Schemi di collegamento del relè magnetico a 220 V e 380 V + particolarità del collegamento autonomo

Il contattore magnetico è un dispositivo che garantisce il funzionamento continuo e conforme agli standard delle apparecchiature. Con il suo aiuto si distribuisce la tensione di alimentazione e si gestisce il funzionamento dei carichi collegati.

Più spesso, attraverso di esso si alimentano i motori elettrici. E sempre attraverso di esso si effettua l'inversione del motore e il suo arresto. Tutte queste operazioni possono essere realizzate con il corretto schema di collegamento del contattore magnetico, che può essere assemblato anche da soli.

In questo materiale spiegheremo il dispositivo e i principi di funzionamento del contattore magnetico, e analizzeremo anche le sottigliezze del collegamento del dispositivo.

Differenza tra contattore magnetico e contattore

Spesso, quando si sceglie un dispositivo di commutazione, si crea confusione tra contattori magnetici (CM) e contattori. Questi dispositivi, nonostante la loro somiglianza in molte caratteristiche, sono comunque concetti diversi. Il contattore magnetico raggruppa una serie di apparecchi, collegati in un unico nodo di controllo.

Nel CM possono essere inclusi diversi contattori, oltre a dispositivi di protezione, accessori speciali, elementi di controllo. Il tutto è racchiuso in un involucro con un certo grado di protezione contro l'umidità e la polvere. Con questi dispositivi si gestisce principalmente il funzionamento dei motori asincroni.

La tensione massima con cui lavora il contattore magnetico dipende dalla bobina elettromagnetica di induttanza. Esistono CM di piccoli valori nominali — 12 V, 24 V, 110 V, ma i più comuni sono a 220 V e 380 V

Il contattore è un apparecchio monoblocco con un insieme di funzioni previste dalla specifica progettazione. Mentre i contattori magnetici vengono utilizzati in schemi piuttosto complessi, i contattori sono principalmente presenti in schemi semplici.

Dispositivo e scopo dell'apparecchio

Confrontando il collegamento di un MP e di un contattore, si può concludere che il primo dispositivo differisce dal secondo perché viene utilizzato per l'avviamento del motore elettrico. Si potrebbe addirittura dire che l'MP è lo stesso contattore con cui si controlla il motore elettrico.

Questa differenza è così convenzionale che ultimamente molti produttori chiamano gli MP contattori di corrente alternata, ma di dimensioni ridotte. Inoltre, il costante miglioramento dei contattori li ha resi universali, diventando così multifunzionali.

Scopo del contattore magnetico

Gli MP e i contattori vengono installati nelle reti di potenza che trasportano corrente a tensione alternata o continua. Il loro funzionamento si basa sull'induzione elettromagnetica.

Il dispositivo è dotato di contatti di segnale e di contatti attraverso i quali viene fornita l'alimentazione. I primi sono chiamati ausiliari, i secondi di potenza.

I pulsanti di avvio di cui è dotato il circuito garantiscono un funzionamento comodo. Se è necessario disconnettere il carico, è sufficiente premere il tasto «Stop». In tal caso, l'alimentazione di tensione alla bobina dell'avviatore cesserà e il circuito verrà interrotto.

Gli MP controllano a distanza gli impianti elettrici, inclusi i motori elettrici. Il loro ruolo come protezione è nullo: solo quando la tensione scompare o scende al di sotto del 50%, i contatti di potenza si aprono.

Dopo l'arresto dell'apparecchiatura nel cui circuito è installato il contattore, essa non si riaccenderà mai automaticamente. Per farlo, sarà necessario premere il tasto «Avvio».

Questo è un punto molto importante per la sicurezza, poiché vengono completamente evitati incidenti provocati dall'accensione spontanea dell'impianto elettrico.

I contattori, nei cui circuiti sono inclusi relè termici, proteggono il motore elettrico o un altro impianto da sovraccarichi prolungati. Questi relè possono essere bipolari (TRN) o unipolari (TRP). L'intervento avviene sotto l'effetto della corrente di sovraccarico del motore che li attraversa.

Costruzione e funzionamento dell'apparecchio

Per il corretto funzionamento dell'MP è necessario seguire determinate regole di installazione, avere una conoscenza delle basi della tecnica dei relè e scegliere correttamente lo schema di alimentazione dell'apparecchiatura.

Poiché i dispositivi sono progettati per funzionare per un breve periodo di tempo, i più diffusi sono gli MP con contatti normalmente aperti. I più richiesti sono gli MP delle serie PME e PAE.

I primi vengono installati nei circuiti di segnale per motori elettrici con potenza di 0,27 – 10 kW. I secondi per potenza di 4 – 75 kW. Sono progettati per tensioni di 220 e 380 V.

Le varianti di esecuzione sono quattro:

• aperto;
• protetto;
• antipolvere e antiacqua;
• antipolvere e antispruzzo.

Gli avviatori PME includono nella loro struttura un relè bifase TRN. Nell'avviatore della serie PAE, il numero di relè integrati dipende dalle dimensioni.

Le lettere indicano il tipo di dispositivo, le cifre successive (da 1 a 6) indicano la grandezza. La seconda cifra indica l'esecuzione. L'1 indica un MP non reversibile senza protezione termica, il 2 indica lo stesso ma con protezione termica, il 3 indica un MP reversibile senza protezione termica, il 4 indica un MP con protezione termica e reversibile.

Con una tensione pari a circa il 95% del valore nominale, la bobina dell'avviatore è in grado di garantire un funzionamento affidabile.

L'MP è composto dai seguenti componenti principali:

• nucleo;
• bobina elettromagnetica;
• armatura;
• telaio;
• sensori meccanici di funzionamento;
• gruppi di contattori — centrale e aggiuntivo.

Nella costruzione possono essere inclusi come elementi aggiuntivi: relè di protezione, fusibili elettrici, un kit di morsetti supplementari, un dispositivo di avviamento.

L'MP include nella sua costruzione: base (1), contatti fissi (2), molla (3), nucleo (4), induttore (5), armatura (6), molla (7), ponte di contatto (8), molla (9), camera di spegnimento dell'arco (10), elemento riscaldante (11)

In sostanza, è un relè, ma che interrompe una corrente molto maggiore. Poiché gli elettromagneti di questo dispositivo sono piuttosto potenti, si distingue per un'elevata velocità di intervento.

L'elettromagnete, sotto forma di una bobina con un elevato numero di spire, è progettato per una tensione di 24 – 660 V. Essa è posizionata sul nucleo; è necessaria una potenza elevata per superare la forza della molla.

Quest'ultima è progettata per la rapida disconnessione dei contatti; la velocità di questa operazione determina l'entità dell'arco elettrico. Più velocemente avviene l'apertura, minore è l'arco e migliori saranno le condizioni dei contatti stessi.

Lo stato normale è quando i contatti sono aperti. La molla mantiene sollevata la parte superiore del circuito magnetico.

Quando l'avviatore magnetico viene alimentato, la corrente scorre attraverso la bobina e genera un campo elettromagnetico. Questo attira la parte mobile del circuito magnetico comprimendo la molla. I contatti si chiudono, l'alimentazione arriva al carico e, di conseguenza, esso viene messo in funzione.

In caso di interruzione dell'alimentazione dell'MP, il campo elettromagnetico scompare. Raddrizzandosi, la molla dà una spinta e la parte superiore del circuito magnetico si solleva. Di conseguenza, i contatti si aprono e l'alimentazione al carico viene a mancare.

Alcuni modelli di avviatori sono dotati di limitatori di sovratensione, utilizzati nei sistemi di controllo a semiconduttori.

È possibile controllare manualmente il funzionamento del sistema premendo sull'armatura per percepire la forza di compressione della molla. È proprio la forza di compressione che contrasta il campo magnetico. Quando l'armatura è completamente abbassata, i contatti, respinti dalla molla, si disattivano.

L'alimentazione della bobina di comando dopo il collegamento dell'avviatore magnetico avviene in corrente alternata, ma per questo dispositivo il tipo di corrente non ha importanza.

I contattori, di norma, sono dotati di due tipi di contatti: di potenza e di blocco. Tramite i primi si collega il carico, mentre i secondi proteggono da azioni errate durante il collegamento.

I contatti di potenza del contattore possono essere 3 o 4 coppie, tutto dipende dalla struttura del dispositivo. In ogni coppia ci sono sia contatti mobili che fissi, collegati ai morsetti presenti sull'involucro tramite lamine metalliche.

I primi si differenziano per il fatto che al carico viene costantemente fornita alimentazione. L'uscita dallo stato operativo avviene solo dopo l'attivazione del contattore.

Ai contattori con contatti normalmente aperti viene fornita alimentazione esclusivamente durante il funzionamento del contattore.

Si distinguono due tipi di contatti di blocco: normalmente chiusi e normalmente aperti. Il contatto del primo tipo è presente nel pulsante «Stop», mentre quello normalmente aperto è presente nel pulsante «Avvio».

I contatti normalmente chiusi si distinguono per il fatto che al carico viene costantemente fornita alimentazione, mentre la disconnessione avviene esclusivamente dopo l'attivazione del contattore. Ai contattori con contatti normalmente aperti viene fornita alimentazione esclusivamente durante il funzionamento del contattore.

Caratteristiche di montaggio del contattore

Un montaggio errato del contattore magnetico può avere conseguenze come falsi attivazioni. Per evitare ciò, non si devono scegliere aree soggette a vibrazioni, urti, scossoni.

Strutturalmente, il contattore è realizzato in modo da poter essere montato in un quadro elettrico, ma nel rispetto delle regole. Il dispositivo funzionerà in modo affidabile se il luogo di installazione è una superficie diritta, piana e posizionata verticalmente.

I relè termici non devono essere sottoposti a riscaldamento da fonti di calore esterne, poiché ciò influirebbe negativamente sul funzionamento del dispositivo. Per questo motivo non devono essere collocati in luoghi soggetti a riscaldamento.

È assolutamente vietato installare il contattore magnetico in un locale dove sono montati dispositivi con corrente da 150 A. L'accensione e lo spegnimento di tali dispositivi provoca un colpo rapido.

I fili di rame prima del collegamento devono essere stagnati. Se sono a trefoli, le loro estremità vengono attorcigliate prima della stagnatura. Per i fili di alluminio, le estremità vengono pulite con una lima, quindi ricoperte con una pasta o vaselina tecnica.

Per evitare la deformazione delle rondelle elastiche presenti nel morsetto di contatto del contattore, l'estremità del conduttore viene piegata a forma di U o ad anello. Quando è necessario collegare 2 conduttori al morsetto, le loro estremità devono essere dritte e posizionate ai due lati della vite di serraggio.

All'accensione del contattore deve precedere un'ispezione, una verifica del corretto funzionamento di tutti gli elementi. Le parti mobili devono potersi muovere a mano. I collegamenti elettrici devono essere confrontati con lo schema.

Schemi di collegamento popolari del contattore magnetico

Il più delle volte si utilizza uno schema di montaggio con un unico dispositivo. Per collegare i suoi elementi principali si utilizzano un cavo a tre conduttori e due contatti aperti nel caso in cui il dispositivo sia spento.

È uno schema estremamente semplice. Si assembla quando si chiude l'interruttore automatico QF. Dai cortocircuiti (CC) il circuito di controllo è protetto dal fusibile PU.

In condizioni normali, il contatto del relè R è chiuso. Premendo il tasto «Avvio» il circuito si chiude. La pressione del pulsante «Stop» apre il circuito. In caso di sovraccarico, il sensore termico R si attiva e apre il contatto R, la macchina si ferma.

In questo schema, la tensione nominale della bobina è molto importante. Quando la tensione sulla bobina è 220 V e quella del motore è 380 V, in caso di collegamento a stella, questo schema non è adatto.

Per questo si utilizza uno schema con conduttore neutro. È opportuno applicarlo in caso di collegamento degli avvolgimenti del motore a triangolo.

Sottigliezze del collegamento del dispositivo a 220 V

Indipendentemente da come si decide di collegare il contattore magnetico, nel progetto sono necessariamente presenti due circuiti: quello di potenza e quello di segnale. Attraverso il primo si fornisce la tensione, tramite il secondo si controlla il funzionamento dell'apparecchiatura.

Caratteristiche del circuito di potenza

L'alimentazione per il contattore viene collegata tramite i contatti, solitamente indicati con i simboli A1 e A2. Su di essi arriva una tensione di 220 V, se la bobina stessa è progettata per tale tensione.

È più comodo collegare la «fase» a A2, anche se non c'è differenza sostanziale nel collegamento. La fonte di alimentazione viene collegata ai contatti situati più in basso sull'involucro.

Il tipo di tensione non ha importanza, l'importante è che il valore nominale non superi 220 V.

Attraverso un contattore magnetico dotato di bobina a 220 V, è possibile fornire tensione da un generatore diesel, un generatore eolico, una batteria o altre fonti. Il suo prelievo avviene dai morsetti T1, T2, T3.

Lo svantaggio di questa opzione di collegamento è che per accenderla o spegnerla è necessario manipolare la spina. Lo schema può essere migliorato installando un interruttore automatico davanti al contattore. Con il suo aiuto si accende e si spegne l'alimentazione.

Modifica del circuito di controllo

Queste modifiche non riguardano il circuito di potenza, in questo caso viene modernizzato solo il circuito di controllo. L'intero schema nel suo complesso subisce modifiche minori.

Quando i tasti si trovano in un unico involucro, il gruppo viene chiamato «postazione a pulsanti». Ognuno di essi ha una coppia di ingressi e una coppia di uscite. Il tasto «Avvio» ha morsetti normalmente aperti (NO), mentre il tasto opposto ha morsetti normalmente chiusi (NC).

I tasti vengono installati in serie davanti al contattore. Il primo è «Avvio», seguito da «Stop». I contatti del contattore magnetico vengono azionati tramite un impulso di comando.

L'origine di tale impulso è il pulsante di avvio premuto, che apre il percorso per l'alimentazione della bobina di comando. Non è necessario mantenere premuto il tasto «Avvio».

Esso viene mantenuto secondo il principio di auto-innesco. Consiste nel fatto che in parallelo al pulsante «Avvio» vengono collegati ulteriori contatti auto-bloccanti. Essi alimentano la bobina.

Dopo la loro chiusura, la bobina si autoalimenta. L'interruzione di questo circuito provoca lo spegnimento del contattore magnetico.

Il pulsante di arresto «Stop» è solitamente rosso. Il pulsante di avvio può avere non solo la scritta «Avvio», ma anche «Avanti», «Indietro». Il più delle volte è di colore verde, sebbene possa essere anche nero.

Collegamento alla rete trifase

È possibile collegare l'alimentazione trifase attraverso la bobina del contattore magnetico, che funziona a 220 V. Di solito lo schema viene applicato con un motore asincrono. Il circuito di segnale non viene modificato.

Una fase e lo «zero» vengono collegati ai contatti corrispondenti. Il conduttore di fase viene instradato attraverso i pulsanti di avvio e di arresto. Sui contatti NO13, NO14 viene inserito un ponticello tra il contatto chiuso e quello aperto.

Il circuito di potenza presenta differenze, ma non molto significative. Le tre fasi vengono applicate agli ingressi indicati sullo schema come L1, L2, L3. Il carico trifase viene collegato a T1, T2, T3.

Inserimento del relè termico nello schema

Nell'intervallo tra il contattore magnetico e il motore elettrico asincrono viene collegato in serie un relè termico. La sua scelta viene effettuata in base al tipo di motore.

Il relè termico proteggerà il motore elettrico da guasti e situazioni di emergenza che possono verificarsi in caso di perdita di una delle fasi

Il relè viene collegato al terminale con il contattore magnetico. La corrente lo attraversa fino al motore in serie, riscaldando contemporaneamente il relè. La parte superiore del relè è dotata di contatti ausiliari, collegati alla bobina.

I riscaldatori del relè sono dimensionati per il valore limite della corrente che li attraversa. Ciò viene fatto affinché, quando il motore è in pericolo a causa di surriscaldamento, il relè possa disinserire il contattore.

Le consigliamo di leggere il nostro altro articolo in cui abbiamo spiegato come scegliere e collegare un contattore elettromagnetico a 380 V. Per maggiori dettagli – segua il link.

Avviamento del motore con inversione di marcia

Per il funzionamento di determinate apparecchiature, è necessario che il motore possa ruotare sia a sinistra che a destra.

Lo schema di collegamento per questa variante contiene due contattori magnetici, una pulsantiera o tre pulsanti separati: due di avvio «Avanti», «Indietro» e «Stop».

Per implementare questa variante, allo schema con un contattore magnetico viene aggiunto un altro circuito di segnale. Include il pulsante SB3, il contattore magnetico KM2. Anche la parte di potenza è leggermente modificata.

Contro i cortocircuiti, il circuito di potenza è protetto dai contatti normalmente chiusi KM1.2, KM2.2.

La preparazione dello schema per il funzionamento viene effettuata come segue:

1. Si accende l'interruttore automatico QF1.
2. Sui contatti di potenza dei contattori magnetici KM1, KM2 arrivano le fasi A, B, C.
3. La fase che alimenta il circuito di comando (A) attraverso SF1 (interruttore automatico di protezione dei circuiti di segnalazione) e il pulsante SB1 «Stop» viene applicata al contatto 3 (pulsanti SB2, SB3), contatto 13NO (contattore KM1, KM2).

Successivamente, il circuito funziona secondo un algoritmo che dipende dal senso di rotazione del motore.

Controllo dell'inversione del motore

La rotazione inizia quando viene premuto il pulsante SB2. In questo caso, la fase A attraverso KM2.2 viene fornita alla bobina del contattore KM1. Inizia l'attivazione del contattore con la chiusura dei contatti normalmente aperti e l'apertura dei contatti normalmente chiusi.

La chiusura di KM1.1 provoca l'auto-mantenimento, e dopo la chiusura dei contatti di KM1, le fasi A, B, C vengono applicate ai contatti corrispondenti degli avvolgimenti del motore, e il motore inizia a ruotare.

Prima di avviare il motore nella direzione opposta, è necessario fermare la rotazione precedentemente impostata tramite il pulsante «Stop». Per la rotazione nella direzione opposta, è sufficiente scambiare la posizione di due fasi di alimentazione qualsiasi utilizzando il contattore KM2.

L'azione intrapresa disconnetterà il circuito, la fase di comando A non verrà più fornita alla bobina di KM1, e il nucleo con i contatti, tramite la molla di richiamo, tornerà nella posizione iniziale.

I contatti si apriranno, l'alimentazione al motore M verrà interrotta. Il circuito rimarrà in modalità di attesa.

Viene avviato premendo il pulsante SB3. La fase A attraverso KM1.2 arriverà a KM2, il contattore si attiverà e tramite KM2.1 si troverà in autoalimentazione.

Successivamente, il contattore tramite i contatti di KM2 scambierà le fasi. Di conseguenza, il motore M cambierà il senso di rotazione. Nel frattempo, il collegamento KM2.2, situato nel circuito che alimenta il contattore KM1, si aprirà, impedendo l'attivazione di KM1 mentre KM2 è in funzione.

Funzionamento dello schema di potenza

La responsabilità della commutazione delle fasi per invertire la rotazione del motore è affidata allo schema di potenza.

Il filo di colore bianco porta la fase A al contatto sinistro del contattore KM1, poi attraverso un ponticello arriva al contatto sinistro di KM2. Le uscite dei contattori sono anche collegate da un ponticello incrociato e quindi tramite KM1 la fase A del motore viene applicata al primo avvolgimento.

Quando i contatti del contattore KM1 si attivano, la fase A viene applicata al primo avvolgimento, la fase B al secondo e la fase C al terzo. In questo caso, il motore ruota a sinistra.

Quando KM2 si attiva, le fasi B e C vengono scambiate. La prima (fase B) va al terzo avvolgimento, la seconda (fase C) al secondo. Non si verificano cambiamenti per la fase A. Il motore inizierà a ruotare a destra.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Dettagli sul dispositivo e collegamento del contattore:

Assistenza pratica per il collegamento del contattore:

Con gli schemi forniti è possibile collegare un contattore magnetico da soli sia a una rete a 220 V che a 380 V.

Bisogna ricordare che l'assemblaggio non è complesso, ma per lo schema di inversione è importante avere una protezione bidirezionale che renda impossibile l'attivazione simultanea. Il blocco può essere sia meccanico che tramite contatti di blocco.

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