Come funziona un motorino di avviamento: tipi, funzionalità e applicazioni

Un avviatore di motore è un dispositivo essenziale utilizzato nei circuiti elettrici per controllare l'avvio e il funzionamento dei motori elettrici. È progettato per proteggere il motore da potenziali danni causati da sovraccarichi, cortocircuiti e altri guasti elettrici, garantendo un processo di avvio e arresto sicuro ed efficiente. Il ruolo di un motorino di avviamento va oltre la semplice accensione e spegnimento del motore—: regola il flusso di potenza, offre protezione e aumenta la longevità del motore.

Questo articolo fornisce un'analisi approfondita del funzionamento degli avviatori motore, delle loro tipologie e delle applicazioni più comuni.

Che cosa è un motorino di avviamento?

Fondamentalmente, un avviatore del motore è un dispositivo elettrico che consente a un motore elettrico di avviarsi in sicurezza controllando la corrente elettrica che scorre verso il motore. In genere include componenti come contattori, relè di sovraccarico e fusibili o interruttori automatici. Questi componenti lavorano in tandem per garantire che il motore funzioni entro limiti di sicurezza.

Gli avviatori del motore sono comunemente utilizzati in applicazioni industriali, commerciali e residenziali per prevenire problemi come sbalzi di potenza, surriscaldamento e usura meccanica durante la fase di avvio del motore.

Come funziona un motorino di avviamento?

Il principio di funzionamento di un motorino di avviamento può essere suddiviso in diversi passaggi chiave:

Alimentazione: quando l'avviatore del motore riceve energia, il contattore (un tipo di interruttore) all'interno dell'avviatore del motore chiude il circuito, consentendo all'elettricità di fluire verso il motore. Questo passaggio avvia il motore.

Regolazione della corrente: l'avviatore del motore regola la quantità di corrente fornita al motore. Ciò garantisce che il motore non assorba una corrente eccessiva durante l'avvio, prevenendo un potenziale sovraccarico elettrico.

Meccanismo di protezione: gli avviatori del motore sono dotati di relè di sovraccarico o fusibili che monitorano la corrente. Se la corrente supera il limite di sicurezza, il relè di sovraccarico o il fusibile interromperanno il circuito, evitando danni al motore. In alcuni avviatori, il contattore si aprirà anche se viene rilevato un flusso di corrente anomalo.

Sequenza di avviamento: a seconda del tipo di avviatore, il motore può avviarsi direttamente, tramite un metodo a tensione ridotta (come un avviatore stella-delta), oppure tramite un meccanismo di avviamento graduale, che aumenta gradualmente la tensione al motore, impedendo un'elevata corrente di avviamento.

Controllo motore: oltre alle funzioni di avvio e arresto di base, alcuni avviatori motore offrono ulteriori opzioni di controllo, tra cui controlli di rotazione inversa e in avanti, nonché commutazione automatica o manuale in base a condizioni preimpostate.

Tipi di avviatori a motore

Gli avviatori del motore sono disponibili in diversi tipi, ciascuno dei quali offre caratteristiche diverse per soddisfare specifiche esigenze di controllo del motore:

Avviatore Direct-On-Line (DOL):

Questo è il tipo più semplice di motorino di avviamento, utilizzato per motori più piccoli.

Negli avviatori DOL, il motore è collegato direttamente all'alimentatore, consentendo al motore di avviarsi a piena tensione.

Questi avviatori vengono generalmente utilizzati per motori a bassa potenza (fino a 5-7,5 kW).

Star-Delta Starter:

Questo avviatore viene utilizzato per ridurre la corrente di spunto all'avvio di motori più grandi.

Inizialmente il motore viene collegato in configurazione a stella (con tensione più bassa) e successivamente commutato in configurazione delta (tensione più alta).

Ciò riduce le scosse elettriche e le sollecitazioni meccaniche sul motore e sul circuito.

Avviamento dell'autotrasformatore:

Simile all'avviatore a stella-delta, questo avviatore riduce la tensione al motore all'avvio.

Tuttavia, invece di una configurazione stella-delta, viene utilizzato un autotrasformatore (un trasformatore con un singolo avvolgimento) per ridurre la tensione fornita al motore, consentendo un avvio più fluido.

Avviatore morbido:

Questo tipo di avviamento del motore aumenta gradualmente la tensione al motore, garantendo un avviamento fluido e controllato.

È ideale per applicazioni in cui improvvisi sbalzi di potenza potrebbero danneggiare apparecchiature sensibili o in cui è richiesto un controllo preciso sull'avvio del motore.

Azionamento a frequenza variabile (VFD):

I VFD sono avviatori di motori avanzati che non solo controllano l'avvio del motore ma ne regolano anche la velocità durante il funzionamento.

I VFD regolano la frequenza della potenza fornita al motore, consentendo il controllo della velocità variabile. Vengono spesso utilizzati in applicazioni in cui la velocità del motore deve essere regolata in base alle variazioni di carico.

Componenti chiave di un motorino di avviamento

Gli avviatori a motore sono in genere costituiti da diversi componenti chiave, ciascuno dei quali svolge una funzione specifica:

Contattore:

Il contattore è un interruttore elettrico per impieghi gravosi che controlla il flusso di elettricità al motore.

È responsabile dell'apertura e della chiusura del circuito, consentendo al motore di avviarsi e arrestarsi.

Relè di sovraccarico:

Questo componente è progettato per proteggere il motore dall'assorbimento eccessivo di corrente, che potrebbe causare surriscaldamento o danni.

Monitora la corrente che scorre verso il motore e fa scattare il circuito in caso di sovraccarico.

Fusibili o interruttori automatici:

Proteggono dai cortocircuiti interrompendo il circuito in caso di picco improvviso di corrente.

I fusibili si sciolgono quando sono sovraccarichi, mentre gli interruttori automatici scattano e possono essere ripristinati.

Pulsanti di controllo:

Si tratta degli ingressi manuali (come un pulsante "start" e "stop") che consentono agli operatori di controllare il funzionamento del motore.

Contatti ausiliari:

Questi contatti forniscono un feedback sullo stato operativo del motore e aiutano a controllare altri dispositivi o allarmi correlati.

Applicazioni degli avviatori a motore

Gli avviatori a motore sono ampiamente utilizzati in vari settori e applicazioni:

Produzione industriale: gli avviatori del motore vengono utilizzati nei sistemi di trasporto, nelle pompe, nei ventilatori e in altri macchinari industriali per proteggere il motore e garantire un funzionamento fluido e affidabile.

Sistemi HVAC: gli avviatori motore vengono utilizzati nei sistemi di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria (HVAC) per regolare il funzionamento di motori di grandi dimensioni in compressori, ventilatori e ventole.

Impianti di trattamento delle acque: le grandi pompe e i motori utilizzati nel trattamento delle acque necessitano di avviatori per motori per un funzionamento sicuro ed efficiente.

Settore minerario e petrolifero e del gas: le attrezzature utilizzate in questi settori operano spesso in ambienti difficili e gli avviatori dei motori vengono utilizzati per prevenire guasti elettrici che potrebbero causare tempi di fermo o rischi per la sicurezza.

Applicazioni residenziali e commerciali: gli avviatori a motore vengono utilizzati anche in applicazioni residenziali e commerciali come unità di condizionamento dell'aria, frigoriferi e pompe.

Conclusione

Gli avviatori del motore sono fondamentali per il funzionamento sicuro ed efficiente dei motori elettrici. Non solo facilitano un processo di avvio regolare, ma forniscono anche una protezione essenziale al motore e ai suoi componenti collegati. Con vari tipi disponibili, dai semplici avviatori DOL agli avviatori morbidi avanzati e ai VFD, la selezione del giusto avviatore del motore dipende dalle dimensioni del motore, dall'applicazione e dalla necessità di meccanismi di controllo o protezione della velocità. Comprendere come funziona un avviatore del motore garantisce che i motori elettrici funzionino in modo efficiente, durino più a lungo e siano protetti da guasti elettrici, rendendoli indispensabili in molti settori.