COMANDO E PROTEZIONE DEI MOTORI ELETTRICI NEGLI AZIONAMENTI INDUSTRIALI

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Bianca Valli
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1 COMANDO E PROTEZONE DE MOTOR ELETTRC NEGL AZONAMENT NDUSTRAL l comando e la protezione dei motori asincroni possono essere ottenuti in diversi modi: a) interruttore automatico magnetotermico salvamotore; b) contattore e interruttore automatico magnetotermico salvamotore; c) contattore, relé termico e fusibile; d) contattore, relé termico e interruttore automatico con solo sganciatore magnetico. e) contattore, relé termico e interruttore automatico magnetotermico a taratura fissa; f) apparecchio integrato con funzioni di contattore e salvamotore... \ > l \ \ e.o T \---D \ D \- D l l \ T \---D \---0,) a) b) e) d) e) f) Si può utilizzare un interruttore automatico salvamotore (soluzione "a") solo quando le manovre di avviamento e di arresto del motore sono poco frequenti ( es. comandi manuali di macchine non pericolose che funzionano saltuariamente); diversamente si deve abbinare un contattore ( "b"). L'interruttore automatico salvamotore deve avere una corrente di intervento termico regolabile e una caratteristica di intervento dello sganciatore magnetico con corrente superiore a l O n. 25

$magnetico. e) contattore, relé termico e interruttore automatico magnetotermico a taratura fissa; f) apparecchio integrato con funzioni di contattore e salvamotore... \ > l \ \ e.$

2 L'interruttore automatico non è idon o come dispositivo di comando funzionale per macchine o apparecchiature che presentano pericolo se avviate intempestivamente, come per es. una sega circolare; in questi casi occorre che al mancare dell'alimentazione si apra automaticamente il circuito e pertanto dovrà essere realizzato un circuito" marcia-arresto". La soluzione "c" ( contattore, relé termico e fusibile ) è meno costosa delle altre, ma c'è il pericolo che intervenga un solo fusibile e occorre perciò utilizzare un relé termico di tipo "differenziale" adatto per mancanza di fase. Nella soluzione "d" ( contattore, relé termico e interruttore automatico con solo sganciatore magnetico ) il costo dell'interruttore magnetico è più alto di quello di un magnetotermico essendo esso poco impiegato e quindi più difficilmente reperibile sul mercato. n alternativa può essere utilizzato un interruttore automatico magnetotermico a taratura fissa di corrente nominale più elevata di quella di targa del motore, scelto in caratteristica di tipo C o di tipo D a seconda dei casi. La soluzione "f' è ottimale, raggruppando in un unico apparecchio il dispositivo di manovra e di protezione (contattore e salvamotore), ma attualmente può risultare più costosa delle altre.... PROTEZONE DE MOTOR ELETTRC CONTRO L SOVRACCARCO.. La Norma CE 44-5 ( Equipaggiamenti elettrici delle macchine ) richiede la protezione dei motori da sovraccarico quando questi hanno potenza superiore a 0,5 KW. Detta protezione si ottiene con l'impiego del relé termico: da accoppiare al contattore o inserito nell'interruttore automatico salvamotore. l relé termico deve essere regolato in modo da permettere l'avviamento del motore ma anche da garantire il tempestivo intervento in presenza di un sovraccarico. n genere il relé termico viene regolato su una corrente uguale a quella nominale del motore ( corrente di targa ). l dispositivo di regolazione del relé termico deve essere accessibile solo alle persone addestrate. Relé termico relé termici hanno l'equipaggio principale costituito da due o tre lamine bimetalliche riscaldate direttamente o indirettamente dalla corrente assorbita dal motore. n presenza di correnti superiori alla corrente di regolazione del relé, le lamine si deformano in modo da provocare lo sgancio del dispositivo di manovra ( contattore ) agendo su un contatto NC ausiliario del relé termico inserito sul circuito di comando del contattore e precisamente in serie alla 26

La soluzione "c" ( contattore, relé termico e fusibile ) è meno costosa delle altre, ma c'è il pericolo che intervenga un solo fusibile e occorre perciò utilizzare un relé termico di tipo

3 bobina: aprendo questo contatto si diseccita la bobina, si aprono i contatti principali del contattore e quindi viene tolta l'alimentazione al motore. Nella pagina seguente è riportata la figura dell'equipaggiamento di un relé termico. FGURA l - Principio di funzionamento di un relé termico l1 T1 L2 T2 L3 T3 1) Avvolgimenti percorsi da corrente> 2) Lamine bimetalliche 3) Cursore 4) Contatto mobile del relè Relé termico differenziale Per mancanza di una fase ( interruzione di un conduttore, intervento di un fusibile, ecc.) un motore trifase assorbe una corrente superiore sulle due fasi sane. Si scaldano così solo due sole lamine bimetalliche del relé che, dovendo da sole azionare il meccanismo di sgancio, impiegano un tempo magg10re. 27

FGURA l - Principio di funzionamento di un relé termico 95 96 l1 T1 L2 T2 L3 T3 1) Avvolgimenti percorsi da corrente> 2) Lamine bimetalliche 3) Cursore 4) Contatto mobile del relè Relé

4 Per ottenere tempi di intervento che garantiscano una adeguata protezione del motore sono stati escogitati particolari meccanismi costruttivi ed i relé vengono denominati "differenziali"' nel senso di cursori a scorrimento differenziale, o per mancanza di fase. FGURA 2 - Relé termico differenziale (per mancanza di fase ). a) relé a riposo b) relé sovraccaricato su tutte e tre le fasi: i cursori "a" e "b" si spostano parallelamente. c) Relé sovraccaricato sulle fasi 2 o 3: il cursore "a" resta bloccato dalla lamina sulla fase. il cursore 'b., scorrendo aziona il leverismo "c" che amplifica il movimento e apre il contatto a) L1 L2 L3 b) L1 L2 L3 contatto mobile del relè e) L1 L2 L3 28

a) relé a riposo b) relé sovraccaricato su tutte e tre le fasi: i cursori "a" e "b" si spostano parallelamente.

5 PROTEZONE DE MOTOR ELETTRC CONTRO L CORTO CRCUTO l dispositivo per la protezione contro il corto circuito deve essere in grado di sopportare la corrente di avviamento del motore senza intervenire e nel contempo di garantire la protezione del motore. Possono essere utilizzati, allo scopo, i fusibili o gli interruttori automatici. n genere la corrente di avviamento dei motori asincroni trifase con rotore a gabbia è di circa 5-8 volte superiore alla corrente nominale del motore stesso. Per sopportare la corrente di avviamento del motore la soglia di intervento magnetico del!' interruttore automatico non deve essere inferiore a 1 O volte la corrente nominale del motore. noltre il potere di interruzione dell'interruttore deve essere superiore alla corrente di corto circuito presunta nel punto di installazione. La protezione contro i corto circuiti dei motori asincroni trifasi è realizzata spesso con fusibili. U maggiore inconveniente deriva dal pericolo che sui motori trifase possa venire a mancare una fase per intervento di un solo fusibile; è quindi opportuno impiegare relé termici adatti ad intervenire per mancanza di fase. fusibili di tipo am devono essere scelti con corrente nominale del fusibile di poco superiore a quella del motore; i fusibili di tipo gg di corrente nominale almeno doppia di quella del motore. Nella scelta del tipo e corrente nominale del fusibile o dell'interruttore automatico occorre rispettare le indicazioni del costruttore del contattore o avviatore, in modo che il relé termico ed il contattore stesso siano protetti dalle co1tenti di corto circuito e che, per corrente superiori al potere di interruzione del contattore intervenga prima il fusibile, o l'interruttore. Nella pagina seguente viene riportata una tabella indicante le caratteristiche degli organi di protezioni contro le sovracorrenti dei motori elettrici 29

n genere la corrente di avviamento dei motori asincroni trifase con rotore a gabbia è di circa 5-8 volte superiore alla corrente nominale del motore stesso.

6 TABELLA 4 - Protezioni contro le sovracorrenti dei motori trifasi a 380 V con rotore a gabbia e abbinamento del relativo contattore PROTEZONE CONTRO L SOVRACCARCO PROTEZONE CONTRO L CORTO CRCUTO PROTEZONE CONTRO L SOVRACCARCO E L CORTO CRCUTO MOTORE TRFASE 380V. Con- tatto re Relè termico Fusibile nterruttore automatico Salvamotore Pn n ( KW) (A) AC-3 le (A) Campo regolazione (A) gg am Curva D n n n (A) (A) (A) Campo di regolazione (A) 0,37 0, ,6 0,55 1, ,6 0,75 1,9 9 1,6-2,5 1,1 2,5 9 2,5-4 1,5 3,6 9 2,5-4 2,2 4, ,3 3 6, , ,5 10, ,5 14, , , ,5 35, , ,6 1-1,6 1,6-2,5 2,5-4 3, , o

Con- tatto re Relè termico Fusibile nterruttore automatico Salvamotore Pn n ( KW) (A) AC-3 le (A) Campo regolazione (A) gg am Curva D n n n (A) (A) (A) Campo di regolazione (A) 0,37 0,98 9 1-1,6 0,55

7 ,, Fusibili l fusibile è un dispositivo di protezione contro le sovracorrenti particolarmente adatto ad interrompere elevate correnti di corto circuito. fusibili per bassa tensione sono suddivisi in: fusibili per applicazioni domestiche e similari; fusibili per applicazioni industriali. fusibili per uso domestico e similare possono essere utilizzati anche in applicazioni industriali ma non viceversa. Rispetto agli interruttori automatici i fusibili hanno il vantaggio di un minor costo e di un elevato potere di interruzione. Per contro non assicurano l'apertura contemporanea di tutte le fasi e l'interruzione di una sola fase, nell'alimentazione dei motori trifasi, può provocare dannosi surriscaldamenti. fusibili sono contraddistinti da due lettere. La prima lettera "g" oppure "a" si riferisce al campo di interruzione. La seconda lettera "G" oppure "M" designa la categoria di utilizzazione. La lettera "g" indica che il fusibile è in grado di interrompere, in condizioni specificate, tutte le correnti che provocano la fusione fino al potere di interruzione nominale, in altri termici il fusibile ha un potere di interruzione a tutto campo. La lettera "a" indica che il fusibile è in grado di interrompere, in condizioni specificate, tutte le correntii comprese fra K2 n ed il potere di interruzione nominale; non è invece in grado di interrompere le correnti comprese tra n e K2 n ( K2 è in pratica uguale a 6,3 ). l fusibile ha quindi un potere di interruzione a campo ridotto. Le categorie di utilizzazione dei fusibili sono due: "G" per uso generale e "M" per la protezione dei motori icontro il corto circuito. n relazione al campo di interruzione ed alla categoria di utilizzazione s1 hanno, in definitiva, seguenti tipi di fusibili: - gg fusibili per uso generale, con potere di interruzione a tutto campo; - gm fusibili per protezione motori con potere di interruzione a tutto campo; - am fusibili per protezione motori a campo ridotto. 31

fusibili per uso domestico e similare possono essere utilizzati anche in applicazioni industriali ma non viceversa.

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