Page 14 - Attualità Elettrotecnica Maggio 2019

partenze soft, per motori e impianti più protetti
L’avviamento graduale di motori elettrici è una esigenza tipica dell’automazione ed è risolta con i soft starter. Che tuttavia possono avere anche altre
caratteristiche di particolare importanza
a cura di LOVATO Electric
Isoft starter sono dispositivi che consentono un avviamento graduale dei motori elettrici, prevenendo una serie di problemi meccani-
ci ed elettrici tipici degli avviamenti diretti elet- tromeccanici. Le elevate correnti di spunto e gli improvvisi aumenti di coppia causati da un avvio diretto e immediato, infatti, provocano critiche sollecitazioni meccaniche che riduco- no la vita utile del motore. Dal punto di vista elettrico gli elevati assorbimenti di corrente ini- ziali possono indurre abbassamenti di tensio- ne sulla rete di alimentazione con ovvie riper- cussioni su altre apparecchiature collegate al- la stessa linea. Una simile eventualità è ancor più grave a fronte del fatto che i moderni siste- mi elettronici sono particolarmente sensibili a queste fluttuazioni. Benché i soft starter siano utilizzati tipicamente per gestire l’avviamento dei motori, possono essere utili anche in fase di arresto per evitare arresti troppo bruschi. Questa capacità si rivela utile ad esempio nei sistemi di pompaggio, in quanto previene i dannosi colpi d’ariete generati da brusche va- riazioni di pressione che si creano in caso di arresto immediato, ma non solo. Per esempio una decelerazione graduale è indispensabile per la frenatura di macchine con inerzia molto elevata (mulini, trituratori, lame rotanti...) che richiederebbero molto tempo per arrestarsi, con conseguenti rischi per le persone, o ad esempio nelle applicazioni di movimentazione di materiale o persone (ascensori, carripon- ti,...), dove lo stop istantaneo causerebbe perdita di equilibrio. I soft starter, quindi, sono la miglior alternativa alle soluzioni con avvia- menti elettromeccanici tradizionali come gli avviatori diretti con contattori o salvamotori, i sistemi stella-triangolo o gli avviamenti ad im- pedenze o autotrasformatori.
Come è fatto?
Da un punto di vista costruttivo, il cuore di un soft starter è rappresentato da un gruppo di ti- ristori, detti anche SCRs (Silicon Controlled Rectifiers), che costituisce il sistema di poten- za, il cervello invece è un microprocessore
che ha il compito di gestire il comando dei tiri- stori stessi regolando progressivamente la ve- locità del motore durante le rampe di avvio e arresto attraverso un processo di parzializza- zione dell’onda sinusoidale di tensione che alimenta il motore. Una raggiunta la condizio- ne di regime, il motore rimane in rotazione alla frequenza di rete.
La gestione delle rampe di accelerazione e decelerazione dei motori è ottenuta regolando una o più grandezze elettriche, a scelta tra:
• rampa di tensione,
• rampa di corrente,
• rampa di coppia.
Tipicamente l’avviamento più comune presen- te in ogni soft starter, dai più semplici a quelli più avanzati, è il controllo in rampa di tensio-
ne, che consente di ottenere buonissime pre- stazioni ed un comportamento stabile e ripeti- bile. Le versioni più evolute offrono inoltre la possibilità di lavorare direttamente sulla cop- pia del motore anziché sulla tensione, soluzio- ne che consente di raggiungere performance ancora più ottimali.
L’attività di parzializzazione della tensione da parte dei tiristori per il controllo delle rampe di accelerazione e decelerazione genera calore, armoniche e consumo di potenza, pertanto è opportuno utilizzare gli SCR solo quando ne- cessario, ovvero nelle fasi di rampa. Per que- sto motivo, quando il motore raggiunge la sua velocità nominale, gli SCR vengono automati- camente esclusi tramite contattori o relè di by- pass, tipicamente integrati all’interno dei soft
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attualità elettrotecnica - maggio 2019 - numero 4