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Interruttori di protezione magnetotermici

Gli interruttori magnetotermici di protezione sono provvisti di due meccanismi di intervento: la parte del meccanismo che dipende dalla temperatura è composta da un bimetallo con un serpentino di riscaldamento. Le correnti che superano la corrente nominale del dispositivo di protezione generano calore nel filo della resistenza. Il bimetallo si piega e agisce sul meccanismo di commutazione fino a che questo non si disinserisce. La reazione alle correnti di sovraccarico avviene a scopo ritardato.

Il meccanismo di intervento magnetico consiste in una bobina magnetica e armatura a cerniera o plunger. Le correnti che superano la corrente nominale del dispositivo di protezione generano nella bobina un campo magnetico. Il campo magnetico si rafforza con la corrente e tira l'ancora. Quando il valore soglia viene superato l'ancora aziona il meccanismo di intervento e il dispositivo di protezione si disattiva. La reazione alle correnti di cortocircuito e alle correnti di sovraccarico avviene nell'arco di tre fino a cinque millisecondi.

Correnti nominali e resistenze interne tipiche

Corrente nominale (A)Resistenza interna (Ω)Corrente nominale (A)Resistenza interna (Ω)
0,55,060,05
11,18≤ 0,02
20,310≤ 0,02
30,1412≤ 0,02
40,0915≤ 0,02
50,0616≤ 0,02
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Struttura

Struttura interna interruttori magnetotermici  

Struttura interna interruttori magnetotermici

Legenda:

  1. Ancora della bobina
  2. Bobina magnetica
  3. a) Bimetallo con elemento di riscaldamento attraversato da corrente avvolto, fino a 5 A
    b) Bimetallo, attraversato direttamente da corrente a partire da 6 A
  4. Meccanismo di intervento
  5. Leva di commutazione ON/OFF
  6. Contatto di commutazione
  7. Asta di commutazione
  8. Impostazione del precarico

 

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Schema funzionale

Schema funzionale di un interruttore di protezione magnetotermico

Schema funzionale di un interruttore di protezione magnetotermico

Legenda:

1. Power in
2. Power out
11. Common
12. Normally closed (NC)
14. Normally open (NO)

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Curve caratteristiche di intervento

Curva caratteristica di intervento degli interruttori di protezione magnetotermici  

Curva caratteristica di intervento degli interruttori di protezione magnetotermici

Gli interruttori di protezione magnetotermici sono di base disponibili con tre diverse curve caratteristiche. Sono perciò adatti a tutte le esigenze. Nella curva caratteristica di intervento tipica, i singoli ambiti o le singole funzioni sono rappresentate in maniera esemplare.

Legenda:

a = intervallo operativo a intervento termico
b = intervallo operativo a intervento magnetico
t = tempo di commutazione (in secondi)
xl = multipli della corrente nominale/fattore di intervento
1 = zona di corrente per la quale è valida la curva caratteristica
2 = intervallo di innesco DC (grigio)
3 = intervallo di innesco AC (blu)
4 = potenza di scatto massima
5 = potenza di scatto minima

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La curva caratteristica mostra che l'intervento termico [a] reagisce decisamente più tardi di quello magnetico [b]. Il motivo risiede nel tempo di riscaldamento necessario del meccanismo di intervento dipendete dalla temperatura. Tuttavia, anche correnti più piccole, che scorrono per un tempo lungo, vengono identificate come correnti di sovraccarico e disattivate. L'intervento magnetico reagisce in tempi molto brevi su correnti che aumentano rapidamente e che superano la corrente nominale.

Le correnti alternate azionano il meccanismo più rapidamente delle correnti continue in presenza di uno stesso valore nominale. Ciò è rappresentato col settore blu della curva. I linea di principio questo comportamento è valido per tutte le curve caratteristiche. Tuttavia ciò trova applicazione pratica solo nell'impiego di interruttori di protezione con curva caratteristica M1. Gli interruttori di protezione con curve caratteristiche SFB o F1 si azionano già in presenza di corrente continua così rapidamente da risultare troppo sensibili per un uso con correnti alternate. Per questa ragione gli intervalli di intervento per correnti alternate nelle curve caratteristiche SFB e F1 non sono rappresentate.

Curva caratteristica SFB

Curva caratteristica SFB  

Curva caratteristica SFB

Gli interruttori di protezione con la curva d'intervento SFB offrono la massima protezione contro le sovratensioni, anche in impianti vasti con linee lunghe.

Gli interruttori di protezione con questa curva caratteristica consentono di evitare un disinserimento anticipato non necessario in caso di aumento improvviso della corrente. Contemporaneamente essi prevengono correnti di sovraccarico di lunga durata, che potrebbero condurre a uno sviluppo pericoloso di calore negli elementi.

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Curva caratteristica M1

Curva caratteristica M1  

Curva caratteristica M1

Gli interruttori di protezione con curva caratteristica M1 si azionano più tardi di quelli con curva caratteristica SFB o F1. Sono in grado di reggere correnti di avviamento un po' più a lungo ma reagiscono più lentamente a situazioni di errore. I meccanismi bloccati in maniera errata possono essere seriamente danneggiati a causa della corrente di sovraccarico associata.

A confronto con la curva caratteristica per correnti continue, la curva per correnti alternate è spostata più avanti sull'asse della corrente nominale con un valore più volte superiore. Le correnti alternate insomma provocano l'intervento dell'interruttore di protezione già in presenza di valori di corrente nominale inferiori.

Legenda:
Curva caratteristica grigia: intervallo di innesco per correnti continue
Curva caratteristica blu: intervallo di innesco per correnti alternate

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Curva caratteristica F1

Curva caratteristica F1  

Curva caratteristica F1

Questi interruttori non sono adeguati alla protezione di meccanismi che producono correnti avviamento temporanei superiori alla corrente nominale. Gli interruttori di protezione con curva caratteristica F1 scattano molto rapidamente in situazioni di sovraccarico. Durante il funzionamento questo potrebbe comportare disinserimenti frequenti e non necessari.

I dispositivi terminali, che potrebbero essere danneggiati da correnti di sovraccarico di breve durata e da correnti di regime un po' più elevate, sono ben protetti con questi interruttori.

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