Contattore, interruttore automatico e avviatore motore
Pubblicato: Autore: Whelve
Figura 1. I contattori, gli interruttori automatici e i avviatori per motori svolgono diverse funzioni di controllo e protezione.
Questi tre dispositivi sono spesso presenti nello stesso quadro di comando del motore, ma risolvono problemi diversi. Un contattore gestisce le commutazioni frequenti, a distanza o automatiche durante il normale funzionamento. Un interruttore automatico interrompe le correnti anomale entro i limiti della sua capacità nominale. Un avviatore per motori combina solitamente un contattore con una protezione contro il sovraccarico del motore. In molti circuiti di comando dei motori, questi dispositivi operano in sinergia anziché in contrapposizione.
Questa guida mette a confronto tali funzioni, spiega in quali contesti trova applicazione un avviatore motore e indica le informazioni relative al progetto necessarie prima di scegliere un interruttore automatico industriale.
Risposta rapida: Controllo vs Protezione
Partiamo dalla funzione. Un contattore commuta ripetutamente un carico in risposta a un segnale di controllo. Un interruttore automatico interrompe le correnti anomale in base al proprio schema di protezione. Un avviatore per motori combina la commutazione basata su contattori con la protezione da sovraccarico e necessita comunque di un adeguato sistema di protezione dai cortocircuiti. Un tipo di dispositivo non può sostituire in modo sicuro un altro.
Punto di riferimento
Contattore
Interruttore automatico
Avviatore motore
Lavoro principale
Controllo di routine del carico
Protezione dei circuiti e delle apparecchiature
Avviamento del motore e protezione da sovraccarico
Funzionamento tipico
Comandi frequenti di avvio e arresto
Interruzioni durante i guasti; si apre per altre funzioni quando classificato
Avvia e arresta un motore tramite il relativo contattore
Come funziona
Segnale di controllo a bobina o elettronico
Meccanismo di sgancio, sgancio di sicurezza o azionamento manuale
Contattore più relè di sovraccarico o protezione equivalente
Interruzione da cortocircuito
Non è compito di un contattore di base
Una funzione primaria nell'ambito della capacità di interruzione nominale
Di norma dipende da un interruttore o da un fusibile coordinato
Valutazioni importanti
Categoria di carico, corrente, tensione della bobina, ciclo di lavoro
Tensione, corrente, poli, capacità di interruzione, caratteristiche di intervento
Dati del motore, potenza nominale del motorino di avviamento, servizio del contattore, intervallo di sovraccarico
Figura 2. Inizio con la funzione: i contattori controllano, gli interruttori automatici proteggono e gli avviatori per motori combinano la commutazione con la protezione dal sovraccarico del motore.
Cosa fa un contattore
Un contattore è un interruttore a comando elettrico. Quando la bobina riceve la tensione di comando corretta, il suo meccanismo magnetico modifica lo stato dei contatti principali e consente all'energia elettrica di raggiungere il carico. L'interruzione del segnale di comando riporta i contatti al loro stato normale.
Ciò separa il circuito di comando dal circuito di carico. Pulsanti, temporizzatori, relè, controllori logici programmabili e sistemi di controllo degli edifici possono comandare un carico molto più grande senza dover sostenere essi stessi la corrente di carico. Lo stesso principio rende i contattori utili negli avviatori per motori, nelle pompe, nei ventilatori, nei compressori, nei nastri trasportatori, nei gruppi di illuminazione e nelle apparecchiature HVAC.
La corrente è solo uno dei fattori da considerare nella scelta di un contattore. Il progettista deve inoltre verificare il tipo di carico, la tensione di esercizio, la categoria di utilizzo, la frequenza di commutazione prevista, la tensione della bobina, la corrente di avviamento, le condizioni ambientali e la durata elettrica richiesta. Un dispositivo adatto a un carico resistivo potrebbe non essere adatto all’avviamento ripetuto di un motore alla stessa corrente.
Un contattore di base non sostituisce la protezione da cortocircuito. Alcuni prodotti vengono commercializzati come avviatori coordinati o gruppi che includono un relè di sovraccarico o una protezione elettronica, ma tali funzioni aggiuntive sono proprie del gruppo o del dispositivo aggiunto. Non devono essere dedotte dalla sola parola “contattore”. Per una spiegazione più completa del meccanismo di commutazione, si veda cos’è un contattore e come funziona.
Come funziona un interruttore automatico
Un interruttore automatico è un dispositivo di commutazione di protezione. Il suo tipo e l'unità di intervento determinano se rileva o reagisce a correnti di sovraccarico, correnti di cortocircuito o altre condizioni anomale definite prima di interrompere il circuito entro i valori nominali specificati.
La scelta dell'interruttore deve partire dal sistema, non dal valore in ampere riportato sull'etichetta. Il progettista deve verificare la tensione, il tipo di applicazione (corrente alternata o continua), la corrente nominale, il numero di poli, la corrente di guasto disponibile, la capacità di interruzione richiesta, le caratteristiche di intervento, il coordinamento con i dispositivi a monte e a valle e le condizioni di installazione. Non approvare un interruttore basandosi esclusivamente sulla corrente nominale.
Gli interruttori automatici in involucro stampato sono utilizzati nella distribuzione industriale, nella protezione delle linee di alimentazione, nella realizzazione di quadri elettrici e in alcune applicazioni relative ai circuiti dei motori. I modelli termomagnetici combinano solitamente la protezione da sovraccarico e da cortocircuito. Le unità di scatto elettroniche possono aggiungere funzioni di protezione regolabili. In entrambi i casi, le caratteristiche precise dipendono dalla serie e dal modello selezionati, non dalla categoria di prodotto nel suo complesso.
Sebbene un interruttore possa essere azionato manualmente, la sua funzione di protezione non lo rende automaticamente un sostituto del contattore. Le commutazioni operative frequenti possono comportare un carico di lavoro diverso rispetto all’azionamento manuale occasionale o all’interruzione in caso di guasto. Utilizzare un interruttore per le commutazioni di routine solo quando il produttore lo certifica esplicitamente per tale applicazione. È possibile consultare il meccanismo di protezione di base in Come funziona un interruttore automatico.
Cosa comprende un avviatore motore
Un avviatore per motori è un gruppo completo, non un altro nome per indicare un contattore. Un comune avviatore magnetico combina un contattore per la commutazione del motore con un relè di sovraccarico che interviene in caso di condizioni di sovraccarico prolungato entro i propri limiti nominali. Il gruppo può inoltre includere un involucro, pulsanti di comando, contatti ausiliari o altri accessori.
Questa è la differenza pratica che sta alla base delle ricerche relative a “avviatore motore vs contattore” e “contattore vs avviatore”. Il contattore è un componente fondamentale all’interno dell’avviatore. L’avviatore aggiunge protezione da sovraccarico e funzioni di controllo ausiliarie, ma non garantisce automaticamente un’adeguata interruzione in caso di cortocircuito. A meno che un gruppo di protezione specifico non fornisca e verifichi esplicitamente tale funzione, il circuito necessita comunque di un interruttore o di un fusibile coordinato.
Il termine “motorino di avviamento” si riferisce spesso a un componente automobilistico, pertanto non va confuso con un avviatore per motori industriali. In questo articolo, per “avviatore per motori” si intende un’apparecchiatura elettrica utilizzata per avviare, arrestare e proteggere un motore industriale o commerciale.
Confronto tra contattore e interruttore automatico
Lavori diversi nello stesso circuito
Un contattore risponde: ‘Quando deve funzionare il carico?’. Un interruttore automatico risponde: ‘Cosa deve interrompere il circuito quando la corrente supera il limite consentito?’.’
Entrambi i dispositivi sono dotati di contatti ed entrambi sono in grado di interrompere la corrente, il che fa sembrare il confronto più semplice di quanto non sia in realtà. I loro contatti, i meccanismi di azionamento e i sistemi di controllo dell’arco sono progettati per funzioni diverse. Un contattore è ottimizzato per la commutazione comandata; un interruttore è progettato e dimensionato per eliminare specifiche condizioni di guasto.
Frequenza di commutazione e durata di funzionamento
Le apparecchiature industriali possono avviarsi e arrestarsi numerose volte nel corso di un turno di lavoro. Un contattore scelto correttamente è progettato per sopportare tale carico operativo ripetitivo, e la sua bobina garantisce un collegamento pratico a dispositivi di interblocco, circuiti logici di controllo di emergenza, temporizzatori, sensori e sistemi di automazione.
Un interruttore automatico viene normalmente azionato con frequenza molto minore. Conduce corrente in modo continuo, interviene in caso di guasti e può fungere da punto di interruzione quando il dispositivo selezionato è idoneo all’isolamento. I valori nominali del prodotto determinano il numero e il tipo di operazioni consentite. Non esiste un numero universale di operazioni: verificare i dati del produttore relativi al modello e alle condizioni di esercizio specifici.
Interruzione in caso di guasto e capacità di interruzione
La capacità di interruzione può escludere un interruttore anche quando la sua corrente nominale di funzionamento sembra corretta. Il dispositivo deve interrompere la corrente di guasto prevista nel punto di installazione, nei limiti dei valori nominali e delle condizioni applicabili. Se la corrente di guasto disponibile supera tale capacità, il fatto che la corrente di funzionamento sia adeguata non renderà l'installazione sicura.
La capacità di commutazione a carico normale di un contattore non corrisponde alla sua capacità di短路. In presenza di una corrente di guasto elevata, il contattore potrebbe non riuscire a interrompere il circuito in modo sicuro, i suoi contatti potrebbero saldarsi oppure potrebbe subire gravi danni. Ecco perché il circuito necessita di una protezione contro i cortocircuiti a monte.
Segnali di controllo e automazione
La bobina del contattore collega il sistema di controllo al circuito di potenza. Un segnale di controllo relativamente debole è in grado di azionare un motore o un altro carico, mentre i contatti ausiliari segnalano lo stato o garantiscono l'interblocco.
Alcuni interruttori automatici sono inoltre compatibili con accessori quali dispositivi di scatto in derivazione, relè di sottotensione, azionamenti motorizzati e contatti ausiliari. Queste opzioni consentono lo scatto, la segnalazione o l’azionamento a distanza, ma non rendono ogni interruttore adatto a commutazioni ad alto numero di cicli. Verificare la compatibilità degli accessori e le condizioni di esercizio per il modello specifico.
La protezione da sovraccarico è una questione progettuale a sé stante
La protezione da cortocircuito e quella da sovraccarico del motore riguardano eventi diversi. Un cortocircuito può generare una corrente molto elevata che deve essere interrotta rapidamente. Un sovraccarico del motore può avere un’intensità inferiore, ma persistere abbastanza a lungo da causare il surriscaldamento del motore. Considerare entrambi come un unico criterio di selezione comporta una lacuna nella protezione.
Alcuni interruttori di protezione dei motori combinano la protezione da cortocircuito con una protezione da sovraccarico regolabile. Un’altra configurazione comune prevede l’uso di un interruttore o di un fusibile per la protezione da cortocircuito, un contattore per la commutazione e un relè di sovraccarico per la protezione del motore dal sovraccarico. La scelta tra queste opzioni deve basarsi sul motore, sul metodo di avviamento, sull’alimentazione, sui requisiti di controllo, sui dati di coordinamento e sulle norme locali.
Perché i circuiti dei motori spesso necessitano di entrambi
Un percorso comune di controllo del motore assegna le funzioni nel seguente ordine:
Alimentazione → Interruttore automatico o fusibile → Contattore → Protezione da sovraccarico, se necessaria → Motore
Ogni elemento ha una funzione specifica:
Il dispositivo di protezione a monte interrompe la corrente di cortocircuito e garantisce le funzioni di protezione da sovracorrente previste dal progetto.
Il contattore avvia e arresta il motore in risposta ai comandi di controllo.
Un relè di sovraccarico o una funzione dedicata alla protezione del motore interviene in caso di sovraccarico prolungato, blocco del rotore, perdita di fase o altre condizioni che rientrano nei limiti di funzionamento specificati.
È necessario verificare la combinazione completa in termini di coordinamento, corrente di guasto disponibile, caratteristiche del carico e requisiti regionali applicabili.
Figura 3. Un tipico percorso di controllo del motore assegna la protezione da cortocircuito, la commutazione e la protezione da sovraccarico a funzioni separate e coordinate tra loro.
Le linee guida di Schneider Electric sulla protezione dei motori descrivono gli interruttori magnetotermici per motori che garantiscono protezione da cortocircuito e sovraccarico, e illustrano inoltre sistemi che abbinano un interruttore magnetico o un fusibile a un relè di sovraccarico separato. Anche le linee guida applicative di ABB trattano i motori controllati da contattori e quelli controllati da interruttori automatici come schemi di protezione distinti. La scelta di un componente non elimina la necessità di assegnare tutte le funzioni di controllo e protezione richieste.
Per informazioni sull'architettura del prodotto correlato, consultare il interruttore di protezione del motore categoria. La progettazione definitiva e la verifica devono essere eseguite da personale qualificato. Il presente articolo non fornisce istruzioni relative alle prove sotto tensione, ai bypass o al cablaggio in campo.
Di quale dispositivo hai bisogno?
Compito dell'acquirente
Probabile disposizione funzionale
Ciò che deve ancora essere confermato
Avviare e arrestare un motore da remoto e con frequenza
Contattore più protezione adeguata
Dati del motore, modalità di avviamento, rapporto di accensione, coordinamento
Proteggere un alimentatore industriale
Interruttore automatico adeguato
Tensione, corrente di carico, corrente di guasto, poli, requisiti di intervento
Automatizzare un carico e proteggere il circuito
Contattore e interruttore automatico, con protezione da sovraccarico se richiesta
Tensione di comando, categoria di carico, funzioni di protezione, coordinamento
Garantire l'isolamento per la manutenzione
Un dispositivo espressamente adatto all'isolamento
Segnalazione di isolamento, metodo di blocco, requisiti locali
Figura 4. Selezionare la categoria del dispositivo in base all'incarico, quindi verificare il modello esatto confrontandolo con i dati relativi al sistema, al carico, ai guasti e al coordinamento.
Utilizza la tabella per identificare il tipo di dispositivo da inserire nel circuito. Non utilizzarla per scegliere un modello specifico. Tale decisione richiede comunque i dati del progetto e le informazioni di coordinamento fornite dal produttore.
Come specificare il lato dell'interruttore automatico
Prima di richiedere una proposta o un preventivo per un interruttore magnetotermico (MCCB), preparate i seguenti dati:
Sistema in corrente alternata o continua e tensione nominale.
Tipo di carico, corrente di esercizio e condizioni di avviamento previste.
Numero richiesto di pali e informazioni relative al sistema di messa a terra.
Corrente di guasto disponibile nel punto di installazione o capacità di interruzione richiesta.
Caratteristiche richieste di protezione contro i sovraccarichi e i cortocircuiti.
Requisiti di coordinamento a monte e a valle o di selettività.
Ambiente di installazione, condizioni dell'involucro e frequenza di funzionamento.
Quantità, mercato di destinazione e documentazione tecnica richiesta.
Figura 5. Per ottenere un preventivo relativo a un interruttore MCCB sono necessari dati completi relativi all’impianto, al carico, ai guasti, alle protezioni e al progetto, non solo il valore nominale della corrente.
Non richiedere un interruttore magnetotermico (MCCB) basandosi esclusivamente sul valore nominale in ampere. La serie completa di dati di input consente al fornitore di confrontare le opzioni termomagnetiche, elettroniche, regolabili e per corrente continua senza estendere le caratteristiche di un singolo modello all’intera famiglia di prodotti. Se mancano ancora dati fondamentali relativi al progetto, la raccomandazione sul modello non è ancora pronta.
OOHMAGE offre diverse serie di interruttori automatici MCCB per la distribuzione industriale e la scelta in base alle esigenze progettuali. Consulta la Serie di interruttori automatici in involucro stampato e verificare che i parametri pubblicati del modello specifico corrispondano a quelli del progetto prima di effettuare l'ordine. Non dare per scontato che una serie sia adatta solo perché la sua gamma attuale sembra simile.
Errori comuni
Utilizzo di un contattore come protezione da cortocircuito
Un contattore può aprire un carico durante il normale funzionamento, ma ciò non gli conferisce alcuna capacità di interruzione in caso di guasto propria di un interruttore automatico. Il circuito necessita comunque di un dispositivo di protezione adeguato.
Utilizzo di un interruttore per commutazioni automatiche frequenti
L'utilizzo di un interruttore come un contattore può comportare un sovraccarico rispetto al ciclo di funzionamento previsto per quel dispositivo. Verificare i valori nominali di commutazione specifici oppure utilizzare un contattore progettato per il ciclo di funzionamento richiesto.
Confusione tra protezione da sovraccarico e protezione da cortocircuito
Sia le condizioni di sovraccarico che quelle di cortocircuito comportano una corrente eccessiva, ma la loro entità, durata e la risposta richiesta differiscono. Un motore potrebbe necessitare di una protezione da sovraccarico oltre alla protezione da cortocircuito a monte.
Selezione solo in base alla corrente nominale
La corrente nominale è il punto di partenza. La tensione, l’idoneità al funzionamento in corrente alternata o continua, la categoria di carico, la corrente di guasto disponibile, la capacità di interruzione, il numero di poli, il comportamento di intervento e le condizioni ambientali sono tutti fattori che possono influenzare la scelta.
Ipotesi di intercambiabilità dei valori nominali CA e CC
L'interruzione in corrente continua comporta requisiti diversi in termini di controllo dell'arco. Utilizzare un modello con valori nominali pubblicati per la tensione in corrente continua effettiva e la configurazione dei poli. Non applicare i valori nominali previsti per la corrente alternata sulla base di supposizioni.
Ignorare il coordinamento
Un interruttore, un contattore e un relè di sovraccarico devono funzionare come un unico sistema. Verificare i dati di coordinamento forniti dal produttore e i requisiti locali; la corrispondenza delle etichette relative alla corrente non garantisce che la combinazione sia adeguata.
Domande frequenti
Un contattore può sostituire un interruttore automatico?
No. Un contattore di base controlla un carico durante il normale funzionamento; non sostituisce un interruttore automatico o un fusibile progettato per interrompere la corrente di cortocircuito. Qualsiasi circuito che utilizzi un contattore necessita comunque di un’adeguata protezione a monte.
Un interruttore automatico può sostituire un contattore?
Di solito no, quando il carico richiede commutazioni frequenti, remote o automatiche. Un interruttore può supportare il funzionamento manuale, accessori di comando remoto o funzioni di commutazione specifiche, ma il dispositivo e l’applicazione devono essere specificatamente omologati per tale uso.
Perché si utilizza un relè di sovraccarico con un contattore?
Il contattore aziona il motore. Il relè di sovraccarico monitora le condizioni di corrente prolungata che potrebbero causarne il surriscaldamento e interrompe il circuito di comando quando necessario. La protezione da cortocircuito rimane di competenza di un interruttore o di un fusibile adeguato, a meno che un dispositivo coordinato non svolga entrambe le funzioni.
Tutti i circuiti elettrici richiedono entrambi i dispositivi?
Non esiste una configurazione unica adatta a tutti i circuiti motore. I dispositivi necessari dipendono dalla potenza del motore, dal metodo di avviamento, dall’alimentazione, dalle esigenze di controllo, dallo schema di protezione, dai dati di coordinamento e dalle normative locali. Molti circuiti motore automatizzati utilizzano sia un contattore che un dispositivo di protezione, poiché la commutazione e la protezione dai guasti rimangono funzioni distinte.
Quali informazioni sono necessarie per un preventivo relativo a un interruttore MCCB
Indicare la tensione di sistema, il tipo di alimentazione (CA o CC), la corrente nominale, il numero di poli, la capacità di interruzione richiesta, il metodo di protezione, il carico o l'applicazione, la quantità, le condizioni di installazione e il mercato di destinazione. Selezionare il modello solo dopo aver verificato i dati pubblicati relativi alla serie di interruttori MCCB proposta.
Conclusione finale
Un contattore controlla il funzionamento normale. Un interruttore automatico protegge da condizioni di corrente anomale predefinite. Il fatto che abbiano un aspetto simile all’interno di un quadro elettrico non rende i loro valori nominali o le loro funzioni intercambiabili. Molti circuiti dei motori utilizzano quindi un interruttore automatico o un fusibile per la protezione dai guasti, un contattore per il controllo di avvio e arresto e, ove necessario, un relè di sovraccarico o una funzione dedicata alla protezione del motore.
Assegnare prima ciascuna funzione, quindi selezionare i dispositivi in base ai parametri di progetto verificati. Per il lato degli interruttori di un quadro industriale, inviare i dati relativi a tensione, corrente, poli, capacità di interruzione richiesta, applicazione, quantità e mercato di destinazione tramite il Pagina dei contatti di OOHMAGE. Se una serie OOHMAGE è compatibile, la risposta dovrebbe spiegare il motivo e indicare la documentazione tecnica disponibile. Se nessuna serie è compatibile, non forzare la scelta.
Introduzione Il concetto di sgancio remoto è semplice, ma nella pratica operativa i team di progetto incontrano spesso difficoltà nella scelta dei componenti. Il produttore dei quadri elettrici potrebbe richiedere interruttori automatici azionati da relè di allarme antincendio, uscite PLC, comandi del sistema di gestione dell’edificio o altri sistemi di controllo coordinati. A questo punto, l“”intervento di deviazione» rappresenta solo il primo passo nel […]
Le principali tipologie di interruttori automatici utilizzati nella distribuzione a bassa tensione includono gli interruttori automatici miniaturizzati (MCB), gli interruttori automatici in involucro stampato (MCCB) e i dispositivi di protezione da corrente residua, quali gli RCCB e gli RCBO. Questi dispositivi non sono intercambiabili. Gli MCB e gli MCCB vengono scelti per la protezione da sovracorrente in diversi ruoli all’interno dei circuiti, mentre un RCCB fornisce protezione da corrente residua senza protezione da sovracorrente integrata, e un […]
Introduzione Il valore nominale in kA indica la corrente di cortocircuito massima che un interruttore automatico è in grado di interrompere in sicurezza in condizioni specificate. Per gli interruttori automatici MCCB, tale valore costituisce una parte della loro capacità di interruzione piuttosto che la loro normale corrente nominale di funzionamento. La scelta del valore nominale in kA corretto contribuisce a prevenire il malfunzionamento dell’interruttore automatico quando la corrente di guasto […]
