Negli impianti elettrici sono impiegati tanti tipi di relè, il cui principio di funzionamento è lo stesso: l effetto elettrocalamita.

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1 Appunti dalle lezioni di STA Modulo impianti civili e industriali Lezione 2 Per quanto riguarda ulteriori approfondimenti sugli schemi di montaggio e funzionali, per impianti civili, vedasi file schemario.pdf sul sito dell istituto nella sezione studenti materiale didattico disciplina TDP. Fare comunque riferimento alle indicazioni, chiave di studio, date a lezione. Per qualsiasi chiarimento contattare il docente. Principio di funzionamento del relè Negli impianti elettrici sono impiegati tanti tipi di relè, il cui principio di funzionamento è lo stesso: l effetto elettrocalamita. Data una bobina realizzata con avvolgimenti in filo di rame avvolto attorno ad un nucleo, appena si chiude un circuito e circola corrente, si generano delle forze capaci di vincere l azione di molle antagoniste o movimentare levierismi vari, di conseguenza si verifica in tempi brevissimi ( ordine dei ms) l apertura o la chiusura di contatti, con i quali è possibile stabilire o interrompere una corrente in un altro circuito, che d ora in avanti definiremo di potenza. Con il relè si distingue un circuito di comando che è quello che interessa la bobina e un circuito di potenza che interessa i contatti di potenza del relè. I costruttori specificano i valori in A della massima corrente che può attraversare tali contatti, nonché i valori ed il tipo di tensione della bobina ( se in AC o DC). Dove R1 indica la bobina di un altro relè. fig.1

2 Volutamente in fig.1 non si sono indicati i valori delle tensioni di alimentazione, in quanto possono verificarsi ad esempio i seguenti casi: ( pedice 1 circuito di comando, 2 circuito di potenza) 1. V1=V2=24V AC (DC) 2. V1=24V AC V2=230V AC 3. V1=V2= 230V 4. V1<V2 con V2=230V o V2= 380V o V2=400V e possibili valori di V1 sono, 24,48,110,115V. ( per ulteriori dettagli è opportuno consultare i cataloghi dei costruttori). I contatti di un relè possono essere normalmente aperti ( NO) oppure normalmente chiusi (NC). Quelli NO all eccitazione della bobina si chiudono, mentre i NC si aprono. Si indicano come segue: fig.2 Distribuzione elettrica generale in bassa tensione Riporitiamo in fig. 3 la struttura più generale della distribuzione elettrica in bassa tensione: fig.3

3 Tra L1 e N, L2 e N, L3 e N la tensione è di 230V 50Hz e si tratta di tre alimentazioni monofasi. Spesso in alcuni schemi in luogo di L1, L2, L3, si può trovare r,s,t. Le tensioni tra le fasi che valgono 400V si dicono concatenate. In alcuni impianti in cui il neutro non è distribuito, cioè ci sono solo le tre fasi e il Pe, i valori possono essere di 230V tra le fasi ( 230 V trifase). Ad esempio la linea FM nel nostro laboratorio è caratterizzata da 230V tra le fasi. Da quanto detto emerge un concetto basilare: dato un impianto, non dare mai per scontato il valore della tensione tra le fasi. Un tipico utilizzatore elettrico che sarà oggetto delle prossime esercitazioni è il motore asincrono trifase sulla cui struttura si ritornerà nel corso delle lezioni. Per il momento lo si consideri come un carico che per essere alimentato, necessita dei collegamenti di tutte e tre le fasi, più il pe di colore giallo-verde che è collegato ad un apposito morsetto per motivi di sicurezza elettrica, in modo da far intervenire apposite protezioni se qualcuna delle fasi, in seguito a deterioramento dell isolamento va in contatto elettrico con la carcassa del motore; in tale situazione una persona che accidentalmente la tocca, può rimanere folgorato. In fig.4 è riportato il collegamento di un motore alla linea tramite tre contatti di potenza di un componente che dicesi teleruttore o contattore. fig.4

4 Il teleruttore fig.5 Con riferimento alla fig.5 si notano: i morsetti di alimentazione della bobina contrassegnati con A1 e A2 ( tensione 24V AC per quanto riguarda quelli utilizzati in lab), i contatti ausiliari, che possono essere NO oppure NC e aventi un amperaggio inferiore ai contatti di potenza che sono quelli deputati ad alimentare l utilizzatore alimentato tramite il teleruttore. I contatti ausiliari sono invece utilizzati per la segnalazione, per l autoalimentazione, per implementare i dettagli del circuito di comando in logica cablata, come ad esempio l interblocco nel circuito di comando per l inversione del senso di marcia del motore. Concetto di auto alimentazione Dato un teleruttore la cui bobina è alimentata tramite un pulsante, vedasi fig.1, premendo il pulsante si eccita la bobina e i contatti ausiliari No si chiudono, i NC si aprono e contemporaneamente i contatti di potenza si chiudono, il motore è alimentato e parte. Non appena si rilascia il pulsante, la bobina si diseccita, i contatti ausiliari ritornano nelle condizioni iniziali e quelli di potenza si riaprono e conseguentemente il motore si ferma. Collegando in parallelo al pulsante un contatto ausiliario NO del teleruttore, dopo aver premuto il pulsante

5 si eccita la bobina il contatto NO si chiude e mantiene alimentata la bobina, i contatti di potenza restano chiusi il motore gira e non si arresta. Per arrestarlo occorre installare un pulsante NC in serie al predetto circuito e a monte. Vedasi al riguardo le fig. 6 e 7 in cui sono riportati il circuito di comando e di potenza per la marcia-arresto di un motore. fig.6 fig.7

6 Inversione del senso di marcia di un motore trifase Per invertire il senso di marcia di un motore trifase occorre scambiare nel circuito di potenza due fasi, occorreranno pertanto due teleruttori, uno per la marcia avanti e l altro per la marcia indietro. Dato un motore che ruota a una certa velocità, non è possibile invertirne di scatto il verso di rotazione, si pensi ad es. a una scala mobile, un ascensore, inoltre se per assurdo si chiudessero contemporaneamente i contatti di potenza dei due teleruttori, si avrebbe un cortocircuito sul circuito di potenza. Alla luce di ciò i due teleruttori devono essere interbloccati, in modo da non potersi mai avere l eccitazione contemporaneamente delle due bobine. I costruttori forniscono teleruttori che possono essere interbloccati anche meccanicamente oltre che elettricamente ( nel modo che sarà spiegato). In fig.8 e 9 sono riportati i circuiti di potenza e di comando (s1 pulsante di marcia avanti, S2 pulsante di marcia indietro). fig.8

7 fig.9