Costruzione e funzionamento del circuito di avviamento diretto in linea

Direct Online Starter o DOL è un semplice sistema elettromeccanico progettato per la commutazione e la protezione dei motori a induzione.

Sappiamo tutti che i motori consumano energia elettrica in modo orribile e questo elevato consumo di energia è il risultato della corrente assorbita dall'avvolgimento del motore. Quindi maggiore è la corrente assorbita dal motore, maggiore sarà la potenza da esso consumata e maggiore sarà il calore generato. Questo calore viene solitamente dissipato nell'ambiente tramite radiazione o conduzione per contatto diretto. Ma in alcuni casi in cui non c'è una ventilazione adeguata o l'ambiente è caldo, l'avvolgimento dell'indotto potrebbe bruciare a causa del calore eccessivo.

Quindi la corrente dell'avvolgimento del motore deve essere monitorata attentamente per evitare un flusso di corrente elevato per lunghi periodi di tempo. Quindi, per evitare il flusso di correnti elevate per lunghi periodi di tempo, i motori sono generalmente dotati di sistemi di protezione di vario tipo.

Di solito, questi sistemi di protezione sono richiesti per motori industriali trifase che pilotano carichi di alta potenza. E il Direct Online Starter è un meccanismo che fornisce protezione da sovraccarico per motori a induzione trifase a gabbia di scoiattolo.

Le principali funzioni fornite da Direct Online Starter al motore a induzione trifase sono:

• Protezione da sovracorrente o protezione da cortocircuito.
• Protezione da sovraccarico.
• Configurazione commutazione motore isolata.

Protezione da sovracorrente o protezione da cortocircuito: l' avviatore DOL è costituito da un MCCB (interruttore di circuito) e da un fusibile per scollegare il motore dall'alimentazione in caso di cortocircuito.

Protezione da sovraccarico: l' avviatore DOL consiste in una configurazione elettromeccanica che scollegherà il motore dall'alimentazione se il motore è sovraccarico o se il motore assorbe corrente superiore al valore nominale.

Configurazione della commutazione del motore isolata: poiché i motori ad alta potenza sono pericolosi, gli avviatori DOL sono progettati in modo da consentire al cliente di accendere e spegnere il motore indirettamente.

Le tre caratteristiche sopra menzionate sono importanti per i motori a induzione di bassa e media potenza utilizzati nelle industrie. Quindi gli antipasti DOL sono popolari e ampiamente utilizzati.

Starter online diretto funzionante

Per evitare confusione, smonteremo lo starter DOL originale e discuteremo di ciascuna delle sue sezioni.

La struttura interna del circuito di avviamento online diretto di cui stiamo discutendo di seguito serve solo per comprendere il principio di funzionamento, il design originale dell'avviatore potrebbe essere diverso.

Sezione MCCB (Molded Case Circuit Breaker) e FUSE:

La figura sopra mostra i collegamenti del circuito tra MCCB, fusibili e motore. La funzione di base di questa sezione dell'avviatore DOL è proteggere il motore da guasti e cortocircuiti.

L'MCCB qui sarà selezionato per corrispondere ai valori nominali del motore e in caso di qualsiasi guasto nei collegamenti o negli avvolgimenti del motore, questo MCCB scatterà immediatamente scollegando l'intero sistema dalla linea di alimentazione principale. MCCB è solitamente il primo livello di protezione per l'intero sistema come mostrato sopra. Questi sono installati anche nelle nostre case per la sicurezza.

I fusibili nel circuito sono presenti qui per proteggere il motore e altri dispositivi da un cortocircuito. Questi fusibili salteranno immediatamente in caso di cortocircuito e scollegheranno il motore dalla linea di alimentazione. Inoltre, la potenza del fusibile deve essere scelta accuratamente per evitare esplosioni irregolari durante il funzionamento. Ciò può accadere in caso di massiccia corrente di spunto durante l'avviamento del motore, quindi è importante scegliere fusibili di dimensioni adeguate. Ulteriori informazioni sui vari tipi di circuiti di protezione qui.

Sezione contattore elettromagnetico:

Nella figura sopra è mostrata la struttura interna della configurazione del contattore che è presente nell'avviatore diretto in linea trifase ed è collegata ad un motore a induzione.

Qui l'alimentazione trifase è collegata al motore tramite tre contatti metallici normalmente aperti ovvero "C1", "C2" e "C3". Quindi in condizioni di riposo non circola corrente nel circuito e il motore rimane spento. Anche in questo momento, il "PULSANTE ON" sarà aperto e la corrente non fluirà attraverso la bobina.

Ora, se premiamo il "PULSANTE ON", la bobina qui verrà magnetizzata a causa del flusso di corrente come mostrato di seguito.

Poiché la bobina genera un campo magnetico qui, il blocco di metallo sospeso con una molla verrà attratto dalla bobina e si muoverà verso di essa. Ora che il blocco di metallo si sta muovendo, anche l'intera configurazione del contattore si muoverà insieme ad esso come mostrato nella figura.

Come risultato di questo movimento, i contatti metallici C1, C2 e C3 mettono in cortocircuito i terminali aperti presenti tra la linea di alimentazione ed i terminali dello statore accendendo così il motore. In termini più semplici, dopo che il pulsante è stato premuto monetariamente, il motore verrà alimentato dalla sorgente a causa del movimento del contattore trifase. Inoltre, con il movimento del contattore trifase, la molla verrà tesa ed eserciterà una forza sul blocco metallico per riportarlo nella sua posizione iniziale.

Dopo aver premuto momentaneamente il pulsante ON e averlo rilasciato, la corrente nella bobina, che dovrebbe essere zero, continuerà a scorrere perché ci sarà un altro percorso per il flusso di corrente dopo che il contattore trifase si sposta nella posizione finale. Nella figura si può vedere un circuito chiuso formato per il passaggio della corrente attraverso il contatto metallico "SW".

Quindi, dopo una singola pressione di "PULSANTE ON", il contattore trifase si autoblocca con l'aiuto del contatto metallico "SW" e mantiene il collegamento tra l'alimentazione trifase e il motore.

Ora, per fermare il motore, dovremo aggiungere un altro pulsante al circuito sopra come sotto.

Qui il 'PULSANTE OFF' agirà come un cortocircuito in posizione di riposo e quindi non ci sarà alcuna modifica al funzionamento del circuito di cui abbiamo discusso sopra. Ma una volta premuto il "PULSANTE OFF", il circuito formato tra la linea di alimentazione e la bobina verrà interrotto, il che si tradurrà in una corrente che fluisce attraverso la bobina per diventare zero. Ora che la corrente attraverso la bobina è nulla, la bobina inizierà a smagnetizzarsi e una volta che la bobina perde completamente la sua magnetizzazione il contattore trifase torna nella posizione iniziale a causa della forza esercitata dalla molla in tensione. Ovviamente, ora che il contattore trifase è riportato a riposo, la tensione di alimentazione al motore verrà interrotta, con conseguente arresto dei movimenti del rotore.

Anche dopo il rilascio del pulsante di stop, il contattore trifase rimarrà a riposo fino a quando non verrà nuovamente premuto il pulsante di avviamento per magnetizzare la bobina. Quindi possiamo concludere che usando questa configurazione, possiamo accendere il motore per sempre premendo un pulsante e fermare il motore per sempre premendo l'altro pulsante.

Sezione Protezione da sovraccarico:

La parte fondamentale della sezione di protezione da sovraccarico sono le tre bobine G1, G2 e G3 come mostrato in figura. Queste tre bobine trasportano la stessa corrente dell'avvolgimento dell'indotto poiché sono in serie con il motore a induzione trifase. Quindi, ogni volta che il motore trae energia dalla linea di alimentazione, questi tre avvolgimenti si magnetizzano. E ogni volta che si magnetizzano, gli anelli metallici fissati sull'albero saranno attratti dalle bobine. Normalmente, questo non sarà un problema, ma diventerà evidente una volta che il motore è sovraccarico.

Quindi, per comprendere la funzione di questa sezione, si consideri che il motore è stato acceso qualche tempo fa ed è sovraccarico. Ora, con il motore fortemente caricato, l'avvolgimento dell'indotto attirerà forti correnti dalla fonte di alimentazione e quindi magnetizzerà le bobine G1, G2 e G3 in modo pesantemente indiretto. In presenza di questo campo magnetico pesante, gli anelli metallici supereranno l'opposizione della molla per allinearsi con le rispettive bobine. E una volta che gli anelli di metallo si spostano nella posizione finale, anche il "contatto OL" si sposterà con loro per interrompere il ciclo di "COIL-L".

Quindi il risultato finale del motore con carico pesante è la rottura del circuito di corrente formato tra la linea di alimentazione e "BOBINA-L". Possiamo vedere qui che questo funziona fondamentalmente come premere il pulsante di arresto che abbiamo menzionato sopra. Il risultato finale in entrambi i casi è lo spegnimento del motore per sempre.

Quindi sovraccaricare il motore porterà alla disconnessione della linea di alimentazione e il motore si spegnerà.

Circuito di controllo avviamento in linea diretto

Fino ad ora, abbiamo studiato le tre sezioni ciascuna con una funzione speciale. E dobbiamo unire queste sezioni insieme per formare un antipasto DOL.

Qui puoi vedere la struttura interna finale del Direct Online Starter.

Nella conclusione finale:

• La sezione MCCB-FUSE fornisce protezione da cortocircuito e guasto per il motore.
• La configurazione del contattore trifase fornirà una commutazione bistabile semplice e sicura del motore.
• L'impostazione del contattore OL proteggerà il motore da sovraccarico.

Vantaggi di Direct Online Starter

• Avviatore più economico ed economico: di tutti gli avviatori presenti per motore a induzione trifase, l'avviatore DOL è il più economico ed economico.
• Facile da usare: l'avviatore ha solo due pulsanti per ON e OFF e una manopola per impostare la protezione da sovraccarico che lo rende facile da usare.
• Manutenzione facile: poiché la struttura interna dell'avviatore è semplice, gli ingegneri possono facilmente trovare i guasti e correggerli.
• Poiché non vi è alcuna protezione all'avviamento, il motore fissato con avviatore DOL fornisce il 100% della coppia di avviamento.
• Le dimensioni di DOL sono ridotte rendendolo compatto e affidabile.

Svantaggi di Direct Online Starter

• Poiché non esiste una protezione all'avviamento, l'avviatore DOL non limita la corrente di avviamento.
• Coppia di avviamento elevata non necessaria durante l'avvio del motore.
• Adatto solo per motori di bassa e media potenza.
• Poiché non vi è alcuna protezione all'avvio, la linea di alimentazione a cui è collegato il motore subirà cali di tensione durante l'avvio del motore. Questa fluttuazione di tensione può danneggiare altre apparecchiature elettriche che si alimentano sulla stessa alimentazione.
• Il motore è sottoposto a Stress Termico che influisce sulla vita del motore.
• Lo stress meccanico sul motore aumenta a causa di una coppia di avviamento elevata non necessaria durante l'avviamento del motore.