Una panoramica dei moderni prodotti elettrici utilizzando l'esempio dei prodotti Moeller
La gamma di prodotti elettrici attualmente fabbricati è così ampia che una descrizione dettagliata delle sue varietà, caratteristiche e caratteristiche di utilizzo richiederebbe una pubblicazione in più volumi. Questo non è necessario per la revisione. Basta mostrare con l'esempio dei singoli apparecchi elettrici le possibilità aperte dall'uso delle apparecchiature moderne.
L'ingegneria elettrica, apparsa contemporaneamente allo sviluppo dell'elettricità, si è sviluppata gradualmente - dai più semplici connettori, sezionatori e dispositivi di protezione ai più complessi sistemi a microprocessore che garantiscono il funzionamento coordinato di centinaia di dispositivi elettrici senza alcun intervento umano - automaticamente.
Lo sviluppo di sistemi di alimentazione e automazione basati su prodotti Moeller (ma anche ABB, Legrand, Schneider Electric, ecc.), grazie all'unificazione e alla standardizzazione, consiste attualmente nella selezione di elementi e dispositivi esistenti e nella loro disposizione in uno specifico a schema che può essere arbitrariamente complesso e multilivello: la gamma è sufficientemente ampia per qualsiasi soluzione ingegneristica. Devi solo sapere esattamente cosa offre il produttore allo sviluppatore e, partendo da questo, continuare a sviluppare i dettagli includendo informazioni aggiuntive (cataloghi, siti, recensioni tecniche, ecc.).
La tradizionale divisione dei prodotti in prodotti industriali e domestici è attualmente ingiustificata: l'elettrificazione delle case moderne a volte diventa un compito serio, non inferiore per complessità alla progettazione di una catena di montaggio industriale. Protezione multilivello, automazione dei sistemi di irrigazione e riscaldamento, controllo remoto: questo è un elenco incompleto di sistemi utilizzati per le esigenze domestiche. Sulla base di ciò, sarebbe consigliabile esaminare i prodotti elettrici nel loro insieme, — in questo modo evitiamo inutili ripetizioni e otteniamo un quadro più o meno chiaro.
Sistema di visualizzazione e controllo
Nel caso in cui la complessità dell'impianto elettrico renda difficoltosa la gestione di dispositivi sparsi sul territorio, o sia necessario un monitoraggio costante del loro stato, viene assemblata una centralina di segnalazione e comando, unendo elementi di comando (pulsanti, interruttori, joystick) e elementi di visualizzazione (lampadine e schede).Ciò consente, senza spostarsi da un luogo, di gestire, ad esempio, una catena di montaggio, esercitando il controllo sullo stato di salute di tutti i suoi elementi e sul processo di assemblaggio.
La politica di assortimento di Moeller prevede che gli elementi di comando abbiano un design modulare: ciascuno di essi è composto da almeno tre elementi: la parte esterna protetta da acqua e polvere, la parte centrale di collegamento e la parte inferiore di contatto.
La parte esterna può essere: una lente trasparente (per lampadine), un pulsante (trasparente e non), una maniglia (per interruttori rotativi e joystick), un cilindro della serratura (per interruttori a chiave) o un potenziometro dotato di scala. La parte centrale è la stessa per tutti gli elementi - da un lato l'elemento esterno è inserito al suo interno e dall'altro quelli interni scattano in posizione - fino a quattro pezzi. Le parti inferiori sono selezionate individualmente da due tipi di elementi: contatti (per chiusura e apertura) e Moduli LED (per lampadine e pulsanti).
I comandi già assemblati possono essere montati in scatole brandizzate (da 1 a 12 posti standard), su dinrack (tramite apposito adattatore) o in qualsiasi idonea custodia con foro da 22 mm (per RMQ-Titan). Pulsanti e spie sono dotati di varie sovrapposizioni simboliche o targhette informative che informano sullo scopo di questo o quell'elemento di controllo.
Per sistemi di controllo più complessi, può essere consigliabile utilizzare elementi della serie RMQ-16, che si differenziano per la forma rettangolare degli elementi esterni, che consente loro di essere montati in modo più compatto - end-to-end e diametro della piattaforma più piccolo — 16mm.
Se è necessario monitorare lo stato dell'installazione del generatore non dal pannello di controllo, ma, diciamo, da due o tre punti distanti dal dispositivo, è possibile utilizzare speciali torri di segnalazione, che sono assemblate da cilindri multicolori con luce costante , lampeggiante e lampeggiante (luci stroboscopiche). Inoltre, la torre può includere un indicatore acustico (cicalino) che solitamente segnala un'emergenza.
Sensori per sistemi di automazione
Il funzionamento di qualsiasi sistema automatico (dalle tende alla catena di montaggio) si basa principalmente sul principio del feedback: il sistema di controllo monitora la posizione delle parti mobili del meccanismo e, in base a questa posizione, regola il funzionamento del motore azionamenti (idraulici), che alla fine consentono di ottenere un funzionamento ben coordinato dell'intero sistema. Gli "occhi e le orecchie" del sistema automatico sono sensori i cui contatti vengono commutati al momento di un certo cambiamento nell'ambiente esterno. A seconda di cosa risponde esattamente il sensore, si riferisce a uno o un altro gruppo di sensori.
I sensori più semplici e più comuni — finecorsa (serie LS e AT) — vengono azionati mediante azione meccanica sul loro perno, che è allineato con il gruppo di contatti all'interno del loro alloggiamento. Il modulo base di tale sensore, a seconda dei requisiti ad esso imposti, è dotato di vari attacchi: un rullo e un perno, il cui assortimento, come la struttura interna del modulo base, è molto vario e viene selezionato individualmente.
Se vuoi catturare il movimento di un oggetto metallico, il cosiddetto sensore capacitivo (serie LSC) o induttivo (serie LSI). Il sensore sensibile alla pressione (impostato da 0,6 bar in su) è disponibile nella serie MCS.
Relè multifunzione
Vari sensori che rispondono ai cambiamenti nell'ambiente sono descritti sopra. Ora esamineremo i dispositivi che elaborano i segnali dai sensori e controllano direttamente le unità elettriche.
Il dispositivo di automazione più semplice, il comando della tapparella, non richiede particolari dispositivi di comando: i contatti dei finecorsa comandano direttamente il motore di azionamento. Ma cosa succede se non c'è un sensore, ma ce ne sono, ad esempio, cinque, ei loro segnali dovrebbero causare non solo l'accensione del motore, ma anche l'esecuzione di parte di un programma complesso, diciamo, per controllare il riscaldamento e la ventilazione del magazzino del museo ?
A metà del XX secolo, un compito del genere avrebbe causato un serio mal di testa al progettista, poiché tali compiti erano svolti da complessi circuiti a diodi-relè, che erano problematici per l'installazione e la messa in servizio, per non parlare delle possibili riparazioni. Ma ora, grazie ai progressi della scienza e della tecnologia che hanno portato alla nascita dei microcontrollori, il compito è diventato così semplice che uno studente può gestirlo.
Si tratta di relè multifunzionali della serie Easy. Tale relè è un'unità di piccole dimensioni, nella parte superiore della quale sono presenti terminali di ingresso (per sensori) e terminali di alimentazione, e nella parte inferiore sono presenti terminali di uscita, dai quali vengono inviati i segnali ai dispositivi controllati. semplicità esterna, un tale dispositivo nasconde capacità impressionanti: un singolo relè della serie Easy 800 può controllare una piccola officina di assemblaggio e quando più relè sono combinati con un cavo di rete in un sistema, è quasi impossibile esaurire le sue capacità.
L'installazione del relè Easy prevede diversi passaggi.Innanzitutto, viene sviluppato un algoritmo di controllo che tiene conto delle esigenze del cliente e delle caratteristiche del processo di lavoro: a seconda dei processi controllati, vengono selezionati sensori discreti (interruttori di fine corsa, relè di controllo di fase, ecc.) o analogici (regolatori) .
A seconda della complessità dell'algoritmo risultante, viene selezionato un tipo specifico di relè (semplice, serie 500 o multifunzionale - serie 800, con o senza display). Quindi, utilizzando un computer e un cavo speciale, viene programmato il relè selezionato: l'algoritmo specificato viene salvato nella memoria del relè. Successivamente, il relè viene testato, installato e collegato all'alimentazione (220 o 24 V), nonché ai cavi dei sensori e degli azionamenti.
Se necessario, il relè è dotato di un display grafico portatile MFD-Titan (resistente a polvere e umidità), che consente di visualizzare informazioni sui processi controllati, sia sotto forma di numeri che sotto forma di diagrammi grafici, la cui visualizzazione è configurabile anche tramite computer.
Contattori
I relè sopra descritti, così come i dispositivi di controllo, hanno uno svantaggio: la corrente massima che possono far passare è bassa, fino a 10A. Nella maggior parte dei casi, i dispositivi controllati (soprattutto quelli industriali) consumano più corrente, quindi per il loro controllo sono necessari speciali dispositivi di transizione - contattori. In questi dispositivi, la grande corrente richiesta per alimentare un dispositivo potente è controllata da una piccola corrente che passa attraverso la bobina di controllo. In questo caso, una grande corrente scorre attraverso i singoli contatti ad alta corrente.
I contattori più piccoli (DILA, DILER, DILR) vengono utilizzati quando la corrente di comando è molto piccola e quella controllata non è troppo alta (non più di 6 A). A una corrente controllata più elevata, viene utilizzato il controllo a due stadi.Questi contattori sono di piccole dimensioni e sono posizionati su una guida DIN standard. Sono dotati di contatti ausiliari, soppressori (parascintille) e relè di ritardo pneumatici (per DILR).
I contattori DILE (E) M sono simili ai precedenti, ma hanno una corrente di esercizio maggiore (6,6 — 9 A).
Il livello successivo sono i contattori apparsi di recente della serie DILM (7 - 65). Come i precedenti, sono montati su una guida DIN, ma sono progettati per una corrente più elevata, da 7 a 65 A. Sono integrati con aggiunte frontali e laterali. contatti, soppressori e relè termici utilizzati per l'alimentazione di motori elettrici (vedi sotto).
I contattori DIL (00M — 4AM145) sono grandi e montabili su scheda. Dei contattori di media potenza (corrente da 22 a 188 A), hanno il set più completo: laterale, posteriore e anteriore aggiuntivo. contatti, soppressore, relè termico e relè di ritardo pneumatico.
I contattori DILM più potenti (185 - 1000) con potenza fino a 1000 A, hanno dimensioni maggiori, sono installati su una piastra di montaggio e sono dotati di aggiunte laterali. contatti, un interblocco meccanico per la raccolta in un circuito reversibile (vedi sotto), un relè termico, un cappuccio protettivo per un relè termico, nonché morsetti per serracavi.
Oltre ai singoli contattori, vengono prodotti anche gruppi di contattori per l'avviamento di motori trifase (stella-triangolo — serie SDAIN) e per commutatori automatici (ingresso di backup automatico) — serie DIUL.
Oltre al controllo remoto del carico di potenza, il teleruttore può essere utilizzato come dispositivo di avviamento e protezione del motore elettrico — unitamente a un relè termico che contiene uno sganciatore termico che apre il circuito in caso di sovraccarico, un regolatore di corrente di intervento e un pulsante di scatto, che apre il circuito della bobina e disattiva il circuito. Il circuito inverso viene utilizzato quando due contattori funzionano in coppia e solo uno di essi può essere operativo in qualsiasi momento, per fornire alimentazione di backup al carico in caso di interruzione dell'alimentazione di rete.
Relè di controllo
I relè di controllo sono dispositivi funzionalmente indipendenti che controllano il carico in base alla loro funzione. I relè temporizzati contengono un circuito che ritarda l'accensione o lo spegnimento del carico per un periodo di tempo predeterminato. Tale ritardo è necessario nei sistemi che combinano potenti carichi induttivi e potenti non induttivi (ad esempio motori elettrici e riscaldatori elettrici) per evitare il sovraccarico della rete al momento dell'accensione — il carico non induttivo viene acceso un po' più tardi quando i motori entrano in una modalità di funzionamento a corrente relativamente bassa. Inoltre, questi relè sono utilizzati nei dispositivi di automazione.
I relè di ritardo più semplici della serie DILET hanno un design elettromeccanico e un tempo di ritardo da 1,5 s a 60 h. I relè temporizzati elettronici (ETR) sono più piccoli e consentono tempi di ritardo da 0,05 s a 100 h.
I relè di monitoraggio della tensione consentono al carico di spegnersi quando la tensione di alimentazione cambia in modo critico, evitando così danni all'unità principale costosa e difficile da installare.
Il relè EMR4-I monitora la tensione monofase - i suoi limiti minimo e massimo, nonché, se necessario, il ritardo di accensione o spegnimento.
Il relè EMR4-F monitora l'uguaglianza di fase della tensione trifase e protegge anche il carico dalla mancanza di fase. Il relè EMR4-A consente di regolare lo squilibrio ammissibile della tensione trifase monitorata.
Il relè EMR4-W è simile all'EMR4-I ma è progettato per il controllo della tensione trifase. I relè di controllo del livello del liquido, come suggerisce il nome, vengono utilizzati per mantenere il livello di un liquido (solitamente acqua) in un serbatoio (come una piscina).
Nel momento in cui il livello del liquido supera i limiti limitati dai contatti di controllo, il relè accende o spegne la pompa, fornendo liquido al serbatoio. La serie di questi relè si chiama EMR4-N.
Se per qualche motivo l'alloggiamento del gruppo elettrogeno non è collegato a terra, può essere consigliabile installare un relè serie EMR4-R che monitori la resistenza tra l'alloggiamento dell'unità e la terra e spenga l'unità nel caso in cui questa resistenza venga pericolosamente superata. Il valore di resistenza al quale si verifica il taglio è regolabile.
Tutti i relè della serie EMR4 sono montati su guida DIN, hanno un'indicazione dello stato attuale del dispositivo e consentono un carico fino a 5 A per linea.
Interruttori per sezionatori
Per lo sgancio manuale (power off) e la commutazione di carichi con un consumo di corrente fino a 315 A, vengono utilizzati gli interruttori di potenza delle serie T (0-8) e P (1, 3 e 5) azionati da una maniglia rotativa.
Si differenziano per il tipo di installazione: versione aperta (resistente agli spruzzi e all'umidità), con montaggio a pannello e con un falso pannello.Inoltre, l'impugnatura di comando può essere dotata di un anello di protezione per evitare azionamenti accidentali. L'interruttore può essere dotato di maniglie nere e rosse di diverse dimensioni, nonché di diversi meccanismi con schemi di commutazione selezionabili individualmente (fino a 16 direzioni di commutazione).
Gli interruttori miniaturizzati della serie TM sono simili ai precedenti, ma di dimensioni inferiori.
Avvia i dispositivi di sicurezza
Il funzionamento dei motori elettrici, ovunque essi vengano utilizzati, è caratterizzato dagli stessi requisiti per il loro avviamento e funzionamento, o meglio, per i dispositivi che li prevedono. Nascono così i dispositivi di protezione all'avviamento, che avviano dolcemente il motore elettrico e ne garantiscono il funzionamento sicuro: controllo della massima corrente di carico, cortocircuito e presenza delle tre fasi.
Strutturalmente, tale dispositivo è una singola unità con una maniglia inclusa e due regolatori: la corrente di interruzione del rilascio termico (da 0,6 a 1,5 corrente nominale) e la corrente di rilascio elettromagnetica (fino a 10 volte quella nominale). Si tratta della serie PKZM (da 0,1 a 65 A).
I dispositivi di protezione dell'avviatore PKZM01 sono disponibili per correnti nominali da 0,1 a 16 A e hanno dimensioni ridotte. Non hanno un pulsante di accensione: è sostituito dai pulsanti START e STOP in nero e rosso. I dispositivi PKZM (0 e 4) hanno una manopola rotante.
Tutti i dispositivi PKZM, se necessario, sono dotati di contatti laterali e frontali aggiuntivi, maniglie remote con assi lunghi (per l'installazione in un armadio), nonché dispositivi di protezione da sovratensione installati (come gli stessi dispositivi di protezione dell'avviatore) sulla guida din.
Se il motore assorbe più di 63 A, per la protezione viene utilizzato un interruttore di potenza della serie NZM (vedere di seguito).
Sezionatori di potenza
La protezione dei circuiti con un carico di corrente elevato ha una serie di caratteristiche: il processo di accensione e spegnimento è accompagnato da un forte arco e scintille e corto circuito a correnti elevate, richiede una maggiore resistenza elettrica dall'interruttore di sicurezza, altrimenti, invece della protezione, si brucerà. A correnti superiori a 400 A, lo sforzo richiesto per manipolare la macchina diventa eccessivo: ciò richiede l'introduzione di un meccanismo di controllo remoto.
Gli interruttori automatici della serie NZM dispongono di una resistenza elettrica sufficiente e di un assortimento di accessori per soddisfare tutti i moderni requisiti di sicurezza e dotare il quadro elettrico di un'officina industriale o di un edificio residenziale.
Una tipica macchina NZM (nella configurazione di base) è un blocco di plastica rettangolare con cuscinetti di contatto di ingresso e uscita e una leva del cambio nella parte anteriore. Nella parte inferiore del frontale si trovano i regolatori di corrente degli sganciatori termici ed elettromagnetici, nonché i ritardi di attivazione e disattivazione, riportati sotto l'asola. Queste macchine sono dotate di: pressacavi, maniglie girevoli laterali e frontali, moduli di protezione contro le sovratensioni e motorizzazioni che consentono l'accensione e lo spegnimento della macchina da remoto. Gli stessi azionamenti vengono utilizzati durante l'installazione di macchine automatiche nel circuito del commutatore automatico (a partire da 250 A, questo circuito non è montato su contattori, ma su macchine automatiche).
Oltre alla funzione di protezione, gli interruttori NZM (azionati a motore) vengono utilizzati anche come sezionatori. Le loro telecamere ad arco e le prese di corrente rendono facile e sicuro per le persone scollegare una linea elettrica. Fornire una cassaforte Alimentazione elettrica carico molto potente (fino a 6300 A), è possibile utilizzare macchine seriali della serie IZM. Hanno un motore incorporato che consente di controllare la macchina premendo un piccolo pulsante sulla parte anteriore. Inoltre, la macchina IZM è dotata di un relè multifunzionale con un display che mostra sia il suo stato che i parametri della rete elettrica. Automazione modulare.
Le macchine potenti, come le macchine della serie NZM e IZM, vengono utilizzate relativamente raramente: un carico così potente è ancora raro. Molto più spesso, quando proteggono una rete, soprattutto domestica, usano l'automazione modulare. Tali dispositivi sono caratterizzati da correnti limite relativamente basse (fino a 125 A), alloggiamenti standard (modulari) di piccole dimensioni e sono montati su una guida DIN.
I dispositivi di questo tipo si distinguono per la loro semplicità di installazione, selezione e funzionamento. La loro gamma è molto ampia: dai semplici interruttori automatici ai dispositivi di automazione multifunzionali. Le dimensioni standard consentono l'installazione di un'ampia varietà di dispositivi in scatole unificate di plastica e metallo che differiscono solo per il numero di moduli installati al loro interno.
La serie X-pole comprende interruttori automatici di massima corrente, cortocircuito e corrente di dispersione.
Gli interruttori automatici che proteggono il cablaggio ad essi collegato da sovraccarichi e cortocircuiti, che possono causare surriscaldamento e incendio del conduttore, hanno una designazione seriale PL. Gli interruttori automatici PL4 hanno un potere di interruzione standard per la Russia e inaccettabilmente basso per l'Europa: 4,5 kA. Tali macchine sono prodotte per correnti nominali da 6 a 63A.
La serie PL6 comprende macchine con una resistenza elettrica standard europea di 6 kA e sono attualmente le più utilizzate. Sono prodotti per correnti nominali da 2 a 63A. Se è necessario fornire una maggiore rigidità dielettrica, vengono utilizzate macchine PL7 (10 kA). La loro corrente nominale varia da 0,16 a 63A.
Nei casi in cui la corrente nominale supera i 63A, ma la macchina deve avere dimensioni modulari standard, è possibile utilizzare il dispositivo della serie PLHT — oltre ai valori standard (20 — 63A, interruzione 25 kA), hanno correnti di 80, 100 (20 kA) e 125A, con potere di interruzione di 15 kA.
Gli interruttori automatici progettati per proteggere una persona da scosse elettriche quando si tocca accidentalmente un filo nudo, nonché per prevenire la combustione spontanea di un cavo con vecchio isolamento, sono prodotti nella serie PF e sono chiamati RCD (dispositivi a corrente residua).
Le differenze tra gli interruttori differenziali serie PF4, PF6 e PF7 sono simili alle differenze tra le serie PL4, PL6 e PL7 di interruttori convenzionali (differiscono per il potere di interruzione massimo). Gli RCD delle serie PFNM e PFDM possono sopportare una corrente massima fino a 125 A, inoltre, l'RCD PCDDM ha una maggiore affidabilità e non richiede test mensili (come altri dispositivi). Gli interruttori differenziali destinati alla protezione delle persone hanno correnti di dispersione nominali di 10 e 30 mA, per la protezione contro la combustione spontanea - 100 e 300 mA. Questi ultimi, di regola, sono posti all'ingresso, subito dopo la macchina da scrivere.
Gli interruttori che combinano strutturalmente un RCD e una macchina convenzionale sono chiamati interruttori differenziali e sono prodotti nella serie PFL. Come i precedenti dispositivi modulari, hanno poteri di interruzione di 4,5 kA (PFL4), 6 kA (PFL6) e 10 kA (PFL7). Tutti i suddetti dispositivi sono dotati di contatti aggiuntivi, sganciatori remoti, ecc.
Oltre ai dispositivi di protezione, vengono prodotti numerosi dispositivi ausiliari in un design modulare che aumentano la convenienza e la sicurezza del consumo di elettricità.
Gli interruttori automatici delle serie IS e ZP-A assomigliano esternamente alle macchine automatiche (PL), ma non hanno il rilascio automatico: sono utilizzati come interruttori principali che disabilitano il centralino. Le macchine Z-MS sono simili ai dispositivi PKZ sopra descritti, ma sono più semplici e sono progettate per proteggere i motori elettrici a bassa potenza (0,1-40 A).
Il relè di minima tensione Z-UR, come suggerisce il nome, spegne il carico collegato quando la tensione di rete scende al di sotto del limite impostato su questo dispositivo.
Gli interruttori sensibili alla luce DS-G si attivano quando l'illuminazione cambia, che accompagna il cambio dell'ora del giorno - per l'accensione/spegnimento automatico dell'illuminazione stradale. Sono disponibili in tre versioni: con sensore integrato nel relè, con sensore remoto e con timer integrato.
I timer elettromeccanici Z-S e SU-G sono progettati per commutare il carico secondo un determinato programma a giorni alterni o settimanali e l'intervallo minimo di commutazione è di 20 minuti (per il timer giornaliero) e 8 ore (per il settimanale).
I timer SU-O e Z-SDM sono digitali, con un display LCD che mostra il programma e il suo avanzamento.
Il relè temporale Z-ZR fornisce un ritardo all'accensione o allo spegnimento di un carico con una capacità fino a 2000 VA, il cui valore è impostato da 50 ms a 30 minuti.
Il relè serie Z-TL svolge la stessa funzione, ma è più semplice nel design e viene utilizzato per l'accensione delle luci delle scale.Dopo aver applicato un impulso dal pulsante di accensione al suo ingresso, accende la luce per un tempo da 0,5 a 20 minuti, che può essere impostato individualmente. Per segnalare un'emergenza, è necessario un segnale che allerti quante più persone possibile. Il migliore da questo punto di vista è un segnale di linea o suoneria. Questo è un tale dispositivo, con le dimensioni di un modulo standard, prodotto nella serie Z-SUM / GLO, su Tensione nominale 230, 24 e 12V.
Al giorno d'oggi, molti produttori di campanelli offrono pomelli per campanelli in stile vintage, compresi quelli in metallo. Da norme di sicurezza elettrica, la tensione che passa attraverso tali pulsanti non deve superare i 36 V, pertanto, nella maggior parte delle chiamate, viene fornito un circuito di alimentazione aggiuntivo a 24 V. Per essere alimentati da una rete standard 220V viene utilizzato un trasformatore per campanello modulare della serie TR-G.
Se il carico sulla rete, quando tutti i carichi sono accesi contemporaneamente, supera il massimo consentito, utilizzando il relè di carico prioritario della serie Z-LAR, è possibile garantire il funzionamento continuo dell'utenza più importante spegnendo rapidamente tutti gli altri.