| Relè termici con blocco meccanico alla reinserzione
Devono sempre essere utilizzati nelle manovre con contatto permanente (ad es. pressostati, interruttori di posizione), per evitare la reinserzione automatica. Lo sblocco può essere accessibile ed eseguibile da chiunque dall'esterno. I relè termici Moeller sono sempre forniti con blocco meccanico alla reinserzione. I relè sono commutabili sulla reinserzione automatica
Relè termici senza blocco meccanico alla reinserzione
Possono essere utilizzati soltanto nel comando ad impulsi (ad es. pulsante), poiché dopo il raffreddamento dei bimetalli non è possibile una reinserzione automatica.
Circuiti speciali
Possono richiedere impostazioni del relè divergenti dalla corrente motore nominale, ad es. negli avviatori stella-triangolo, motori a compensazione singola, relè termici con riduttore di corrente ecc.
Esercizio con frequenza di manovra
Rende difficile la protezione del motore. In ragione della sua minore costante temporale, il relè deve essere tarato su un valore superiore rispetto alla corrente nominale motore. I motori dimensionati per la frequenza di manovra tollerano questa taratura fino ad un determinato grado. Se anche non è possibile garantire una protezione piena contro il sovraccarico, è presente una protezione sufficiente contro il mancato avviamento.
Fusibili di protezione generale
e sganciatori rapidi
Sono necessari per la protezione sia del motore che del relè per ovviare agli effetti dei corto circuiti. Le loro dimensioni massime sono indicate su ciascun relè e devono essere necessariamente rispettate. Valori superiori – ad esempio basati sulla sezione di linea – hanno come conseguenza una distruzione del motore e del relè.
Su quale corrente è tarato correttamente il relè termico?
Sulla corrente nominale del motore, non di meno e non di più. Un relè tarato su un valore troppo basso impedisce di sfruttare al massimo il motore, mentre una taratura troppo elevata non garantisce una protezione totale contro i sovraccarichi. Se il relè correttamente tarato scatta troppo spesso, si dovrà ridurre il carico sul motore oppure utilizzare un motore di maggiori dimensioni.
Quando scatta correttamente il relè
termico?
Soltanto in caso di aumentato assorbimento di corrente del motore, dovuto a sovraccarico meccanico del motore, sottotensione o mancanza di fase a motore quasi totalmente carico, mancato avviamento in seguito a blocco.
Quando il relè termico non scatta al momento giusto anche se il motore
è a rischio?
In caso di modifiche sul motore, che non determinano un aumentato assorbimento di corrente: effetto dell'umidità, ridotto raffreddamento in seguito ad una caduta del numero di giri o imbrattamento, riscaldamento supplementare temporaneo del motore per cause esterne, usura dei cuscinetti.
Quando si arriva alla distruzione del relè termico?
Soltanto quando in presenza di un dispositivo di protezione generale con un eccessivo dimensionamento subentra un corto circuito dietro il relè. Questa situazione pone generalmente a rischio sia il contattore che il motore. E' quindi fondamentale tenere sempre conto del massimo fusibile indicato su ogni relè!
I relè termici a 3 poli devono essere collegati nei motori in corrente monofase e continua in modo tale che in caso di collegamento unipolare o bipolare tutti i tre poli del relè termico siano attraversati dalla corrente.
Una caratteristica importante dei relè termici è rappresentata secondo IEC 947-4-1 dalle classi di intervento (10 A, 10, 20, 30). Queste classi stabiliscono diverse curve caratteristiche d'intervento per le varie condizioni di avviamento dei motori (da avviamento normale ad avviamento in condizioni gravose).
Sovraccaricabilità
I relè a bimetallo e gli sganciatori a bimetallo presentano termoavvolgimenti che potrebbero subire danni termici in seguito a surriscaldamento. Attraverso i relè termici, utilizzati per la protezione del motore, scorrono le correnti d'inserzione e disinserzione del motore. A seconda della categoria d'uso e della grandezza del motore, queste correnti sono comprese fra 6 e 12 × Ie (corrente nominale d'impiego).
Il punto di distruzione dipende dalla grandezza e dalla struttura. Di norma è compreso fra circa 12 e 20 × Ie.
Il punto di distruzione è dato dal punto di intersezione fra il prolungamento delle curve caratteristiche ed il multiplo della corrente
Resistenza al corto circuito dei contatti principali
Nelle correnti che superano il potere di interruzione della partenza modulare compatta in base alla categoria d'uso (EN 60947-1, VDE 0660 Parte 102, Tabella 7), il passaggio di corrente durante il tempo di disinserzione del dispositivo di protezione non deve danneggiare la partenza modulare compatta.
Il comportamento ammesso degli avviatori in condizioni di corto circuito è definito in base ai cosiddetti tipi di coordinamento (1 e 2). Nei dispositivi di protezione viene indicato il tipo di coordinamento garantito.
Tipo di coordinamento 1
In caso di corto circuito, l'avviatore non deve danneggiare persone ed impianti. Non deve essere idoneo per la prosecuzione del funzionamento senza l'effettuazione di riparazioni.
Tipo di coordinamento 2
In caso di corto circuito, l'avviatore non deve danneggiare persone ed impianti. Deve essere idoneo per la prosecuzione del funzionamento. Esiste il rischio di saldatura dei contatti. In questo caso il produttore deve fornire opportune istruzioni per la manutenzione.
Dopo un corto circuito, le curve caratteristiche d'intervento del relè termico non devono scostarsi dalla curva caratteristica d'intervento indicata.
Resistenza al corto circuito del contatto ausiliario
Il produttore indica un organo di protezione contro il sovraccarico. La combinazione circuitale è verificata con tre disinserzioni ad una corrente di 1000 a esente da influssi ed un fattore di potenza fra 0,5 e 0,7 alla tensione nominale d'impiego. Non deve subentrare una saldatura dei contatti
Protezione motore in casi speciali
Avviamento in condizioni gravose
Per una partenza senza problemi è necessario un tempo di sgancio sufficientemente lungo all'avviamento del motore. Nella maggior parte dei casi è possibile utilizzare a tale scopo gli interruttori di protezione motore ZB, gli interruttori di protezione motore PKZ(M) oppure gli interruttori automatici di potenza NZM. I tempi di sgancio possono essere tratti dalle curve caratteristiche d'intervento nel catalogo generale delle apparecchiature industriali.
Per motori con avvio in condizioni particolarmente gravose, con un tempo di avviamento superiore al tempo di sgancio dei suddetti dispositivi sarebbe del tutto errato tarare il relè di protezione motore con sgancio prima del termine dell'avviamento su un valore superiore rispetto alla corrente nominale del motore. In questo modo si riuscirebbe in effetti a risolvere il problema dell'avviamento, ma la protezione del motore durante il funzionamento non sarebbe garantita. Sono possibili diverse soluzioni:
Relè termico con riduttore di corrente ZW7
E' costituito da tre speciali relè termici con riduttore di corrente a corrente di saturazione, che alimentano un relè di protezione motore Z00. Trova impiego prevalentemente in motori di medie e grandi dimensioni.
Il rapporto di riduzione del riduttore di corrente a saturazione I1/I2 è praticamente lineare fino al doppio della corrente nominale Ie. In questo range non si differenzia da un normale relè di protezione motore, vale a dire in normali condizioni di funzionamento assicura una normale protezione contro i sovraccarichi. Nel campo superiore dalla curva caratteristica del riduttore di corrente (I > 2 × Ie), la corrente secondaria non cresce più proporzionalmente alla corrente primaria.
L'aumento non lineare della corrente secondaria determina il maggiore ritardo temporale dello sgancio in presenza di sovracorrenti superiori al doppio della corrente nominale e consente in tal modo tempi di avviamento più lunghi.
Adattamento del relè termico con riduttore di corrente ZW7 a più piccole correnti motore nominali
I campi di taratura riportati nel catalogo generale delle apparecchiature industriali valgono nel caso in cui i conduttori passino attraverso il relè una sola volta.
Se il relè termico con riduttore di corrente ZW7 deve essere utilizzato per una corrente motore nominale inferiore a 42 A (il valore più piccolo del campo di taratura da 42 a 63 A), questo viene raggiunto attraverso un cablaggio multipassante.
Le correnti motore nominali riportate sulla targhetta identificativa variano in rapporto inversamente proporzionale al numero di passaggi dei conduttori.
Esempio:
ZW7-63 (campo di taratura da 42 a 63 A), in associazione ad un doppio passaggio dei cavi, produce una riduzione ad una corrente motore nominale da 21 a 31,5 A
Ponticellamento di avviamento del contattore di potenza
Nei motori più piccoli, il ponticellamento di avviamento rappresenta una soluzione più economica. Il relè termico non è attraversato da corrente durante l'avviamento a causa del contattore aggiuntivo collegato in parallelo. Soltanto dopo l'entrata a regime la corrente del motore viene condotta attraverso il relè termico tramite la disinserzione del contattore di ponticellamento. In caso di corretta taratura sulla corrente motore nominale, garantisce una protezione totale del motore durante l'esercizio. L'avviamento deve essere monitorato.
L'inerzia ammessa dei relè termici con riduttore di corrente ed il tempo di transito sono limitati dal motore. E' necessario garantire che in caso di inserzione diretta il motore sia in grado di sostenere un elevatissimo calore di avviamento per la durata prevista. Nelle macchine con una massa inerziale molto grande, in cui questo problema subentra praticamente solo all'inserzione diretta, il motore ed il comportamento di avviamento devono essere attentamente selezionati.
A seconda delle condizioni di esercizio, non è possibile escludere l'assenza di una sufficiente protezione dell'avvolgimento motore tramite un relè termico. In questo caso occorre valutare se un relè termico elettronico ZEV o un dispositivo di protezione macchine a termistore EMT6 soddisfa i requisiti in combinazione con un relè termico Z.
Termoprotettori a termistori
I termoprotettori a termistori, in combinazione con resistenze a semiconduttori in funzione della temperatura (termistori), sono idonei per il monitoraggio della temperatura in motori, trasformatori, impianti di riscaldamento, gas, olii, cuscinetti ecc.
A seconda dell'applicazione si utilizzano termistori con coefficiente termico positivo (conduttori a freddo) o negativo (conduttori a caldo). Nel conduttore a freddo, la resistenza nel campo delle basse temperature è ridotta. Tale resistenza aumenta ripidamente a partire da una determinata temperatura. Per contro i conduttori a caldo presentano una curva caratteristica resistenza-temperatura discendente, senza il marcato comportamento di salto della curva caratteristica dei conduttori a freddo.
Monitoraggio della temperatura di motori elettrici
I termoprotettori a termistori EMT6 corrispondono ai dati caratteristici per l'interazione dei dispositivi di protezione e sensori dei conduttori a freddo secondo VDE 0660 Parte 303. Questo li rende idonei per il monitoraggio della temperatura di motori in serie.
Nel dimensionamento di una protezione motore si differenzia fra motori critici rispetto allo statore e rispetto al rotore:
critici rispetto allo statore
I motori il cui avvolgimento statorico raggiunge la temperatura limite più rapidamente rispetto al rotore. Il sensore con conduttori a freddo incorporato nell'avvolgimento statorico garantisce che l'avvolgimento statorico e lo stesso rotore siano sufficientemente protetti anche a rotore frenato.
critici rispetto al rotore
Motori a gabbia, il cui rotore in caso di blocco raggiunge la temperatura limite ammessa più rapidamente rispetto all'avvolgimento statorico. L'aumento di temperatura ritardato nello statore può determinare un ritardato sgancio del termoprotettore a termistori. E' pertanto consigliabile integrare la protezione di motori critici rispetto al rotore con un relè termico. I motori trifase superiori a 15 kW sono per lo più critici rispetto al rotore.
Protezione contro i sovraccarichi dei motori secondo IEC 204 ed EN 60204: Nei motori a partire da 2 kW con frequente avviamento e frenatura si raccomanda un dispositivo protettore appositamente adattato per questo tipo di funzionamento. In questo caso è possibile incorporare sensori di temperatura. Se il sensore di temperatura non è in grado di garantire una sufficiente protezione a rotore frenato, si dovrà prevedere in aggiunta un relè termico.
In generale, in caso di frequente avviamento e frenatura dei motori, funzionamento intermittente irregolare ed eccessiva frequenza di manovra, si raccomanda un impiego combinato di relè termico e termoprotettore a termistori. Per evitare in queste condizioni di esercizio uno sgancio prematuro del relè termico, quest'ultimo viene tarato su un valore superiore rispetto alla corrente d'impiego preimpostata. Il relè termico svolge in questo caso funzione di protezione antibloccaggio, mentre il protettore a termistori monitorizza l'avvolgimento motore.
Sempre in combinazione con un massimo di sei conduttori a freddo secondo DIN 44081, i termoprotettori a termistori possono essere impiegati per il monitoraggio diretto della temperatura di motori EEx e secondo la direttiva ATEX (94/9 CE). Sono state rilasciate le certificazioni PTB.
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