Collegamento degli interruttori automatici nel cruscotto: come collegare un contattore

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Gli avviatori, i relè e i contattori magnetici appartengono a uno dei gruppi più estesi di apparecchiature a pannello. Per il corretto funzionamento di questi dispositivi, è richiesta la conformità a una serie di regole di installazione elettrica, la conoscenza delle basi della tecnologia dei relè e un approccio competente all’organizzazione degli schemi di alimentazione degli apparecchi elettrici.

Tipi e classi di contattori

I contattori sono progettati per la commutazione remota o automatica di linee elettriche per apparecchi elettrici ad alta potenza. Questi prodotti elettrici includono dispositivi di montaggio a pannello con potenza praticamente illimitata, nonché dispositivi di montaggio su guida DIN modulari. In quest’ultimo caso, la corrente consentita non è in genere superiore a 63 ampere. I contattori di piccole dimensioni (non modulari) per il montaggio su guida DIN sono progettati per correnti fino a 100 A e in realtà sono prodotti montati su pannello per un motivo piuttosto semplice: le loro dimensioni non consentono l’installazione corretta del pannello frontale del pannello.

Sinistra: contattore modulare per guida DIN 63 A. Destra: contattore da pannello

La classificazione generalmente accettata dei contattori magnetici implica la loro divisione in valori corrispondenti alla dimensione e al carico di corrente consentito. Quindi, i dispositivi modulari sono limitati al 4 ° valore, ce ne sono 7 in totale, con le dimensioni massime, il gruppo di contatti è progettato per una resistenza di corrente fino a 250 A. Al di fuori della classificazione generale, ci sono contattori in grado di commutare circuiti con una corrente di 1000 A e oltre, ma tale i dispositivi hanno un’applicazione industriale ristretta e non li considereremo.

I singoli modelli di contattori possono differire per la classe di isolamento elettrico e la tensione di commutazione consentita. C’è anche una differenza nella tensione operativa per la quale è progettata la bobina del solenoide. Ulteriori differenze sono:

  • il numero di poli commutati del gruppo di potenza dei contatti (da 1 a 4);
  • tempo di risposta (da 0,01 a 1 s);
  • il tipo e l’efficienza dei dispositivi ad arco per diversi gradi di induttanza di carico;
  • numero consentito di cicli di commutazione all’ora;
  • il livello di rumore e vibrazioni;
  • la presenza e il numero di contatti aggiuntivi a bassa corrente.

Contattore tripolare con contatti normalmente apertiIl dispositivo è un contattore tripolare con contatti normalmente aperti: 1 – bobina; 2 – circuito magnetico stazionario (nucleo); 3 – nucleo mobile; 4 – contatti fissi; 5 – supporto dielettrico di contatti mobili; 6 – spostare i contatti

I termini contattore e avviatore hanno significati diversi. Pertanto, il nome del contattore indica un dispositivo monoblocco solo con l’insieme di funzioni previste dal progetto. Un dispositivo di avviamento è un insieme di dispositivi uniti all’interno di un gruppo di controllo. Può includere diversi contattori, nonché accessori aggiuntivi, dispositivi di protezione, elementi di controllo e un alloggiamento con un certo grado di protezione da polvere e umidità. Gli avviatori sono generalmente progettati per controllare il funzionamento di motori elettrici asincroni.

Avviatore combinatoAvviatore combinato

Concetti di installazione di base

Un contattore o uno starter non è quasi mai l’unico elemento in un circuito di controllo. Un prerequisito è la presenza di un interruttore nel circuito, la cui valutazione viene calcolata in base alla corrente limite del contattore. È anche importante selezionare correttamente la caratteristica tempo corrente dell’arresto protettivo, deve corrispondere alla classe di resistenza del contattore ai carichi induttivi.

I contattori magnetici sono progettati per il raffreddamento ad aria naturale e pertanto il luogo della loro installazione deve avere un volume interno sufficiente o aperture di ventilazione. Inoltre, un prerequisito è l’assenza di vibrazioni della base a cui è fissato il contattore, altrimenti è possibile un ritorno involontario dell’asta pull-in con successiva apertura del circuito. Infine, le condizioni operative del contattore devono corrispondere alla sua classe di protezione contro le influenze esterne, poiché il meccanismo interno è estremamente sensibile all’umidità e alla polvere, in particolare abrasivo e conduttivo.

Collegamento del carico commutato

Il collegamento dei circuiti di potenza del contattore viene eseguito, di regola, con terminali a vite con una piastra di serraggio o una sella. Durante l’assemblaggio del circuito di alimentazione, si consiglia di adottare le misure massime per garantire la massima area di contatto dei conduttori del cavo con il cuscinetto di contatto. Quindi, è meglio arrotolare i conduttori a filo singolo in un semianello, a più fili – per spremere con una punta piatta.

Contatti magnetici di avviamento

Il gruppo di contatti di potenza su ciascun polo è rappresentato da due fissi e due mobili, collegati da una piastra conduttiva. Pertanto, i contatti di ciascuna fase si trovano in parallelo, le loro viti di bloccaggio si trovano sulla parte anteriore della custodia e sono contrassegnate con la lettera L con l’indice digitale corrispondente. La punta del nucleo viene inserita sotto la piastra di serraggio o nella sella fino a quando non si arresta, quindi viene serrata con una vite. Per correnti nominali superiori a 63 A, si consiglia l’uso di un attrezzo dinamometrico. I contatti di potenza devono essere serrati dopo 48 ore per compensare le deformazioni permanenti dei metalli.

Come puoi vedere, lo schema elettrico dell’unità di potenza è estremamente semplice: il contattore commuta le linee di fase, lo zero operativo viene raccolto su un bus comune o su un modulo incrociato. L’unica differenza è quando si montano circuiti con un neutro isolato, in questi casi il conduttore di neutro funzionante viene commutato dal quarto polo del contattore.

Circuiti di controllo

I contattori elettromagnetici non si bloccano meccanicamente in posizione ON. Per garantire la ritenzione dell’asta durante il funzionamento, viene utilizzato uno schema di auto-picking. Questa è una tecnica abbastanza conveniente che consente di commutare il circuito di alimentazione della bobina con vari dispositivi di protezione e automazione dell’azionamento elettrico. Le eccezioni sono gli assiemi controllati dal PLC o dall’automazione dei relè..

Il circuito autobloccante più semplice include un contatto di blocco normalmente aperto aggiuntivo. Il circuito di alimentazione della bobina è collegato attraverso il contatto normalmente aperto del pulsante di avvio. Il secondo circuito è collegato in parallelo, è costituito da un contatto di blocco collegato in serie e un contatto normalmente chiuso del pulsante Stop. Pertanto, quando il contattore viene attivato, un contatto di blocco viene chiuso, che viene trattenuto durante l’intera operazione e fornisce energia alla bobina. Se è necessario arrestarsi, il circuito di alimentazione della bobina viene aperto dal pulsante “Stop”.

Circuito autocontrollo del contattoreCircuito autobloccante del contattore: L1, L2, L3 – fasi di alimentazione trifase; N – neutro; KM – bobina di avviamento magnetica; NO13-NO14 – contatto normalmente aperto aggiuntivo; M – motore asincrono

Esistono anche schemi di controllo più complessi. Pertanto, l’uso di un contatto normalmente chiuso del pulsante di avvio di un contattore può essere utilizzato per escludere il funzionamento simultaneo di due avviatori, che, in particolare, può essere importante nella costruzione di circuiti di collegamento inversi o essere dovuto a un’altra necessità tecnologica. Lo stesso principio può funzionare quando si utilizza un contatto di blocco normalmente chiuso di un contattore, che è collegato in serie con il contatto del pulsante di avvio di un altro..

Collegamento reversibile di un motore trifaseSchema di avviamento del motore inverso: KM1, KM2 – bobine di avviatori magnetici; NO KM1, NO KM2 – contatti normalmente aperti degli avviatori; NC KM1, NC KM2 – contatti normalmente chiusi degli avviatori; KK – relè termico

Anche i finecorsa, i sensori a contatto secco e tutti i tipi di dispositivi di protezione possono essere inclusi nel circuito autobloccante. È anche possibile l’accensione automatica del contattore; per questi scopi, il pulsante viene sostituito o duplicato dall’accensione parallela di finecorsa o sensori. Pertanto, la complessità e gli schemi di controllo di un azionamento elettrico automatizzato sono praticamente illimitati..

Dispositivi aggiuntivi

Come già accennato, i contattori stessi hanno un design estremamente semplice e possono consistere solo di un riavvolgitore elettromagnetico e una o più coppie di contatti di potenza. Allo stesso tempo, esiste un numero impressionante di moduli aggiuntivi che possono espandere la funzionalità originale ben oltre la normale commutazione..

Gli allegati più comuni sono con contatti di blocco aggiuntivi. Se il contattore non lo possiede inizialmente, questo tipo di apparecchiatura è l’unico modo per attuare uno schema di auto-cattura. Inoltre, è possibile utilizzare contatti di blocco aggiuntivi per implementare schemi di controllo, indicazione e automazione più complessi.

I rilasci termici sono un altro tipo popolare di accessori. Il loro compito è monitorare il carico che scorre nel circuito e disattivare la potenza della bobina quando i valori di corrente consentiti vengono superati per lungo tempo. Come le unità di sgancio termico degli interruttori di circuito, gli accessori per contattori hanno caratteristiche di intervento in corrente diverse per i diversi tipi di motori a induzione. Gli sganciatori elettromagnetici non vengono utilizzati come accessori aggiuntivi poiché i contattori non sono progettati per la commutazione di correnti di corto circuito.

Accessori per contattoriDispositivi ausiliari del contattore: 1 – relè di sovraccarico termico; 2 – contattori; 3 – prefisso ritardo; 4 – contatti ausiliari

I prefissi di ritardo consentono di implementare schemi di avvio e arresto lenti dell’azionamento elettrico. I relè temporizzati hanno la possibilità di impostare manualmente in un determinato intervallo, il che consente di ottimizzare la compensazione del sovraccarico inerziale del motore elettrico prima di invertire.

Tra i dispositivi aggiuntivi, dovremmo anche menzionare gli attacchi per l’interblocco meccanico della connessione opposta, utilizzando i quali è possibile assemblare un avviatore di inversione da due contattori tripolari convenzionali. Se il controllo viene eseguito direttamente da un armadio o da un pannello, è possibile utilizzare gli attacchi di avviamento in cui è già stato effettuato un gruppo di connessioni per l’auto-selezione e sono installati i pulsanti “Avvio” e “Stop”. Se la bobina del contattore non corrisponde alla tensione effettiva del circuito di controllo, può essere facilmente sostituita con un’altra con parametri adeguati. Ulteriore protezione del motore è fornita dai relè di monitoraggio e sequenza fasi e dai soppressori di sovratensione.

Schemi di collegamento di base

In totale, ci sono tre circuiti di commutazione dell’alimentazione, in base ai quali sono collegati i contattori. La prima e più semplice è la commutazione di fase diretta, che è adatta sia all’avviamento dell’azionamento unilaterale sia al controllo del carico attivo. Non c’è nulla di straordinario nel circuito, il contattore funge semplicemente da interruttore remoto.

Schema di collegamento dell'avvio automatico del generatoreUn esempio di utilizzo dei contattori nel circuito di avvio automatico del generatore: 1 – ingresso automatico; 2 – contatore; 3 – RCD della rete principale; 4 – contattore di ingresso principale; 5 – blocco per l’avvio automatico del generatore; 6 – generatore di gas; 7 – RCD della rete di riserva; 8 – relè temporizzato; 9 – contattore dell’ingresso di riserva

Un circuito leggermente più complesso viene utilizzato per controllare la rotazione in avanti e indietro delle macchine asincrone trifase. Due contattori sono installati in coppia, i conduttori di fase in uscita sono collegati in parallelo. In questo caso, la connessione dal lato alimentazione viene eseguita con un crossover che modifica la sequenza di due fasi su tre. Quando si monta un circuito di inversione, è estremamente importante fornire una protezione su due lati contro la connessione inversa: sia con l’aiuto dell’interblocco meccanico sia utilizzando i contatti interbloccati.

Si avvia il terzo tipo di circuito, utilizzato per il controllo di motori a induzione ad alta potenza. Il gruppo generale contiene due contattori per ciascun senso di rotazione dell’azionamento. In ciascuna coppia, un contattore è uno di avviamento, attraverso il quale il motore è collegato secondo lo schema di collegamento degli avvolgimenti in una “stella”, a causa del quale le correnti di avviamento sono significativamente ridotte. Dopo un po ‘di tempo necessario per raggiungere la velocità nominale, viene attivato il secondo contattore, attraverso il quale viene realizzato il collegamento degli avvolgimenti in un “delta”. Per implementare un tale schema di collegamento, è necessario posare sul motore sei core di alimentazione e un conduttore neutro funzionante, nonché installare un relè di ritardo di accensione sui contattori principali.

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