza di tensione sull'involucro, rischio di scossa elettrica

• Scariche parziali che potrebbero innescare materiali infiammabili circostanti

• Formazione di archi elettrici durante i cortocircuiti, con danneggiamento dei componenti vicini

• Blocco dei cuscinetti, causando il blocco del motore e un rapido aumento della temperatura

I danni secondari sono spesso più costosi. Esempi: cortocircuiti del motore che danneggiano gli inverter di frequenza (VFD), grippaggio dei cuscinetti che danneggia i giunti e le macchine azionate. Questi danni collaterali possono moltiplicare il valore del motore diverse volte.

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Quando la riparazione non è un'opzione praticabile

La riparazione di motori danneggiati dall’umidità spesso pone un dilemma: investire una notevole quantità di manodopera per ottenere risultati insoddisfacenti.

La riparazione non è consigliata quando :

1. Avvolgimenti già in cortocircuito : anche dopo la rispiralatura, il nucleo potrebbe essersi ricotto a causa del calore, riducendone le prestazioni magnetiche

2. Alloggiamento dei cuscinetti usurato : sede del cuscinetto sul coperchio di chiusura usurata; nuovi cuscinetti non possono garantire la concentricità

3. Ruggine grave : strutture interne gravemente corrode; potrebbero subire danni durante lo smontaggio

4. Isolamento invecchiato : Anche dopo l'essiccazione, il materiale isolante è già idrolizzato e fragile, e potrebbe guastarsi nuovamente in qualsiasi momento

5. Motori di piccole dimensioni : I costi di riparazione superano spesso la metà del prezzo di un motore nuovo, rendendo la riparazione economicamente ingiustificata

: La riparazione dei motori richiede attrezzature e tecniche specializzate: forni per essiccazione a vuoto, sistemi di impregnazione, bilanciatori dinamici. Le officine di riparazione ordinarie non dispongono di tali condizioni e non possono garantire la qualità della riparazione.

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Azioni immediate e misure preventive

Procedure di asciugatura per motori danneggiati dall’umidità

: Se viene rilevato un danno da umidità ma il motore non si è ancora guastato, procedere come segue:

1. Pulizia della Superficie : Rimuovere polvere e olio dalla carcassa e assicurare una buona ventilazione

2. Asciugatura esterna : Utilizzare pistole termiche o lampade a infrarossi sulla carcassa, mantenendo la temperatura al di sotto degli 80 °C

3. Rimozione dell'umidità interna : Se possibile, rimuovere le flange terminali e utilizzare aria calda per asciugare l'interno

4. Metodo attuale di essiccazione : Bloccare il rotore (in sicurezza), applicare bassa tensione e alta corrente, utilizzare il riscaldamento autonomo dell’avvolgimento per eliminare l’umidità, mantenendo una temperatura di 70-80 °C

5. Misurare l’isolamento : Controllare la resistenza di isolamento ogni 2 ore fino a quando non risulti stabile al di sopra di 10 megohm

Nota : L’essiccazione non deve essere accelerata. Un rapido innalzamento della temperatura potrebbe provocare crepe nell’isolamento. Temperature eccessive potrebbero danneggiare componenti in plastica.

Misure preventive contro l’umidità e test regolari

La prevenzione è meglio della riparazione:

• Scegliere caratteristiche tecniche superiori rispetto ai requisiti minimi : Scegliere un grado di protezione più elevato per ambienti umidi (IP55+)

• Installare schermi antigoccia : Aggiungere coperture antipioggia per motori installati all’esterno

• Mantenere l’alimentazione eseguire a vuoto regolarmente durante lunghi periodi di inattività

• Aggiungere un disidratante posizionare sacchetti di disidratante nelle scatole di derivazione

• Trattamento di sigillatura sigillare gli ingressi dei cavi con sigillante

• Test regolari tenere registri della resistenza d’isolamento e monitorarne l’andamento

• Bande riscaldanti installare bande riscaldanti anticondensa per apparecchiature critiche, riscaldamento automatico durante le fermate

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Affidabilità a lungo termine con ventilatori a prova di umidità fanacdc

fanacdc comprende profondamente le sfide poste dagli ambienti umidi per i motori dei ventilatori. La nostra serie anti-umidità è sottoposta a test rigorosi:

• Test di umidità : 1000 ore di funzionamento continuo a 40 °C e umidità relativa del 93%

• Test di nebbia salina : 48 ore in nebbia salina al 5%, assenza di ruggine rossa

• Test di isolamento : Test immediato dopo immersione in acqua; resistenza d’isolamento ancora >50 megohm

• Scosse termiche : Cicli da -20 °C a 70 °C, prestazioni della tenuta non modificate

Caso reale: Un impianto chimico costiero che utilizzava ventilatori standard registrava una durata media di 6 mesi. Dopo la sostituzione con la serie antiumidità fanacdc, il funzionamento continuo ha superato i 3 anni senza guasti, con un risparmio annuo sulla manutenzione superiore a 50.000 RMB.

Scegliere fanacdc significa ottenere molto più che semplici ventilatori: si ottengono soluzioni complete per ambienti umidi. Il nostro team di supporto tecnico può assistervi con valutazioni sul posto per fornire le soluzioni antiumidità ottimali.

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Conclusione

I danni causati dall'umidità al motore del ventilatore sono un processo nascosto ma pericoloso. Dall'assorbimento graduale di umidità da parte dell'isolamento fino al degrado delle prestazioni elettriche e ai danni ai componenti meccanici, ogni fase prepara il terreno per un guasto completo definitivo. Riconoscendo i primi segnali e adottando tempestivamente misure di asciugatura e protezione, è possibile prevenire la maggior parte dei guasti.

La chiave è:

• Misurare regolarmente la resistenza d'isolamento, stabilendo dati di riferimento iniziali

• Monitorare variazioni anomale della corrente e del rumore

• Proteggere i motori a lungo inattivi dall'umidità

• Scegliere gradi di protezione adeguati per ambienti umidi

i ventilatori a prova di umidità di fanacdc sono progettati specificamente per offrire una protezione affidabile in ambienti estremamente umidi. Combinati con un utilizzo e una manutenzione appropriati, i vostri impianti raggiungeranno una maggiore durata operativa e un più elevato livello di affidabilità.

Non aspettate che i motori emettano fumo prima di pensare alla protezione contro l'umidità. Iniziate oggi stesso a prestare attenzione all'ambiente operativo dei vostri ventilatori. Proteggete i vostri impianti con metodi scientifici.

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Domande Frequenti

Posso utilizzare un motore danneggiato dall'umidità dopo averlo lasciato asciugare all'aria per alcuni giorni?

Non necessariamente. L'asciugatura naturale all'aria rimuove soltanto l'umidità superficiale. Per eliminare l'umidità presente nell'isolamento interno è necessario applicare calore. Utilizzare metodi di asciugatura con aria calda o con corrente e verificare che la resistenza d'isolamento sia conforme ai valori richiesti prima dell'uso.

Perché i motori nuovi conservati per un anno vanno spesso in cortocircuito?

Durante la conservazione prolungata senza protezione contro l'umidità, i motori assorbono lentamente umidità internamente. Le prestazioni dell'isolamento si degradano e potrebbe verificarsi un guasto dielettrico al momento della riattivazione. Anche i motori nuovi richiedono una protezione adeguata contro l'umidità durante la conservazione.

Qual è il valore di resistenza d'isolamento considerato sicuro?

Per i motori tipici da 380 V, la resistenza d'isolamento deve superare 1 megohm per kV, ovvero 0,38 megohm. Tuttavia, è consigliabile prevedere un margine di sicurezza. I motori asciutti presentano generalmente valori superiori a 10 megohm. Se la resistenza è inferiore a 1 megohm, è necessario procedere all'essiccazione; se è inferiore a 0,5 megohm, è severamente vietato alimentare il motore.

Posso asciugare l'interno di un motore con un phon?

Sì, ma con precauzioni: temperatura inferiore a 80 °C, distanza superiore a 15 cm, evitare il surriscaldamento locale. I componenti in plastica, come le giranti e le piastre terminali, devono essere protetti da un flusso d'aria diretto ad alta temperatura. È preferibile rimuovere le flange finali per favorire la circolazione dell'aria.

Cosa devo fare se entra acqua all'interno di un motore?

Interrumpere immediatamente l'alimentazione, smontare il motore, pulire gli avvolgimenti e i componenti interni con alcool anidro, quindi essiccare a 80 °C per oltre 24 ore. Misurare la resistenza d'isolamento per verificare che sia conforme ai valori richiesti prima del rimontaggio. Controllare i cuscinetti per ruggine e sostituirli se necessario.