Nota tecnica – adapelektrik

AVVIAMENTO STELLA TRIANGOLO

Questo tipo di avviamento è adatto alle macchine che hanno bassa coppia resistente o che si avviano a vuoto. Il motore deve essere predisposto al tipo di avviamento e deve presentare in morsettiera la possibilità di collegare la bobinatura a stella ed a triangolo.

Avviando il motore a stella la corrente di spunto si riduce di tre volte la corrente di spunto di un avviamento diretto (I avviamento = 1,5 ÷ 2,6 I nominale) risultando tra le più basse ottenibili con avviamenti elettromeccanici.

AVVIAMENTO MEDIANTE AUTOTRASFORMATORE ELEVATORE CON PRESA INTERMEDIA

Questo tipo di avviamento è generalmente indicato per motori di potenza medio/alta normalmente posti a distanza elevata dal pannello di controllo.

Nella fase di avviamento il motore è alimentato alla tensione intermedia (V avviamento > V rete) mediante un autotrasformatore elevatore a due livelli di tensione d’uscita. Ad avviamento terminato il motore passa ad essere alimentato alla tensione d’uscita più alta (V nominale > V avviamento > V rete) dell’autotrasformatore che, quindi, non viene mai messo fuori circuito.

La corrente di spunto, variando in ragione del quadrato del rapporto delle tensioni (V nominale / V avviamento)², può essere molto ridotta, in funzione del rapporto scelto tra le tensioni. Anche dopo la fase di avviamento però, a parità di potenza del motore, la corrente nominale rimane molto inferiore rispetto a quella di un motore di pari potenza alimentato a tensione minore, con tutti i vantaggi che ne derivano in termini di caduta di tensione, quindi di dimensionamento dei cavi, del tratto di connessione fra quadro di comando e motore.

I vantaggi di questo tipo di avviamento si possono riassumere in:

correnti di spunto molto ridotte,
correnti nominale ridotte rispetto ad un motore di pari potenza alimentato alla tensione di rete;
utilizzo di una sola terna di cavi, di sezione ridotta rispetto a quella necessaria per un motore di pari potenza alimentato alla tensione di rete;
nessuna interruzione di alimentazione.

Gli inconvenienti da considerare sono:

ingombri e pesi importanti degli autotrasformatori,
complessità e costo di realizzazione dell’autotrasformatore elevatore a servizio continuo con presa intermedia.

AVVIAMENTO AD IMPEDENZA STATORICA

Questo tipo di avviamento viene utilizzato per qualsiasi tipo di motore ed è ampiamente utilizzato per l’azione di pompe sommergibili, perché è favorevole l’uso di soli tre cavi.

All’inizio, il motore viene alimentato mediante impedenze di statore in serie con lo statore del motore. Le impedenze di statore provocano una caduta di tensione che riduce proporzionalmente la corrente di avviamento (I start = 2,5 ÷ 3,5 I nominale – contro I start = 5 ÷ 8 I nominale in caso di avvio diretto).

Quanto la caduta di tensione è maggiore, tanto la corrente di partenza è bassa, ma la coppia di partenza è ridotta del quadrato della caduta di tensione.

Dopo un tempo programmabile, di solito circa 2 sec. approssimativamente, al termine della fase di avviamento transitoria del motore, le impedenze vengono escluse senza interruzioni e il motore viene alimentato alla tensione di linea.

Pertanto, i vantaggi di questo tipo di antipasto sono:

bassa corrente di partenza,
adattato per ogni tipo di motore,
uso di soli tre cavi,
nessuna interruzione dell’alimentazione.

Gli svantaggi sono:

coppia bassa di partenza,
notevole ingombro delle impedenze di statore.

AVVIAMENTO MEDIANTE SOFT-STARTER

Questo tipo di avviamento è adatto ad ogni tipo di motore, in particolar modo per motori elettrici ad alta corrente di spunto.

Il Soft – Starter è un parzializzatore di tensione, ed effettua la messa in funzione del motore mediante l’aumento progressivo della tensione di alimentazione. Ciò consente l’avviamento dolce del motore, riducendo il picco di corrente. Anche l’arresto è dolce, mediante la riduzione progressiva della tensione di alimentazione.

Il dispositivo Soft Starter, nelle fasi di avviamento e di arresto, sovrintende al controllo delle caratteristiche di funzionamento ed anche della protezione termica del motore. Durante le fasi di marcia alla caratteristiche naturali del motore, invece, il dispositivo può essere by-passato mediante un contattore, preservandone la durata.

I vantaggi di questo tipo di avviamento si riassumono, quindi, in:

correnti di spunto ridotte,
adattabilità a qualsiasi tipo di motore
estrema semplicità di realizzazione,
minimo stress per il motore e per gli organi meccanici ad esso collegati grazie all’avviamento dolce.
Gli inconvenienti da considerare sono:
bassa coppia di spunto,
costo del dispositivo.

AVVIAMENTO DIRETTO

Questo tipo di avviamento è il più semplice fra quelli adottati. Il motore viene collegato alla rete e si avvia con le sue caratteristiche naturali.

I vantaggi sono evidenti:

semplicità dell’apparecchiatura;
coppia di avviamento elevata (C avviamento = 0,5 ÷ 1,5 C nominale);
avviamento rapido;
costo ridotto,

ma si accompagnano ad una serie fattori negativi, primo fra tutti la corrente di spunto elevata (I avviamento = 5 ÷ 8 I nominale) con tutte le conseguenze del caso.

AVVIAMENTO MEDIANTE AUTOTRASFORMATORE

Questo tipo di avviamento è generalmente indicato per motori di potenza medio/alta.

Il motore, nella fase di avviamento, è alimentato a tensione ridotta mediante un autotrasformatore che, ad avviamento terminato, viene messo fuori circuito.

Di default, V avviamento = 70% V rete ma avviatori con rapporti differenti possono comunque essere forniti su richiesta, soprattutto in funzione della coppia minima ottenibile necessaria a far spuntare il motore.

La corrente e la coppia di spunto variano in ragione del quadrato del rapporto delle tensioni (V rete / V avviamento)², pertanto risultano pari a:

I avviamento = 1,7 ÷ 4 I nominale;

C avviamento = 0,5 ÷ 0,85 C nominale.

I vantaggi di questo tipo di avviamento si possono riassumere in:

correnti di spunto molto ridotte,
adattabilità a qualsiasi tipo di motore,
utilizzo di una sola terna di cavi,
nessuna interruzione di alimentazione.

Gli inconvenienti da considerare sono:

ingombri e pesi importanti degli autotrasformatori,
regime transitorio nel passaggio dalla tensione ridotta di avviamento alla tensione di rete,
complessità e costo di realizzazione dell’autotrasformatore.

AVVIAMENTO MEDIANTE INVERTER

L’inverter, o convertitore di frequenza, è un dispositivo che serve non solo e non tanto per l’avviamento, ma soprattutto per la gestione del motore.

Questa tipo di azionamento è il miglior modo per ottenere risparmi energetici ottimizzando il consumo dei motori e limitandone gli spunti e i picchi di prelievo.

L’inverter, attraverso la variazioni di frequenza di rete, varia la velocità del motore e la coppia motrice, di conseguenza la potenza elettrica assorbita dal motore stesso, non solo nelle fasi di avviamento e di arresto.

Potendolo pilotare in tensione o in corrente mediante segnali analogici provenienti da trasduttori analogici di pressione, portata o temperatura, l’inverter può garantire, nel caso di elettropompe, portate o pressioni costanti o variabili in funzione delle utenze, così come, nel caso di aeratori o condizionatori, temperature o flussi d’aria costanti o variabili in funzione di parametri atmosferici, ed un’infinità di altre applicazioni, ottimizzando il risparmio energetico.

Essendo in grado di far funzionare il motore sempre in condizioni ottimali, l’inverter, inoltre, fa sì che il motore venga visto della rete elettrica quasi come un carico resistivo ovviando ai noti problemi di rifasamento che si ha nel caso di grossi motori.

In fine, per brevi periodi l’inverter è in grado di far girare il motore elettrico anche a velocità maggiori rispetto alla velocità nominale. Si ha dunque un campo di funzionamento più esteso, in grado di coprire anche i picchi di carico imprevisti.

I vantaggi si possono riassumere in:

consistenti risparmi energetici;
controllo di tutti i parametri del motore, in qualsiasi fase dell’azionamento;
coppia costante o variabile, in qualsiasi fase dell’azionamento, in funzione dei parametri impostati;
adattabilità a qualsiasi tipo di motore,
assenza di stress per il motore, per gli organi meccanici e per gli impianti ad esso collegati;
gestione di diverse applicazioni, soprattutto se accoppiato ad un dispositivo programmabile (PLC).

Gli inconvenienti da considerare sono:

estrema sensibilità a perturbazioni o radiofrequenze che potrebbero pervenire all’inverter dai cavi di connessione tra dispositivo e motore e che potrebbero richiedere, nel caso di grandi distanze (superiori a 70 ÷ 100 m) l’impiego di cavi schermati o di filtri posti in prossimità dell’inverter e del motore (cosa, questa, non fattibile nel caso, ad esempio, di pompe sommerse di grande profondità).