Una richiesta di preventivo che recita “interruttore a camma a tre posizioni” e nient’altro non è un ordine. È l’inizio di una settimana di scambi di e-mail.
Succede ogni mese. L’acquirente sa quale funzione desidera — selezionare una fase, invertire il senso di rotazione di un motore, commutare una fase di riscaldamento — ma non conosce il gergo tecnico necessario per tradurla in un componente producibile. Lo stabilimento tira a indovinare, il campione torna difettoso e si perdono tre settimane. Quasi tutte queste difficoltà scompaiono una volta che si è in grado di leggere una tabella di commutazione di un commutatore a camme.
Il disegno raffigura una tabella di commutazione a camme. Il codice articolo è solo un nome.
Un commutatore a camme rotanti è costituito da una serie di camme rotanti montate su un albero comune; man mano che l’albero gira, ciascuna camma spinge una coppia di contatti aprendoli o chiudendoli. Modificando il profilo di una camma si modifica la funzione del dispositivo senza alterarne l’aspetto.
Ecco perché un interruttore a camma non può essere identificato in base all'aspetto. Due unità possono sembrare identiche — stesso foro da Φ22, stessa manopola, stesso corpo grigio — e comportarsi in modo completamente diverso al loro interno. Il codice articolo è un'etichetta che identifica un programma a camme. La tabella di commutazione è il programma stesso. Se si intende riordinare il componente, è consigliabile conservare la tabella nel proprio sistema di disegno, poiché l’affidabilità del codice articolo dipende esclusivamente dai registri interni dello stabilimento.
Cinque parametri che definiscono completamente il dispositivo
| Parametro | Cosa significa | Valori tipici |
|---|---|---|
| Poli / terminali | Quanti circuiti indipendenti è in grado di interrompere l'interruttore | 3, 5, 6, 8, 12 terminali |
| Posizioni | Quante posizioni distinte dell'albero esistono? | 2, 3, 4 o più |
| Angolo per posizione | Rotazione dell'albero tra posizioni adiacenti | 30°, 45°, 60°, 90° |
| Azione | Se l'albero rimane in posizione o torna indietro | A scatto o con ritorno a molla |
| Stato dei contatti per posizione | Aperto o chiuso, per contatto, per posizione | Questa è la tabella di commutazione |
Se questi cinque aspetti sono gestiti correttamente, uno stabilimento efficiente è in grado di produrre qualsiasi cosa. Se uno solo va storto, nemmeno tutta la buona volontà del mondo potrà salvare l’ordine.
Come leggere una tabella di commutazione di un interruttore a camma
Una tabella di commutazione a camme è una griglia: i contatti sono disposti lungo il lato, le posizioni in orizzontale nella parte superiore e in ogni cella è presente un segno che indica se quel contatto è chiuso in quella posizione.
Si utilizzi un selettore per voltmetro linea-linea. Tre fasi in ingresso, un voltmetro, quattro posizioni dell'albero, compresa la posizione OFF. I terminali 1, 2 e 3 corrispondono a L1, L2 e L3; i terminali 4 e 5 alimentano lo strumento.
| Contatto | Terminali | Pos. 0 (OFF) | Pos. 1 | Pos. 2 | Pos. 3 |
|---|---|---|---|---|---|
| c1 | 1 → 4 | apri | chiuso | apri | apri |
| c2 | 2 → 5 | apri | chiuso | apri | apri |
| c3 | 2 → 4 | apri | apri | chiuso | apri |
| c4 | 3 → 5 | apri | apri | chiuso | apri |
| c5 | 3 → 4 | apri | apri | apri | chiuso |
| c6 | 1 → 5 | apri | apri | apri | chiuso |
Le colonne ti forniscono la funzione:
- Pos. 1 collega c1 e c2: L1 al terminale U del contatore, L2 al terminale V. Lettura L1–L2.
- Pos. 2 chiude c3 e c4: L2 su U, L3 su V. Lettura L2–L3.
- Pos. 3 chiude c5 e c6: L3 su U, L1 su V. Lettura L3–L1.
- Pos. 0 Non chiude nulla. Il contatore è isolato.
Sei camme, quattro posizioni, una funzione. Quella tabella rappresenta la sequenza dei contatti dell’interruttore a camme, e leggerla è solo metà del lavoro.
Il principio "break-before-make" non è un semplice dettaglio. In un interruttore per voltmetro, è la caratteristica fondamentale del progetto.
Durante la transizione dalla posizione 1 alla posizione 2, c1 e c2 devono aprirsi prima che c3 e c4 si chiudano. Se si verifica una sovrapposizione — anche solo di pochi millisecondi mentre un operatore gira lentamente la manopola — L1 viene collegato a U nello stesso istante in cui L2 viene collegato a U. Si tratta di un cortocircuito fase-fase attraverso il voltmetro, che funge da fusibile.
Il selettore del voltmetro deve quindi essere break-before-make, e i profili delle camme devono garantire un gioco. Non è una cosa che si specifica a parole sperando che vada bene. Deve essere indicata nel disegno.
Ora invertiamo la logica, perché la stessa domanda ha una risposta opposta quando si tratta di un selettore dell’amperometro. Un selettore dell’amperometro agisce sui secondari dei trasformatori di corrente, e un secondario del TC non deve mai essere messo in circuito aperto mentre la corrente primaria scorre. La tensione secondaria aumenta fino a quando qualcosa non cede, e quel “qualcosa” è solitamente l’isolamento del TC o chiunque si trovi nelle vicinanze. Pertanto, un selettore dell’amperometro deve essere make-before-break: il contatto in entrata si chiude prima che quello in uscita si apra, e l'interruttore provoca esso stesso un cortocircuito nelle fasi non selezionate.
Dispositivo dall'aspetto identico. Profilo della camma opposto. Conseguenza opposta se si commette un errore.
Numerazione dei terminali degli interruttori a camma: la convenzione che crea problemi nei disegni importati
La numerazione dei terminali non è standardizzata tra i diversi produttori, ed è proprio per questo che una tabella di corrispondenza perfettamente corretta porta comunque a selezionare l'interruttore sbagliato.
La convenzione europea più diffusa è accoppiamento pari/dispari: i contatti sono numerati 1–2, 3–4, 5–6; ogni coppia presenta un'interruzione, con il terminale dispari che di solito corrisponde al lato di ingresso. Un interruttore a sei contatti va da 1 a 12. L'altra disposizione comune è numerazione sequenziale delle righe: 1, 3, 5, 7 nella riga superiore e 2, 4, 6, 8 in quella inferiore; pertanto, ogni contatto è identificato dalla sua coppia verticale.
Entrambe compaiono in cataloghi reali, e una tabella di commutazione a camme redatta per uno dei due risulta incomprensibile se confrontata con quella dell'altro. Due accorgimenti consentono di evitare questo problema: indicare il nome della funzione del terminale anziché limitarsi al numero, poiché i numeri variano da un produttore all'altro mentre le funzioni rimangono invariate, e richiedere lo schema del terminale insieme al preventivo.
Lo stesso vale per i modelli con chiusura a chiave. A Interruttore a camme a 3 terminali con chiave e un Interruttore a camma con 5 terminali a chiave possono condividere un alloggiamento e un profilo della chiave pur interrompendo circuiti completamente diversi, e la tabella di commutazione è l’unico modo affidabile per distinguerli.
Esempio risolto: un selettore a tre lampade con due alimentazioni
La richiesta personalizzata che riceviamo più spesso riguarda un selettore che indichi anche ciò che è selezionato. È qui che entra in gioco il interruttore a camma a tre lampade e interruttore a camma a doppio indicatore dove vivono le famiglie.
Supponiamo che siano necessarie tre posizioni per la commutazione tra due fonti di alimentazione: rete, generatore, OFF. Ogni posizione attiva deve accendere una spia, e le due fonti di alimentazione non devono mai collegarsi tra loro, nemmeno per un istante. Ciò comporta due requisiti che vanno in direzioni opposte. I contatti principali devono essere break-before-make, oppure si collegano in parallelo due alimentazioni indipendenti. I contatti della lampada dovrebbero essere make-before-break o almeno simultaneo, poiché un intervallo visibile tra la selezione di un'alimentazione e l'accensione della relativa spia viene interpretato dall'operatore come un guasto.
| Funzione | Terminali | Pos. 1 | Pos. 2 | Pos. 3 (OFF) |
|---|---|---|---|---|
| Da collegare alla rete elettrica | 1 → 2 | chiuso | apri | apri |
| Generatore da caricare | 3 → 4 | apri | chiuso | apri |
| Lampada da tavolo | 5 → 6 | chiuso | apri | apri |
| Lampada a generatore | 7 → 8 | apri | chiuso | apri |
| Riferimento neutro | 9 → 10 | chiuso | chiuso | apri |
Quella tabella deve essere accompagnata da due frasi: “break-before-make sulle coppie 1–2 e 3–4, non è consentita alcuna sovrapposizione” e “i contatti della lampada si chiudono allo stesso angolo dell’albero del corrispondente contatto principale, ±3°”. La posizione OFF non chiude nulla ed è il parametro che i clienti dimenticano più spesso di specificare.
Dati elettrici che devi fornire, altrimenti la fabbrica dovrà fare delle ipotesi
La tabella di commutazione definisce la logica. Non dice nulla sul fatto che l’interruttore riesca a reggere il carico.
Corrente termica nominale (Ith) è la corrente che i contatti conducono in modo continuo senza superare i limiti di aumento di temperatura — un aspetto banale per la commutazione della strumentazione, ma determinante per la commutazione dei motori.
Corrente nominale di esercizio (Ie) alla tensione in uso. Indicare sempre la tensione, poiché un contatto con una portata nominale di 20 A a 230 V CA non è un contatto da 20 A a 690 V.
Categoria di utilizzo è quella che gli acquirenti tendono a trascurare ed è proprio quella che causa i guasti sul campo. AC-21A è resistivo, per servizio leggero. AC-22A aggiunge un carico induttivo. AC-23A indica l’avviamento e l’arresto del motore, tipicamente con una corrente nominale pari alla metà di quella di AC-21A o inferiore per lo stesso contatto. Se l’interruttore avvia un motore e lo schema tecnico indica AC-21A, i contatti si salderanno nel giro di pochi mesi.
Dettagli relativi a DC. Interrompere la corrente continua è molto più difficile perché non esiste uno zero naturale della corrente; pertanto, un interruttore a camma con una portata nominale di 10 A in corrente alternata può essere adatto per 1–2 A in corrente continua alla stessa tensione. Per i circuiti di comando a 110 V CC, richiedere una portata nominale in corrente continua, non una in corrente alternata contrassegnata da un asterisco.
Cosa inviare alla fabbrica per un programma di camme personalizzato
- Posizioni, compreso se "OFF" conta come uno e quale sia la posizione di riposo.
- Angolo per posizione, e se la maniglia è a scatto o con ritorno a molla.
- La tabella di commutazione — i contatti come righe, le posizioni come colonne, “aperto” o “chiuso” in ogni cella.
- Prima interrompere, poi ripristinare, oppure prima ripristinare, poi interrompere, indicato per ogni contatto anziché una sola volta per l'intero interruttore.
- La numerazione dei terminali richiesta, con le funzioni indicate.
- Dati elettrici — tensione, corrente, corrente alternata o continua, categoria di utilizzo e presenza o meno di un motore.
- Dati meccanici e di marcatura — diametro del foro, tipo di maniglia o chiave, lunghezza dell’asta, testo e lingua della targhetta identificativa.
Per le versioni con comando a chiave, indicare il profilo della chiave e specificare se le chiavi devono essere rimovibili in determinate posizioni. A interruttore a camma con tasti a pannello Il fatto che la chiave possa essere estratta mentre il dispositivo è in funzione rappresenta un aspetto di sicurezza molto diverso rispetto al caso in cui possa essere estratta solo quando il dispositivo è spento, e gli acquirenti dimenticano di menzionarlo con sorprendente frequenza.
Quando un interruttore si fissa semplicemente con dei bulloni in un’apertura già esistente senza necessità di lavorazioni personalizzate delle camme, le famiglie standard risultano più veloci ed economiche. A interruttore a camma di tipo generale copre la maggior parte delle operazioni di accensione/spegnimento e di commutazione; il Tipo generico a 3 terminali e Tipo generale a 5 terminali Le versioni sono compatibili con circuiti monofase e trifase. Il interruttore a camma con montaggio centrale si adatta ai meccanismi situati dietro il pannello centrale. Per potenze del motore superiori a pochi kilowatt, consultare la nostra guida su Scelta degli interruttori a camma per il controllo dei motori; in caso di numero elevato di poli, il Note sull'interruttore a camme rotante a 6 poli.
Tre errori che ricorrono nella maggior parte delle richieste di preventivo per commutatori a camma
Un codice articolo senza tabella. Quel numero non ha alcun significato al di fuori dello stabilimento che lo ha emesso. Il conteggio delle posizioni senza l'angolo è altrettanto insufficiente: è solo metà di una specifica e nasconde la questione dello stato "OFF".
Un valore nominale in corrente alternata su un circuito in corrente continua. È un fenomeno comune nei quadri a 110 V CC e nei circuiti delle batterie; il guasto consiste nella saldatura dei contatti o in un arco elettrico che non si spegne.
Si presume l’uso del “break-before-make”, ma non è specificato. Ogni ingegnere sa che è necessario; quasi nessuno lo ammette. Uno su cinquanta, se costruito in modo diverso, mette fuori uso un trasformatore.
Domande frequenti
È possibile modificare un interruttore a camma sul posto per cambiarne la funzione?
A volte, se il telaio è costituito da un insieme modulare con elementi a camma sostituibili. Molte unità compatte da Φ22 non lo sono, quindi considerare qualsiasi componente relativo alla sicurezza come un gruppo sigillato.
Quante posizioni può avere un interruttore a camma?
La maggior parte degli interruttori a camma per montaggio su pannello presenta da due a quattro posizioni; i modelli più grandi ne hanno di più. Oltre le quattro posizioni, la corsa della manopola si allunga e la forza necessaria per azionarli aumenta, quindi spesso due interruttori rappresentano la soluzione più ergonomica.