- evitare brusche accelerazioni, durante l’avviamento, limitando quindi gli stress meccanici al motore e alla macchina;
- ridurre le correnti di avviamento;
- ottimizzare l’avviamento per meglio adattarlo alle specificità del caso. Infatti, i parametri di avviamento (tensione di alimentazione V e tempo di avviamento o di accelerazione Ta) sono liberamente selezionabili.
L’applicazione più semplice dell’avviatore elettronico consiste nell’impostazione di una rampa di tensione semplice. La tensione viene portata gradualmente da un valore iniziale, scelto dall’utilizzatore, fino al 100% della tensione di linea. I valori iniziali prescelti devono essere sufficientemente elevati per assicurare che il motore inizi immediatamente ad accelerare.
I softstarters vengono principalmente utilizzati in presenza di ventilatori, compressori, pompe, macchine con comandi ad ingranaggi, comandi a cinghia, comandi a catena, nastri trasportatori, presse, macine e mulini e macchine con grossi momenti d’inerzia. Si utilizzano fusibili extrarapidi per la protezione dei tiristori in quanto garantiscono una sicura e rapida interruzione in caso di alte correnti di cortocircuito, alle quali essi sono particolarmente sensibili. Queste sono le protezioni esterne all’apparecchio.
Il softstart però è anche spesso dotato di proprie protezioni. Tra queste solitamente si annoverano la protezione contro i guasti ai tiristori, quella contro la mancanza fase, l’asimmetria delle fasi e quella contro il sovraccarico dell’avviatore. Al riconoscimento di uno di questi difetti l’apparecchio si disinserisce automaticamente.
Il contattore di linea, in mancanza di dati precisi circa la limitazione della corrente di avviamento, viene dimensionato, per motivi prudenziali, sulla corrente nominale del motore in categoria d’impiego AC-3. Nella scelta del softstarter bisogna anche tener conto della frequenza di manovra e della temperatura ambiente. In presenza di elevate frequenze di avviamento potrebbe rendersi necessario sovradimensionare l’apparecchio. In alcuni casi, caratterizzati da lunghi tempi di avviamento e da carichi particolarmente pesanti, l’apparecchio consigliato potrebbe essere di una o due taglie superiori a quello calcolato semplicemente sulla base della potenza nominale del motore.
Il softstarter è spesso installato con un contattore di bypass (quando il bypass non è già integrato nell’apparecchio) qualora si intenda disattivarlo superata la fase di avviamento. In questo caso il vantaggio che si ottiene è quello di eliminare dal quadro elettrico una fonte notevole di generazione di calore. I moderni softstarters hanno implementate a bordo diverse funzioni di controllo. Tra le principali è giusto menzionare almeno le principali, e cioè la decelerazione dolce e il controllo pompe.
Se la tensione di alimentazione viene tolta improvvisamente, il motore decelera fino a fermarsi in un tempo che risulta funzione del momento d’inerzia della macchina e degli attriti presenti. Con la funzione di decelerazione lenta (o controllata), la tensione viene progressivamente diminuita ricreando una rampa inversa di tensione, accompagnando così la decelerazione della macchina fino all’arresto completo. Questa funzione è particolarmente importante in presenza di nastri trasportatori per evitare gli urti di una decelerazione troppo veloce e in presenza di pompe per limitare il famigerato “colpo d’ariete”. Infatti nei sistemi di pompaggio si verificano picchi o sbalzi di pressione ogniqualvolta ci sono cambiamenti improvvisi di portata. Ci sono numerose tecniche meccaniche per la riduzione di questi effetti, ma sono tendenzialmente costose e complesse.
L’utilizzo di un softstarter dotato della funzione di avviamento e arresto controllato può essere considerato un’ottima soluzione a basso costo. Essendo la portata dei fluidi direttamente proporzionale alla velocità, utilizzando dei sistemi con avviatori diretti si determina un’accelerazione della pompa molto rapida.
In considerazione del fatto che i fluidi sono poco comprimibili e hanno energia cinetica, questo cambiamento di portata in così poco tempo può provocare forti sbalzi di pressione che mettono a dura prova le pareti delle tubature, le quali in alcuni casi esplodono letteralmente. Questo fenomeno viene definito “colpo d’ariete”. Per evitarlo i moderni softstarter hanno spesso integrata una funzione di avviamento definita appunto di “controllo pompa”. Consiste in un avviamento e arresto controllato molto particolare, nel quale l’andamento della coppia motrice del motore ricalca perfettamente quello della coppia resistente della pompa minimizzando la coppia accelerante e quella decelerante e quindi il colpo d’ariete.
Questo risultato si ottiene grazie al particolare microprocessore di cui sono provvisti i softstarter che hanno questa funzione. In sostanza, se con la semplice funzione di arresto controllato si limita il colpo d’ariete, con la funzione di controllo pompa lo si elimina quasi completamente. Riassumendo, i vantaggi del softstart sono:
- avviamento senza strappi, graduale e dolce;
- bassa usura meccanica della macchina operatrice;
- esente da manutanzione (perché elettronico);
- assenza di picco di corrente all’inserzione;
- dotato spesso della funzione di risparmio energetico;
- costi inferiori dell’impianto;
- perfetto adattamento della caratteristica meccanica e delle correnti assorbite alle specificità dell’impiego;
- funzione di arresto dolce e controllo pompa in grado di generare notevoli benefit in alcune applicazioni;
- possibilità di disporre di un’apparecchiatura collegabile su un bus di comunicazione e quindi controllabile a distanza.
Per contro il loro principale svantaggio è l’elevato costo.