L’avviamento diretto di un motore asincrono trifase (MAT), secondo la norma CEI EN 60947-4-1 (CEI 17-50), avviene quando lo stesso viene collegato direttamente e in un’unica manovra alla rete di alimentazione.
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INTRODUZIONE
Nel momento della chiusura del circuito, il motore assorbe una corrente superiore a quella nominale, chiamata corrente di spunto; tale corrente ha la funzione di sviluppare una coppia di spunto, la quale, se è superiore alla coppia resistente, determina la rotazione immediata del motore. Sia la corrente di spunto che la coppia sviluppata nella fase di avviamento hanno valori superiori alla corrente nominale e alla coppia nominale. I valori variano dalle 5 alle 8 volte per la prima e dalle 2 alle 3 volte per la seconda. L’avviamento diretto di un motore asincrono trifase è usato nelle normali situazioni per comandare motori asincroni trifase con rotore a gabbia di scoiattolo e con potenza fino a un massimo di 11 kW. Tale limite si riduce se il rapporto tra la corrente di spunto e quella nominale risulta particolarmente elevato. In generale, non è consigliabile l’utilizzo di questo tipo di avviamento in quegli impianti nei quali la corrente di spunto produce una caduta di tensione maggiore del 10% della tensione nominale, poiché risulterebbe dannosa sia per l’impianto che per l’avviatore stesso.
Lo schema di potenza per l’avviamento diretto del motore asincrono trifase (-M1), identico per ciascuna architettura, è quello classico dell’avviatore semplice con:
- i fusibili (-F1) per la protezione dal cortocircuito;
- il contattore (-KM1) usato come dispositivo di manovra;
- il relè termico (-FT1) (con due contatti, uno normalmente aperto e uno normalmente chiuso) per la protezione dal sovraccarico termico.
Il motore viene alimentato dalla rete trifase alla tensione concatenata di 400 V. La realizzazione del circuito di comando dipende dalla logica, cablata o programmabile, utilizzata per l’esecuzione dell’impianto: nel caso della logica cablata è necessario predisporre un circuito di alimentazione in alternata a tensione ridotta utilizzando un trasformatore 230/24 V (-T1); nel caso della logica programmata la tensione di alimentazione dipende dal tipo di controllore utilizzato.
AVVIAMENTO DIRETTO DI UN MOTORE ASINCRONO TRIFASE IN LOGICA CABLATA
Per la realizzazione del circuito di comando e segnalazione è stato necessario predisporre un circuito di alimentazione in alternata a tensione ridotta utilizzando un trasformatore 230/24 V (-T1) proteggendo il circuito secondario con un fusibile (-F2). Il circuito prevede le seguenti apparecchiature:
- pulsante di marcia (-S1), la chiusura del pulsante determina l’avviamento del MAT;
- pulsante di arresto (-S2), l’apertura del pulsante determina l’arresto del MAT;
- bobina del contattore (-KM1) di comando motore con i relativi contatti ausiliari:
- contatto NO (-KM1) per l’autoritenuta;
- contatto NO (-KM1) per comando lampada (-H3);
- contatto NC (-KM1) per comando lampada (-H2).
- lampade di segnalazione:
- marcia motore (-H1) di colore verde;
- arresto motore (-H2) di colore rosso;
- intervento relè termico (-H3) di colore giallo.
- contatto NC e NO del relè termico (-FT1), in caso di intervento del relè termico il contatto NC si apre determinando l’arresto del MAT e contemporaneamente il contatto NO si chiude segnalando l’intervento del termico.
Il funzionamento dell’impianto è il seguente:
- con il motore -M1 in stato di riposo è accesa la lampada di segnalazione -H1;
- premendo il pulsante di marcia -S1 si provoca la chiusura del circuito sulla bobina del contattore -KM1, determinando il funzionamento del motore -M1, lo spegnimento della lampada di segnalazione -H1 (presenza tensione ma motore fermo) e l’accensione della lampada di segnalazione -H2 (motore in movimento);
- il funzionamento del motore -M1 si può interrompere in ogni momento premendo il pulsante di arresto -S2;
- durante il funzionamento del motore -M1, se si verifica una sovracorrente, interviene il relè termico -FT1 provocando la diseccitazione della bobina del contattore -KM1 (apertura del contatto normalmente chiuso del relè termico) e quindi l’arresto del motore -M1;
- la chiusura, infine, del secondo contatto ausiliario del relè termico -FT1 segnala la situazione anomala, mediante l’accensione della lampada di segnalazione -H3 (si riaccende contemporaneamente anche la lampada di segnalazione -H1).
AVVIAMENTO DIRETTO DI UN MOTORE ASINCRONO TRIFASE IN LOGICA PROGRAMMATA
Nella Figura [fig:Circuito-di-comando-2] si riporta lo schema di comando e di segnalazione per l’avviamento diretto di un MAT in logica programmata utilizzando il PLC della Siemens S7-1200, in particolare con CPU 1214C (AC/DC/RLY). Il PLC è alimentato alla tensione di rete pari a 230 V.
Le apparecchiature utilizzate sono del tutto simile a quelle utilizzate nell’architettura a logica cablata:
- pulsante di marcia (-S1), la chiusura del pulsante determina l’avviamento del MAT;
- pulsante di arresto (-S2), l’apertura del pulsante determina l’arresto del MAT;
- bobina del contattore (-KM1) di comando motore;
- lampade di segnalazione:
- marcia motore (-H1) di colore verde;
- arresto motore (-H2) di colore rosso;
- intervento relè termico (-H3) di colore giallo.
- contatto NO del relè termico (-FT1), in caso di intervento del relè termico.
Nella Figura si riporta il programma in linguaggio ladder. Si osserva, rispetto al circuito a logica cablata:
- l’autoritenuta è stata implementata via software inserendo il contatto MMO in parallelo a quello di avvio -S1;
- il contatto del relè termico (-FT1) è normalmente aperto.
