I motori elettrici sono la fonte di alimentazione fondamentale per le apparecchiature industriali, gli elettrodomestici e i sistemi di trasporto. Il loro funzionamento sicuro e stabile è fondamentale, ma sei a conoscenza dei rischi che i motori affrontano durante le condizioni di sovraccarico? Come si possono prevenire efficacemente queste potenziali minacce per garantire l'affidabilità a lungo termine delle apparecchiature? Questo articolo esplora la tecnologia critica dei relè di sovraccarico per la protezione dei motori.

I motori elettrici convertono l'energia elettrica in energia meccanica, alimentando apparecchiature che vanno da soffianti e ventilatori a compressori, gru, estrusori e frantoi. Tra questi, i motori a induzione CA dominano le applicazioni industriali e commerciali grazie alla loro costruzione robusta e alle eccellenti caratteristiche operative. I motori a induzione sono principalmente classificati come monofase o trifase, ciascuno adatto a diverse applicazioni.

Quando un motore assorbe una corrente superiore alla sua capacità nominale, si verifica un sovraccarico. Questa condizione genera calore eccessivo che può danneggiare gli avvolgimenti e potenzialmente causare danni irreversibili sia al motore che ai componenti del circuito associati. La protezione efficace dal sovraccarico per i motori e i loro circuiti derivati è quindi essenziale. I relè di sovraccarico svolgono questa funzione critica monitorando la corrente del circuito e interrompendo prontamente l'alimentazione quando i limiti preimpostati vengono superati.

I relè di sovraccarico si combinano tipicamente con i contattori per formare gli avviatori motore, svolgendo sia funzioni di controllo che di protezione. Il loro ruolo principale prevede il monitoraggio continuo della corrente del motore. Quando la corrente supera le soglie di sicurezza per una durata predeterminata, il relè scatta per aprire il circuito di controllo del motore, diseccitando il contattore e scollegando l'alimentazione per prevenire danni dovuti al calore.

Dopo lo scatto, i relè di sovraccarico possono essere ripristinati manualmente, sebbene alcuni modelli siano dotati di capacità di ripristino automatico dopo un periodo di raffreddamento. I motori devono essere riavviati solo dopo aver risolto la causa principale del sovraccarico.

• Elemento di rilevamento della corrente: Rileva l'entità della corrente del circuito utilizzando strisce bimetalliche, bobine magnetiche o sensori elettronici
• Elemento termico: Risponde al calore generato dagli elementi riscaldanti attraverso strisce bimetalliche, leghe fusibili o sensori elettronici
• Meccanismo di scatto: Si attiva quando la corrente supera i livelli di sicurezza per interrompere l'alimentazione
• Meccanismo di ripristino: Consente il ripristino del circuito dopo la risoluzione dei problemi, manualmente o automaticamente
• Contatti ausiliari: Segnalano lo stato del relè ad altri componenti del sistema come allarmi o indicatori
• Controlli di regolazione: Consentono la personalizzazione dei punti di intervento per applicazioni specifiche e valori nominali del motore

• Prevenire danni alle apparecchiature da corrente e calore eccessivi
• Migliorare la sicurezza riducendo i rischi di incendio durante i sovraccarichi
• Ridurre i costi evitando costose riparazioni e sostituzioni
• Fornire una risposta automatica senza monitoraggio continuo
• Offrire impostazioni regolabili per diverse applicazioni
• Mantenere un funzionamento affidabile a temperature e carichi variabili

Collegati in serie con i motori, i relè di sovraccarico monitorano la corrente di funzionamento. Quando la corrente supera le soglie impostate, il relè scatta per scollegare l'alimentazione. Il ripristino manuale o automatico segue dopo aver risolto la condizione di sovraccarico.

Questi relè ampiamente utilizzati impiegano due strisce metalliche con diversi coefficienti di espansione. Il flusso di corrente riscalda le strisce, causando una flessione differenziale che attiva il meccanismo di scatto. La generazione di calore segue la legge di Joule (H ∝ I²Rt), producendo scatti più rapidi a correnti più elevate. Alcuni modelli sono dotati di compensazione ambientale per la stabilità della temperatura.

Contenenti avvolgimenti riscaldanti e miscele di metalli fusibili, questi relè scattano quando la corrente di sovraccarico fonde la lega, rilasciando il meccanismo di scatto. Richiedono tipicamente il ripristino manuale dopo aver risolto la causa del sovraccarico.

Le versioni elettroniche eliminano gli elementi riscaldanti, riducendo i costi di installazione. Offrono una protezione superiore contro la perdita di fase e impostazioni di intervento regolabili, rimanendo al contempo insensibili alle variazioni della temperatura ambiente.

Questi relè economici utilizzano capsule metalliche riempite di saldatura che si fondono durante i sovraccarichi, innescando l'interruzione del circuito. È necessario il ripristino manuale dopo lo scatto.

Utilizzando campi magnetici proporzionali alla corrente, questi relè rispondono rapidamente alle improvvise sovracorrenti, rendendoli ideali per la protezione dai cortocircuiti. Le loro impostazioni di intervento regolabili si adattano a varie applicazioni.

I modelli avanzati forniscono un monitoraggio preciso della corrente e la protezione dalla perdita di fase. La loro affidabilità e precisione si adattano alle moderne applicazioni industriali che richiedono una protezione del motore sofisticata.

Progettati per la stabilità della temperatura, questi relè si adattano alle variazioni ambientali per prevenire falsi scatti mantenendo al contempo la precisione della protezione.

I relè di sovraccarico sono dotati di curve tempo-corrente inverse classificate per classi di intervento (5, 10, 20, 30). Questi indicano i tempi di intervento al 720% della corrente a pieno carico. La selezione dipende dalla capacità termica del motore e dalle caratteristiche del carico:

• Classe 5: intervento rapido per applicazioni critiche
• Classe 10: comune per motori a bassa capacità termica (ad es. pompe sommergibili)
• Classi 10/20: applicazioni generiche
• Classe 30: carichi ad alta inerzia che richiedono un intervento ritardato

Questo esame completo dei relè di sovraccarico illustra il loro ruolo critico nella protezione del motore, coprendo i rischi operativi, i principi di funzionamento, i tipi, i vantaggi e le caratteristiche di intervento. La corretta implementazione di questi dispositivi garantisce l'affidabilità e la longevità del motore nelle applicazioni industriali e commerciali.