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I sistemi elettrici industriali si basano in larga misura sui motori elettrici, pertanto l'avviamento e l'arresto sicuri sono requisiti fondamentali. Un avviatore magnetico consente l'avvio/arresto a distanza e fornisce protezione da sottotensione e sovraccarico, ed è ampiamente utilizzato nelle linee di produzione, nei sistemi di condizionamento dell'aria e nelle pompe idrauliche.

Che cos'è esattamente un avviatore magnetico, quali componenti comprende e come funziona nelle applicazioni pratiche? Questo articolo spiega i principi di base degli avviatori magnetici e offre una panoramica strutturata del loro funzionamento e dei loro impieghi.

Punti chiave

• Un avviatore magnetico è un dispositivo di controllo elettrico utilizzato per avviare e arrestare i motori elettrici.
• È tipicamente composto da un contattore e da un dispositivo di protezione da sovraccarico, che insieme svolgono sia funzioni di controllo che di protezione.
• Il controllo remoto dei motori può essere realizzato tramite un avviatore magnetico, che migliora la sicurezza e la praticità d'uso.
• In caso di condizioni anomale come sottotensione o sovraccarico, il circuito viene disconnesso automaticamente per proteggere il motore da eventuali danni.

Che cos'è un avviatore magnetico?

Un avviatore magnetico è un dispositivo di controllo elettrico utilizzato per gestire l'avvio e l'arresto di un motore elettrico. È composto principalmente da un contattore CA e un relè termico di sovraccarico, mentre la commutazione del circuito del motore avviene tramite un'azione elettromagnetica.

Rispetto ai metodi di commutazione manuale, un avviatore magnetico consente il controllo a distanza e disconnette automaticamente l'alimentazione in caso di condizioni anomale come sovraccarico o sottotensione.

Come funziona un avviatore magnetico?

Quando si preme il pulsante di avvio, il circuito di controllo alimenta la bobina del contattore, generando un campo magnetico che attrae i contatti e chiude il circuito principale, consentendo il flusso di corrente al motore. Un contatto ausiliario forma un circuito automantenitivo in modo che il motore continui a funzionare anche dopo il rilascio del pulsante di avvio. Quando si preme il pulsante di arresto o si verifica un guasto, la bobina viene diseccitata, i contatti si aprono e il motore si arresta. In caso di sovraccarico, il relè termico di sovraccarico interrompe il circuito di controllo, provocando il rilascio del contattore e proteggendo il motore da eventuali danni.

Quali componenti costituiscono un avviatore magnetico?

Contattore AC

Il contattore CA è il componente principale di un avviatore magnetico ed è responsabile della connessione e della disconnessione del circuito di alimentazione del motore. È costituito da una bobina elettromagnetica, un nucleo di ferro, contatti principali e contatti ausiliari. Quando la bobina viene alimentata, il contattore si innesta e il motore riceve corrente. Quando la bobina viene diseccitata, il contattore si disinnesta e il motore si arresta.

Relè termico di sovraccarico

Il relè termico di sovraccarico protegge il motore dai sovraccarichi. Quando si verifica una sovracorrente prolungata dovuta a un carico eccessivo o a un guasto meccanico, l'elemento bimetallico all'interno del relè si riscalda e si attiva, interrompendo il circuito di controllo e provocando il rilascio del contattore, prevenendo così danni al motore dovuti al surriscaldamento.

Pulsanti di avvio e arresto

I pulsanti di avvio e arresto sono componenti di controllo che consentono il funzionamento manuale dell'avviatore magnetico. Il pulsante di avvio è normalmente aperto, mentre quello di arresto è normalmente chiuso, e insieme controllano l'eccitazione della bobina del contattore.

Contatti ausiliari

I contatti ausiliari sono in genere installati sul contattore e vengono utilizzati per formare il circuito di auto-mantenimento o per fornire segnali di stato. Sebbene non siano attraversati dalla corrente del motore, svolgono un ruolo attivo nella logica di controllo.

Contenitore e terminali

Gli avviatori magnetici vengono solitamente installati all'interno di custodie protettive o quadri di controllo, che forniscono isolamento e protezione fisica. I morsetti vengono utilizzati per collegare l'alimentazione, il motore e il cablaggio di controllo, garantendo connessioni elettriche affidabili e sicure.

Componente	Funzione
Contattore AC	Collega e scollega il circuito di alimentazione del motore tramite un meccanismo elettromagnetico.
Relè termico di sovraccarico	Protegge il motore interrompendo il circuito in caso di sovraccarico prolungato.
Pulsanti di avvio e arresto	Controllo dell'eccitazione e della diseccitazione della bobina del contattore.
Contatti ausiliari	Formare il circuito auto-mantenente e fornire i segnali di controllo.
Contenitore e terminali	Garantire protezione e connessioni elettriche sicure.

Perché si usa un avviatore magnetico?

Sicurezza operativa migliorata

Poiché la corrente di avviamento del motore è diverse volte superiore alla corrente nominale, l'azionamento manuale diretto può causare danni ai contatti e rischi di arco elettrico. Un avviatore magnetico utilizza circuiti di controllo a bassa corrente per commutare circuiti motore ad alta corrente, migliorando significativamente la sicurezza operativa.

Capacità di protezione da sovraccarico

Durante il funzionamento, i motori possono essere soggetti a sovracorrenti dovute a carichi eccessivi, blocchi meccanici o irregolarità di tensione. Il relè termico di sovraccarico presente in un avviatore magnetico interrompe l'alimentazione in caso di sovraccarico prolungato, contribuendo così a prolungare la durata del motore.

Funzione di protezione da sottotensione

In caso di interruzione di corrente o calo di tensione, l'avviatore magnetico si disinnesta automaticamente e arresta il motore. Al ripristino dell'alimentazione, il motore non si riavvia automaticamente, contribuendo così a evitare movimenti imprevisti dell'apparecchiatura.

Controllo remoto e automatico

Gli avviatori magnetici possono essere combinati con pulsanti, sensori o sistemi PLC per realizzare il controllo remoto o automatico, soddisfacendo così i requisiti della moderna automazione industriale.

Affidabilità del sistema

Rispetto ai semplici metodi di commutazione, gli avviatori magnetici sono progettati per frequenti avviamenti e arresti e sono adatti per un utilizzo a lungo termine in ambienti industriali.

Quali sono i vantaggi degli avviatori magnetici rispetto ad altri tipi di avviatori?

Metodi di commutazione diretta

La commutazione diretta tramite interruttori a coltello o interruttori di base può comportare elevate correnti di spunto e rischi di arco elettrico. Gli avviatori magnetici utilizzano circuiti di controllo per gestire carichi di corrente elevati, migliorando la sicurezza operativa e consentendo un utilizzo frequente.

Avviatori manuali

Gli avviatori magnetici sono dotati di protezione da sovraccarico e sottotensione, funzioni di protezione solitamente assenti negli avviatori manuali di base. In caso di anomalie, gli avviatori magnetici interrompono automaticamente l'alimentazione, riducendo i danni alle apparecchiature.

Soluzioni Soft Starter

Gli avviatori soft starter sono progettati per ridurre la corrente di avviamento e lo shock meccanico, sebbene la loro struttura sia più complessa e il costo più elevato. Gli avviatori magnetici offrono una struttura più semplice e una manutenzione più agevole, il che li rende adatti ad applicazioni in cui i limiti di impatto all'avviamento non sono stringenti.

Sistemi di conversione di frequenza

I convertitori di frequenza offrono funzioni di controllo della velocità e di risparmio energetico, sebbene richiedano una configurazione dei parametri e una manutenzione più complesse. Gli avviatori magnetici sono più facili da installare e utilizzare, il che li rende adatti per applicazioni con motori a velocità fissa nei sistemi industriali tradizionali.

Ampia gamma di applicazioni

Gli avviatori magnetici possono essere utilizzati con motori di diverse potenze e tipologie, mentre i componenti standardizzati consentono una facile sostituzione ed espansione.

Confronto	Vantaggio dell'avviamento magnetico
Commutazione diretta	Controllo più sicuro dei carichi ad alta corrente e adatto a un utilizzo frequente.
Avviatori manuali	Fornisce protezione da sovraccarico e sottotensione con disconnessione automatica dell'alimentazione.
Antipasti	Struttura più semplice, costi inferiori e manutenzione più agevole.
Convertitori di frequenza	Installazione e funzionamento semplificati per applicazioni a velocità fissa.
Gamma di applicazione	Adatto a vari tipi di motore con componenti standardizzati per una facile sostituzione.

Come scegliere un avviatore per motore adatto?

Selezione basata sulla potenza e sulla corrente del motore

Innanzitutto, è necessario verificare la potenza nominale, la tensione e la corrente del motore. La capacità nominale dell'avviatore deve essere pari o superiore alla corrente nominale del motore, tenendo conto anche del fattore di moltiplicazione della corrente di avviamento. Per i motori di bassa potenza si possono scegliere avviatori magnetici o metodi di avviamento diretto, mentre per i motori di media e alta potenza sono adatti avviatori magnetici, avviatori statici o convertitori di frequenza.

Requisiti per la regolamentazione della velocità

Quando il motore funziona a velocità fissa, è sufficiente un avviatore magnetico. Se invece sono necessarie la regolazione della velocità, il risparmio energetico o un controllo preciso, è opportuno scegliere un convertitore di frequenza.

Requisiti per un impatto iniziale ridotto

Durante l'avviamento, i motori generano corrente e sollecitazioni meccaniche. Gli avviatori magnetici possono essere utilizzati quando non vi sono limiti stringenti a tali effetti. Quando è richiesto un avviamento graduale, sono più indicati gli avviatori statici o i convertitori di frequenza.

Requisiti della funzione di protezione

Gli avviatori magnetici offrono protezione da sovraccarico e sottotensione. Qualora siano necessarie protezioni aggiuntive, come la protezione contro la perdita di fase, la protezione da sovratensione, la protezione da cortocircuito o funzioni di monitoraggio, è possibile optare per avviatori integrati o convertitori di frequenza.

Requisiti del metodo di controllo

Per il controllo locale tramite pulsante, è sufficiente un avviatore magnetico. Per il controllo remoto o automatico, un avviatore magnetico può essere combinato con un PLC. Quando sono necessarie funzioni di monitoraggio o di rete, si possono prendere in considerazione avviatori intelligenti o sistemi di controllo della frequenza.

Considerazioni su costi e manutenzione

Gli avviatori magnetici hanno una struttura semplice, costi inferiori e una manutenzione agevole. Gli avviatori statici comportano costi più elevati e sono adatti ad applicazioni con riduzione dell'impatto. I convertitori di frequenza offrono funzioni avanzate, sebbene comportino costi maggiori e condizioni di installazione più rigorose.

Come installare un avviatore magnetico?

Preparazione prima dell'installazione

Prima dell'installazione, verificare che la tensione e la corrente nominali dell'avviatore siano compatibili con il motore, controllare la tensione di alimentazione, preparare gli strumenti di installazione e assicurarsi che l'ambiente sia asciutto, ventilato e privo di gas infiammabili o esplosivi.

Montaggio dell'avviatore

Installare l'avviatore all'interno di un quadro elettrico o di un contenitore di controllo e fissarlo con viti o una guida di montaggio. È necessario lasciare spazio sufficiente per la dissipazione del calore ed evitare di posizionarlo vicino ad apparecchiature che generano alte temperature.

Cablaggio del circuito principale

Il circuito principale collega l'alimentazione al motore. Le linee di alimentazione trifase sono collegate ai terminali superiori del contattore, mentre le linee del motore sono collegate ai terminali inferiori. Il cablaggio deve essere serrato correttamente. I motori monofase devono essere collegati secondo la corrispondente disposizione dei terminali.

Cablaggio del circuito di controllo

Il circuito di controllo aziona la bobina del contattore. Il pulsante di avvio e il pulsante di arresto sono collegati in serie, mentre il contatto ausiliario è collegato in parallelo al pulsante di avvio per formare il circuito di auto-mantenimento. Il contatto normalmente chiuso del relè termico è collegato in serie per la protezione da sovraccarico e il cablaggio deve essere verificato secondo lo schema elettrico.

Impostazione della corrente del relè termico

In base alla corrente nominale del motore indicata sulla targhetta, l'impostazione del relè termico deve essere regolata a un valore pari a circa 1.0-1.1 volte la corrente nominale.

Test di accensione

Dopo aver controllato tutti i collegamenti elettrici, utilizzare un multimetro per verificare l'assenza di cortocircuiti o errori di cablaggio. Alimentare il sistema e testare le funzioni di avvio e arresto. Se il motore ruota nella direzione opposta, è possibile invertire uno qualsiasi dei due fili di fase.

Note sull'installazione

È necessario prevedere una messa a terra adeguata, serrare i collegamenti dei terminali per evitare il surriscaldamento, la tensione di controllo deve corrispondere alla tensione della bobina del contattore e ispezionare periodicamente l'usura dei contatti.

Conclusione

Nelle applicazioni pratiche, la scelta e l'installazione corrette degli avviatori magnetici contribuiscono a mantenere un funzionamento stabile del motore. Sebbene la loro funzionalità non sia avanzata come quella degli avviatori statici o dei convertitori di frequenza, gli avviatori magnetici continuano ad essere ampiamente utilizzati grazie alla loro struttura semplice, al costo contenuto e alla facilità di manutenzione.

Con la continua evoluzione dei sistemi di controllo elettrico, gli avviatori magnetici rimangono un componente fondamentale, integrabile con soluzioni di automazione e controllo intelligenti. KRIPAL offre un'ampia gamma di avviatori magnetici in grado di soddisfare diverse esigenze applicative. Esplora il nostro catalogo prodotti per selezionare la soluzione più adatta alle tue necessità.

DOMANDE FREQUENTI

D: Qual è la differenza tra un avviatore magnetico e un contattore?

A: Un contattore è il componente di commutazione principale che collega e scollega il circuito di alimentazione del motore. Un avviatore magnetico è un gruppo integrato che combina un contattore con componenti di protezione da sovraccarico e di controllo.

D: È possibile utilizzare un avviatore magnetico per avviare motori di elevata potenza?

R: Sì, a condizione che la corrente nominale e la capacità del motorino di avviamento corrispondano ai requisiti del motore. Quando sussistono limiti alla corrente di avviamento o alle sollecitazioni meccaniche, si possono prendere in considerazione avviatori statici o convertitori di frequenza.

D: È necessario un relè termico di sovraccarico in un avviatore magnetico?

A: Nella maggior parte delle applicazioni, si consiglia un relè termico di sovraccarico perché interrompe l'alimentazione in caso di sovraccarico e protegge il motore da eventuali danni.

D: La tensione di controllo può essere diversa dalla tensione del circuito principale?

A: Sì. La tensione del circuito di controllo può essere di 24 V, 110 V o 220 V, mentre la tensione del circuito principale è generalmente di 380 V per i sistemi trifase, il che migliora la sicurezza operativa.

D: Cosa può causare l'arresto immediato dopo l'avvio del motore?

A: Le cause più comuni includono un relè termico impostato in modo errato, un carico eccessivo del motore, errori di cablaggio o guasti al motore, che devono essere verificati singolarmente.

D: È possibile utilizzare un avviatore magnetico per il controllo remoto?

R: Sì. Collegando pulsanti, relè o sistemi PLC, gli avviatori magnetici possono essere utilizzati per il controllo remoto di avvio e arresto nei sistemi di automazione industriale.