PROTEZIONE DEGLI AVVOLGIMENTI DEI MOTORI ELETTRICI: TERMORESISTORI E TERMOPROTETTORI
PRINCIPALI CAUSE DI SURRISCALDAMENTO DEI MOTORI ELETTRICI
Sappiamo che il rischio di danneggiare un motore elettrico, e i suoi avvolgimenti, per sovratemperatura è molto elevato.
Le cause del surriscaldamento possono essere svariate.
Ecco alcuni esempi:
– Motore che lavora a bassi giri e con carichi gravosi
– Motore installato in temperatura ambiente elevata
– Funzionamento del motore con solo due fasi
– Motore che lavora sotto Inverter a bassa frequenza
– Scarsa o assente ventilazione del motore
– Tempi di avviamento lunghi
ISOLAMENTO DEGLI AVVOLGIMENTI
Per assicurare lunga vita al nostro motore elettrico, e usufruire del suo perfetto funzionamento, la progettazione e l’esecuzione degli avvolgimenti prevedono alcuni importanti accorgimenti.
Per evitare corti circuiti e dispersioni di corrente tra le fasi, gli avvolgimenti dei motori elettrici vengono isolati tra di loro tramite delle resine speciali. La resinatura degli avvolgimenti assicura un corretto funzionamento dei motori elettrici fino al raggiungimento di una stabilita temperatura, superata la quale, c’è il rischio di danneggiamento per surriscaldamento.
I motori elettrici standard hanno una classe di isolamento nominata F, ma in casi particolari si utilizzano motori in classe H (classe più elevata). Più la classe del motore è elevata, più è elevata la sovratemperatura a cui il motore può resistere. Per approfondimento vedi il mio precedente articolo https://www.ndr.it/motori-elettrici-classe-h.
Nel caso in cui questo accorgimento non fosse sufficiente, c’è la possibilità di proteggere gli avvolgimenti dal surriscaldamento, e quindi dal guasto per bruciatura, con un’altra soluzione: l’aggiunta di protettori specifici all’interno del motore elettrico.
PROTEZIONI TERMICHE PIÙ COMUNI NEI MOTORI ELETTRICI
Chiariamo innanzitutto che le protezioni termiche lavorano sul sintomo (il surriscaldamento dell’avvolgimento) e non sulla causa. Con la loro azione avremo un temporaneo stop di funzionamento fino a che non si interverrà sulla vera causa del surriscaldamento.
PTO o dispositivo bimetallico:
La protezione termica PTO è installata all’interno dell’avvolgimento, collegata mediante 2 fili (che costituiscono il cosiddetto contatto) posizionati nel vano morsettiera.
La pastiglia termica PTO è un contatto bimetallico normalmente chiuso che si apre elettricamente una volta raggiunta la temperatura di scatto (di norma a 130°C). Viene così interrotto un segnale elettrico che, collegato al quadro, toglie alimentazione all’intero motore elettrico. Il motore blocca, così, il suo ciclo di funzionamento. Una volta che la temperatura del motore elettrico scende sotto il limite di sicurezza, la protezione termica torna alla sua posizione originaria e il motore potrebbe riavviarsi improvvisamente.
E’ SEMPRE CONSIGLIATO non collegare la protezione termica direttamente all’alimentazione del motore ma utilizzare un pulsante di Start da azionare dopo il fermo motore.
Sono disponibili protezioni bimetallici con diverse temperature di intervento e senza ripristino automatico.
PTC:
Questo dispositivo è un sensore di temperatura (termistore) collocato all’interno del motore elettrico. Solitamente per ogni motore elettrico vengono impiegati 3 termistori collegati tra loro e inseriti nell’avvolgimento. I due terminali di collegamento dei sensori sono situati all’interno della scatola morsettiera.
Il principio di funzionamento si basa sul variare della resistenza in modo rapido e positivo al raggiungimento della soglia limite della temperatura di intervento (regolabile tra 90 e 160°C). I termistori PTC, una volta raggiunta la soglia stabilita, forniscono un segnale che può essere utilizzato da un dispositivo di sgancio.
Questi sensori hanno ingombri ridotti, una risposta molto rapida e sono totalmente esenti da usura.
PT100:
È un sensore digitale molto preciso, adatto a motori alimentati tramite inverter. Questa protezione rileva continuamente la temperatura degli avvolgimenti permettendo così un monitoraggio costante della reale condizione termica.
Per un perfetto controllo sono necessari almeno due set di PT 100.
I PT 100 (come anche i PTC) sono mezzi di protezione utilizzati anche per motori che lavorano non in servizio continuo o in condizioni particolari, ad esempio: servizi di breve durata con potenze maggiorate, temperatura ambiente elevata, tempi di avviamento lunghi, frequenti avviamenti ed arresti, scarso raffreddamento.
Il PT100 permette di trasmettere il segnale anche in presenza di cablaggi particolarmente lunghi.
INTERRUTTORE MAGNETOTERMICO:
È un dispositivo di sicurezza che, tramite 2 azioni di sgancio – una magnetica ed una termica – interrompe il flusso di corrente elettrica in caso di sovraccarico o di cortocircuito. E’ facilmente riarmabile tramite un pulsante posizionato sul coprimorsettiera del motore elettrico.
– Protezione dal cortocircuito parte magnetica
– Protezione dal sovraccarico parte termica
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