Protezione da sovraccarico: come progettare un’interruzione automatica dell’alimentazione?
I sovraccarichi nei circuiti elettrici sono un problema reale neisistemi di automazione industriale. Indipendentemente dal fatto che si tratti di un sistema monofase o trifase, o di un’alimentazione per motori di azionamento, il superamento della corrente di esercizio consentita può portare a surriscaldamento, guasti e, in casi estremi, a danni alle apparecchiature e a interruzioni della produzione. Ecco perché una protezione da sovraccarico correttamente progettata con una funzione di interruzione automatica dell’alimentazione non è una moda, ma una necessità. Basato su un relè, un sensore o un interruttore automatico, il sistema di protezione è in grado di rilevare un aumento della corrente oltre una soglia definita e di reagire rapidamente.
Quali sono i componenti del sistema di protezione da sovraccarico?
- Relè di sovraccarico – reagisce a un consumo eccessivo di corrente e scollega l’alimentazione. Per le applicazioni più semplici, i relè di sovraccarico a 12 V funzionano bene, per le applicazioni più esigenti, le soluzioni con un campo di misura fino a diverse decine di ampere.
- Sensore di corrente o sensore di corrente – fornisce informazioni all’unità di controllo (relè, PLC) per rilevare un sovraccarico.
- Interruttore automatico – ha una funzione di protezione e disconnessione allo stesso tempo. Le varianti termiche, elettromagnetiche o elettroniche sono molto diffuse.
- Blocco di controllo – ad esempio un PLC che analizza i segnali dei sensori e prende la decisione di diseccitarsi.
- Elemento esecutivo – contattore, relè o altro circuito per scollegare l’alimentazione, a seconda del tipo di carico.
Fasi di progettazione del sistema per l’interruzione automatica dell’alimentazione in caso di sovraccarico
- Analisi dei parametri di carico e di corrente
Inizia misurando la corrente massima di funzionamento di un dispositivo o di un insieme di dispositivi. Per la protezione da sovraccarico di un motore trifase si applicano parametri diversi, per un sistema di controllo monofase altri. - Selezione del punto di soglia del sovraccarico
Un sovraccarico si verifica quando la corrente raggiunge un valore superiore a quello consentito dal sistema. In genere si assume il 110-125% del valore nominale, a seconda delle caratteristiche dell’azionamento. - Scegliere il sensore o il relè giusto
Per i sistemi più semplici è possibile utilizzare un relè di sovraccarico a 12 V o un sensore di corrente con uscita analogica. I sistemi più avanzati utilizzano relè con ritardo di funzionamento configurabile, reset automatico e interfaccia con un PLC. - Integrazione con l’esecutivo
Se viene utilizzato un contattore, il relè può scollegare la sua bobina. Per l’elettronica – la sezione di alimentazione del modulo di potenza viene interrotta. Per i motori, una o più fasi vengono interrotte dal contattore isolato. - Test e ispezioni funzionali
Dopo l’installazione del sistema, è necessario simulare il sovraccarico e verificare la risposta (interruzione dell’alimentazione) per assicurarsi che sia veloce, ripetibile e in linea con gli intenti del progetto.
I problemi più comuni con la protezione da sovraccarico: a cosa fare attenzione?
Un sistema di protezione da sovraccarico può funzionare male se i suoi componenti o i parametri di funzionamento non sono selezionati correttamente. Esempi:
- Sovraccarico temporaneo anziché permanente: i motori assorbono temporaneamente più corrente all’avvio. Se la soglia di protezione è impostata troppo bassa, possono verificarsi falsi scatti.
- Sezione dei fili non adeguata: anche il miglior relè non farà il suo lavoro se i fili si surriscaldano prima che il sistema di spegnimento venga attivato.
- Nessun test di risposta ai guasti: la protezione funziona finché funziona. Pertanto, la verifica periodica della risposta al sovraccarico deve essere inserita nel programma di manutenzione.
Una protezione da sovraccarico del motore ben progettata può ridurre le perdite dovute ai tempi di fermo, proteggere le apparecchiature e aumentare la sicurezza delle persone che operano sulle macchine. Noi di RGB Electronics eseguiamo regolarmente modifiche e aggiornamenti in quest’area, sia in apparecchiature semplici che in linee di produzione automatizzate.
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