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Il fusibile elettronico nel trattamento termico

La regolazione ed il controllo della temperatura hanno un’importanza fondamentale nelle applicazioni di trattamento termico. Per proteggere gli impianti dai guasti di solito si utilizzano fusibili di tipo extra-rapido: prodotti molto costosi perché caratterizzati da energia di fusione molto precisa e ripetibile.

Gefran ha brevettato una nuova soluzione che garantisce un concreto risparmio in termini di costo del materiale di ricambio, della manodopera e del fermo macchina.

La regolazione ed il controllo della temperatura hanno un’importanza fondamentale nelle applicazioni di trattamento termico. Il riscaldamento industriale è ottenuto tipicamente grazie ad elementi riscaldanti di carico -  resistenze, lampade ad infrarossi, elementi in Carburo di Silicio o MoSi2 - comandati da un controllore di potenza.

Completano il tipico quadro elettrico sonde di temperatura (es. TC, RTD) per l’acquisizione delle temperature del processo da controllare ed uno o più PLC di gestione e supervisione dell’impianto.

Proteggere gli impianti dai guasti

Per proteggere gli impianti dai guasti solitamente si utilizzano fusibili di tipo extra-rapido: prodotti molto costosi perché caratterizzati da energia di fusione molto precisa e ripetibile.

Oltre al costo occorre considerare che nelle applicazioni sono molto frequenti errate sostituzioni dei fusibili, per mancanza di controllo di tutti i dati nominali, e in caso di urgenza dell’intervento di manutenzione. La sostituzione errata del fusibile ripristina nell’immediato il funzionamento dell’impianto, ma espone il controllore al rischio di guasto - fusione dei dispositivi SCR interni - al prossimo evento di cortocircuito del carico.

Il brevetto di Gefran

Per risolvere questi problemi Gefran ha brevettato la funzione del fusibile Extra-Rapido, integrato nel Power-Controller (Brevetto Europeo N. 2660843). La protezione HW interna al Power-Controller è in grado di :

  • rilevare la condizione di cortocircuito o sovraccarico esterno
  • spegnere il carico
  • smaltire in sicurezza tutta l’energia di apertura dell’anello di guasto

In caso di cortocircuito o sovraccarico del carico, quindi, è il Power-Controller stesso che spegne il cortocircuito, riducendo l’energia I2t di apertura a valori talmente bassi da garantire l’assenza di intervento del dispositivo esterno di protezione della linea di alimentazione.

Utilizzando più moduli Power-Controller dotati di Fusibile Elettronico, sono possibili soluzioni di controllo protette da cortocircuito anche per applicazioni bifase o trifase.

Il Power-Controller con Fusibile Elettronico può inoltre essere programmato in modo da ripristinare automaticamente e velocemente la conduzione nel carico (con rampa di Soft-start in modulazione Phase-Angle) nel caso l’evento di guasto sia facilmente ripristinabile, evitando i fermi dovuti all’attesa dell’intervento dell’operatore.

La velocità di risposta del sistema di protezione

Qual è la velocità di risposta del sistema di protezione? Dal momento di attivazione del cortocircuito nell’arco di 100 ms il controllore rileva la presenza di un cortocircuito del carico (o sovraccarico), disattiva il modulo di potenza, e nell’arco di altri 150 ms spegne in sicurezza il loop di guasto.

Tutte queste operazioni vengono svolte normalmente nei fusibili di protezione linea o negli interruttori magneto-termici, utilizzando sabbia di quarzo (nei fusibili) o una speciale camera spegni-arco in aria (nei magneto-termici), mentre nel Power-Controller con Fusibile Elettronico lo spegnimento del cortocircuito avviene direttamente nel dispositivo a stato solido (Silicio) e quindi in totale assenza di archi elettrici.

Il dispositivo realizzato da Gefran permette di eliminare l’impiego dei fusibili extra-rapidi di protezione, favorendo così un concreto risparmio in termini di costo del materiale di ricambio (fusibili), della manodopera (riparazione guasto impianto) e del fermo macchina (perdita di produzione / alterazione del processo).

Inoltre il dispositivo può essere programmato per il ripristino automatico della conduzione del carico  - nel caso il cortocircuito o sovraccarico si sia esaurito spontaneamente - eliminando il tempo ed il costo per l’intervento manuale dell’operatore.

NB: il prodotto XTRA elimina la necessità dei fusibili di tipo extrarapido (più costosi), ma le protezioni classiche della linea (es. fusibili lenti, interuttori magneto-termici) restano obbligatorie, per normativa, nell'impianto a monte del controllore.