Contattore

contattore.

un contattoreÈ un elemento elettromeccanico che ha la capacità di stabilire o interrompere la corrente elettrica di un carico, con la possibilità di essere azionato a distanza mediante l'utilizzo di elementi di comando, che sono costituiti da un circuito bobina/elettromagnete attraverso il quale circola una corrente elettrica. corrente rispetto al carico stesso (per il comando potrebbe essere utilizzata anche una bassa tensione). Dal punto di vista costruttivo sono simili ai relè ed entrambi consentono il controllo manuale o automatico, in locale o in remoto, di tutti i tipi di circuiti. Ma si differenziano per la missione che ciascuno svolge: i relè controllano correnti di basso valore come quelle dei circuiti di allarme visivo o acustico, alimentazione dei contattori, ecc. e i contattori sono utilizzati come interruttori elettromagnetici nel collegamento e scollegamento di circuiti di illuminazione e forza motrice ad alta tensione e ad alta potenza.

Lo scopo di un contattore è quello di attivare carichi elevati che potrebbero produrre effetti dannosi sulla salute dell'operatore. È il caso di una scarica atmosferica tra i contatti di un interruttore a coltello nel momento di azionare l'avviamento di un motore che ha un carico inerziale accoppiato, che potrebbe causare ustioni.

La funzionalità sarebbe descritta come segue. Dispone di un elemento elettromagnete (bobina che, quando circola una corrente, produce effetti magnetici di attrazione o repulsione) che attrae un asse a cui sono richiesti i contatti mobili che chiudono il circuito, interconnettendo i corrispondenti contatti principali, dispone inoltre di contatti ausiliari ( NA / NC ) che servono per eseguire azioni di interblocco (lasciando che il contattore continui a funzionare senza dover premere continuamente un pulsante).

Cambio "Tutto o niente"

La funzione di commutazione on/off spesso imposta e interrompe l'alimentazione ai ricevitori. Questa è solitamente la funzione dei contattori elettromagnetici. Nella maggior parte dei casi, il telecomando è fondamentale per facilitarne l'utilizzo, così come il compito dell'operatore che solitamente è lontano dai comandi di controllo della potenza. In linea di massima, questo comando offre informazioni sull'azione svolta, visualizzabili attraverso le spie o un secondo dispositivo. Questi circuiti elettrici complementari detti "circuiti di asservimento e di segnalazione" sono realizzati mediante contatti ausiliari che sono incorporati nei contattori, contattori ausiliari o relè di automazione, oppure sono già inclusi nei blocchi additivi che sono montati sui contattori.

La commutazione tutto o niente può essere eseguita anche con relè e contattori a stato solido. Allo stesso modo può essere integrato in dispositivi con molteplici funzioni, come interruttori automatici per motori o contattori per interruttori automatici. ]

Parti

Parti di un contattore.

involucro

È il supporto su cui sono fissati tutti i componenti conduttivi al contattore. È fatto di un materiale non conduttivo, ha rigidità e resiste al calore non estremo. Inoltre, è la presentazione visiva del contattore. Diversi materiali sono usati per le conchiglie.

Elettromagnete

È l'elemento motore del contattore. È composto da una serie di dispositivi. I più importanti sono il circuito magnetico e la bobina. Il suo scopo è trasformare l'energia elettrica in magnetismo , generando così un campo magnetico molto intenso, che provocherà un movimento meccanico.

Bobina

È una bobina di filo di rame molto sottile con un gran numero di spire, che, quando viene applicata la tensione, genera un campo magnetico. Questo a sua volta produce un campo elettromagnetico, maggiore della coppia resistente delle molle, che, come le molle, separano l'indotto dal nucleo, in modo che queste due parti possano essere strettamente unite. Quando una bobina viene alimentata con corrente alternata, la corrente che assorbe (chiamata corrente di suoneria) è relativamente alta, perché il circuito ha solo la resistenza del conduttore.

Questa elevata corrente genera un forte campo magnetico, in modo che il nucleo possa attrarre l'indotto e vincere la resistenza meccanica della molla o della molla che li tiene separati a riposo. Una volta chiuso il circuito magnetico, quando il nucleo si unisce all'indotto, l' impedenza della bobina aumenta, in modo tale che la corrente di chiamata si riduce, ottenendo così una minore corrente di mantenimento o di lavoro...

Le bobine sono denominate come segue: A1 e A2.

nucleo

Si tratta di una parte metallica, in materiale ferromagnetico, generalmente a forma di E, che viene fissata nell'involucro, la cui funzione è quella di concentrare e aumentare il flusso magnetico generato dalla bobina (posta nella colonna centrale del nucleo) , per attirare più efficacemente l'armatura.

Guglia d'ombra

Viene utilizzato per prevenire le vibrazioni in un contattore. È posizionato in modo tale da abbracciare parte del campo magnetico fisso generando vibrazioni. Per evitare ciò, l'anello d'ombra sposta nel tempo parte del flusso magnetico, che a sua volta sposta la forza di attrazione nel tempo, ottenendo 2 forze che lavorano insieme per evitare vibrazioni. Nel caso di funzionamento in corrente continua non è necessario utilizzare un anello d'ombra perché il flusso magnetico è costante e non genera vibrazioni.

Armatura

Elemento mobile, la cui costruzione è simile a quella del nucleo, ma senza anelli d'ombra. La sua funzione è quella di chiudere il circuito magnetico una volta eccitata la bobina, poiché deve essere separata dal nucleo per azione di una molla. Questo divario è chiamato dimensione callout.

Le caratteristiche della molla consentono di effettuare sia la chiusura che l'apertura del circuito magnetico in tempi molto rapidi, intorno ai 10 millisecondi. Quando la coppia resistente della molla è maggiore della coppia elettromagnetica, il nucleo non sarà in grado di attirare l'indotto o sarà molto difficile farlo. Al contrario, se la coppia resistente della molla è troppo debole, la separazione dell'indotto non avverrà abbastanza rapidamente.

Contatti

Simbologia dei poli (sopra) e Contatti Ausiliari (sotto).

Sono elementi conduttivi il cui scopo è quello di stabilire o interrompere il flusso di corrente non appena la bobina viene eccitata. Ogni contatto è composto da tre gruppi di elementi: due parti fisse poste sul guscio e una parte mobile posta sull'armatura per stabilire o interrompere il flusso di corrente tra le parti fisse. Il contatto mobile porta la citata molla che garantisce la pressione e quindi l'unione delle tre parti.

Tipi:

• Contatti principali: La sua funzione è quella di stabilire o interrompere il circuito principale, assicurando così che la corrente venga trasportata dalla rete al carico. Simbologia: sono referenziati con un'unica cifra da 1 a 6.

• Contatti ausiliari. La loro funzione specifica è quella di consentire o interrompere il passaggio di corrente alle bobine dei contattori o agli elementi di segnalazione, per i quali sono dimensionati solo per correnti molto basse. I tipi più comuni sono:

• Istantanee. Agiscono non appena la bobina del contattore viene eccitata. Sono responsabili dell'apertura e della chiusura del circuito.

• Temporizzato. Agiscono dopo un certo tempo dopo che la bobina è stata eccitata (tempo di connessione) o dopo che la bobina è stata diseccitata (tempo di disconnessione).
• Apertura lenta. Lo spostamento e la velocità del contatto mobile è uguale a quella dell'indotto.
• apertura positiva. I contatti chiuso e aperto non possono coincidere chiuso in nessun momento.

Nei loro simboli appaiono con due cifre dove l'unità indica:

• 1 e 2, contatto normalmente chiuso, NC.
• 3 e 4, contatto normalmente aperto, NO.
• 5 e 6, contatto NC di apertura o protezione temporizzata.
• 7 e 8, chiusura temporizzata o contatto NO di protezione.

dal canto suo, la cifra delle decine indica il numero d'ordine di ogni contatto nel contattore. Da un lato è indicato a quale contattore appartiene.

Relè termico

Il relè termico è un elemento di protezione che si trova nel circuito di potenza, contro i sovraccarichi. Il suo principio di funzionamento si basa sul fatto che l'aumento della temperatura deforma alcuni elementi bimetallici , per attivare, al raggiungimento di determinati valori, dei contatti ausiliari che disattivano l'intero circuito e contemporaneamente eccitano un elemento di segnalazione.

Il bimetallo è formato da due metalli con diversi coefficienti di dilatazione e saldamente uniti tra loro, regolarmente mediante saldatura a punti. Il calore necessario per piegare o riflettere la lastra bimetallica è prodotto da una resistenza, avvolta attorno al bimetallo, che è ricoperta di amianto , attraverso la quale circola la corrente che va dalla rete al motore.

I bimetalli iniziano a flettersi quando la corrente supera il valore nominale per cui sono stati dimensionati, spingendo una lastra di fibra fino al cambio di stato dei contatti ausiliari che porta.

Primavera

È una molla incaricata di riportare i contatti nella posizione di riposo una volta cessato il campo magnetico delle bobine.

Operazione

I contatti principali sono collegati al circuito da governare. Garantendo l'instaurazione e l'interruzione delle correnti principali e in funzione del numero di percorsi di corrente, può essere bipolare, tripolare, tetrapolare, ecc. Eseguire le manovre contemporaneamente su tutti i binari.

I contatti ausiliari sono di due tipi: aperti, NA e chiusi, NC. Questi fanno parte del circuito ausiliario del contattore e garantiscono l'autoalimentazione, i comandi, gli interblocchi dei contatti e la segnalazione nell'apparecchiatura di automazione.

Quando la bobina del contattore è eccitata dal flusso di corrente, sposta il nucleo all'interno e trascina i contatti principali e ausiliari, stabilendo attraverso i poli, il circuito tra la rete e il ricevitore. Questo trascinamento o spostamento può essere:

• Ruotando, ruota attorno al suo asse.
• Per traslazione, scorrevole parallelamente alle parti fisse.
• Combinazione di movimenti, rotazione e traslazione.

Quando la bobina cessa di essere alimentata, apre i contatti per effetto della molla di pressione del polo e della molla di richiamo dell'ancora mobile. Se deve essere governato da punti diversi, i pulsanti di avviamento sono collegati in parallelo e il pulsante di arresto in serie.

Esempio

	${\ Displaystyle Con.\,}$		$disattivato\,$
					1
					Due
					3
					4
					5

Vediamo un esempio applicativo di un contattore, per collegare le uscite bifase di un generatore. Nello schema sono visibili due circuiti, quello dei livelli 1, 2 e 3, di manovra, dove si trovano i pulsanti di connessione e disconnessione, la bobina del contattore, il suo contatto ausiliario, e l'alimentazione del circuito di manovra.

Nei livelli 4 e 5, di forza, si trovano il generatore bifase e i contatti del contattore che collegano o scollegano le uscite.

Il contattore di esempio ha un contatto ausiliario per la sua retroazione, la bobina e due contatti di potenza in basso, delineati nella linea blu tratteggiata verticale.

Il funzionamento del meccanismo è il seguente: tramite i pulsanti On. e Des. la bobina del contattore è collegata o scollegata al pulsante On , che è in parallelo al contatto ausiliario. Una volta eccitata la bobina si autoalimenta e non necessita del pulsante Con. per continuare a essere premuto.

Premendo Off viene tolta l'alimentazione alla bobina che viene diseccitata togliendo sia la sua retroazione attraverso il contatto ausiliario che l'uscita del generatore attraverso i contatti di potenza.

Se On e Off vengono premuti contemporaneamente . il contattore è disattivato, poiché Des. interrompe l'alimentazione alla bobina, indipendentemente dalla posizione On o dal contatto ausiliario.

Questo stesso meccanismo può essere utilizzato per avviare un motore collegandolo o scollegandolo da una fonte di alimentazione esterna. Il numero di contatti forzati può essere maggiore.

Classificazione

Per la sua costruzione

• Contattori elettromagnetici. Sono azionati tramite un elettromagnete .
• Contattori elettromeccanici. Sono azionati da un servomotore che carica un filo di rame a spirale avvolto su un'anima metallica, generalmente quadrata con un dispositivo che funge da interruttore alloggiato al centro di esso.
• contattori pneumatici. Sono azionati dalla pressione dell'aria.
• Contattori idraulici. Sono azionati dalla pressione dell'olio.
• Contattori statici. Sono costruiti sulla base di tiristori . Presentano alcuni inconvenienti: la loro dimensione deve essere molto superiore al necessario, la potenza dissipata è molto elevata, sono molto sensibili ai parassiti interni e hanno una notevole corrente di dispersione. Inoltre, il suo costo è molto superiore a quello di un equivalente contattore elettromeccanico.

Dal tipo di corrente che alimenta la bobina

• Contattori in corrente alternata (AC).

Sono i più usati oggi. Il mercato offre un'ampia gamma di taglie, a seconda della potenza che devono controllare. I contattori CA richiedono un cortocircuito in rame sulla faccia del polo principale che, insieme a un'adeguata rettifica delle facce dei poli di contatto, aiuta ad eliminare la tendenza del contattore a vibrare. A causa della notevole variazione dell'impedenza nelle bobine dei contattori a seconda che il loro circuito magnetico sia aperto o chiuso, la corrente di trazione iniziale è notevolmente maggiore della corrente di mantenimento stabilita dopo la chiusura.

In questo modo, ed automaticamente, si ha una corrente iniziale sufficiente a produrre la netta e rapida chiusura del contattore, ed una successiva corrente di mantenimento di valore basso ma sufficiente a mantenerlo ben chiuso.

I tempi richiesti per la chiusura dei contattori variano da 150 a 300 millisecondi, a seconda della taglia di ciascuno relativa alla potenza da controllare.

• Contattori per corrente continua (DC)

Sono necessariamente più ingombranti e pesanti (e più costosi) delle loro controparti AC. Adottano un layout più aperto. Tale disposizione e le sue maggiori dimensioni derivano dalla necessità di una speciale progettazione dei suoi contatti e delle sue camere di estinzione, in modo che siano in grado di resistere e controllare gli intensi archi prodotti nell'interruzione dei circuiti in corrente continua e anche dalla necessità di avere un migliore accesso ai contatti per attività di ispezione o manutenzione.

Con lo stesso scopo, questi contattori sono dotati di cosiddette bobine "soffianti" d'arco che, poste immediatamente al di sotto del luogo in cui si producono gli archi, espandono gli archi all'interno delle camere parascintille per favorirne la rapida estinzione.

Dato che la resistenza della bobina in questi contattori ha un valore costante, per avere una corrente iniziale sufficiente per la chiusura, e una successiva corrente di mantenimento di valore minore, si utilizzano resistori detti "economizzatori". La sua inclusione nel circuito è controllata da un contatto ausiliario del contattore stesso (o da contatti ausiliari di un altro relè o contattore).

Per categoria di servizio

A seconda della categoria di servizio, le applicazioni dei contattori sono:

• AC1 (cosφ>=0,9). Carichi puramente resistivi per riscaldamento elettrico. Sono per condizioni di servizio leggero di carichi non induttivi o debolmente induttivi, forni a resistenza, lampade a incandescenza, riscaldatori elettrici. Non per i motori.
• AC3 (cosφ=0,6). Motori sincroni (rotore a gabbia di scoiattolo).
• AC2 (cosφ=0,3). Motori asincroni (slip ring).
• AC4 (cosφ=0,3). Motori asincroni (rotore a gabbia di scoiattolo) in servizio intermittente per gru, ascensori.
• AC-6a Trasformatori di commutazione. Pubblicazione IEC 60947-4-1.
• AC-6b Commutazione di banchi di condensatori. Pubblicazione IEC 60947-4-1.

Criteri per la scelta di un contattore

Dobbiamo tenere conto di alcune cose, come le seguenti:

1. Il tipo di corrente, la tensione di alimentazione della bobina e la frequenza.

2. La potenza nominale del carico.

3. Che si tratti del circuito di alimentazione o di controllo e del numero di contatti ausiliari richiesti.

4. Per lavori silenziosi o con frequenze di lavoro molto elevate, si consiglia l'uso di contattori statici o allo stato solido.

Vantaggi dei contattori

I contattori presentano vantaggi in termini di seguenti aspetti, per i quali se ne consiglia l'uso:

• Automazione nell'avviamento e nell'arresto dei motori
• Possibilità di controllare completamente una macchina da più punti di comando o stazioni.
• I circuiti soggetti a correnti molto elevate possono essere azionati mediante correnti molto piccole.
• Sicurezza per il personale tecnico, dato che le manovre vengono effettuate da luoghi lontani dal motore o da altro tipo di carico, e le correnti e tensioni che vengono manipolate con i dispositivi di comando sono o possono essere piccole.
• Controllo e automazione di apparecchiature e macchine con processi complessi, con l'ausilio di dispositivi ausiliari (quali interruttori di posizione, rilevatori induttivi, pressostati , temporizzatori , ecc.)
• E un risparmio di tempo nell'esecuzione di alcune manovre.

A queste caratteristiche bisogna aggiungere che il contattore:

• È molto robusto e affidabile, poiché non include meccanismi delicati.
• Si adatta velocemente e facilmente alla tensione di alimentazione del circuito di controllo (cambio bobina).
• Facilita la distribuzione delle posizioni di arresto di emergenza e delle posizioni slave, impedendo l'avviamento della macchina senza aver preso tutte le precauzioni necessarie.
• Protegge il ricevitore da forti cadute di tensione (apertura istantanea al di sotto di una tensione minima).
• Funziona sia in servizio intermittente che continuo.

Vedi anche

• Cucina elettrica
• Relè
• Timer

Collegamenti esterni

• Wikimedia Commons ha una categoria media per Contactor .

• Il contattore di Easy Electronics .
• [1] ( collegamento interrotto disponibile su Internet Archive ; vedi cronologia , prima e ultima versione ).