Inverter e soft starter: guida completa alla gestione dei motori e all’avviamento controllato
- Francesco T.
- 1 ott
- Tempo di lettura: 5 min
In ambito industriale, la scelta tra inverter (VFD – Variable Frequency Drive) e soft starter incide su efficienza energetica, affidabilità dell’impianto e costi di esercizio. Entrambi riducono gli stress meccanici e le correnti di spunto in avviamento, ma lo fanno con logiche diverse: l’inverter controlla frequenza e tensione per gestire velocità e coppia del motore durante tutto il ciclo; il soft starter limita solo la tensione all’avvio (e spesso allo stop), lasciando poi il motore alla rete a giri nominali. In questa guida impari come funzionano, quando scegliere l’uno o l’altro, come dimensionarli e parametrizzarli, con esempi concreti e checklist operative.
Cos’è un inverter (VFD) e come funziona
Un inverter converte la tensione di rete in DC (ponte raddrizzatore + bus in continua) e poi la riconverte in AC a frequenza e tensione variabili tramite un ponte IGBT/MOSFET a modulazione PWM. Il controllo vettoriale/scalar (V/f) consente:
Regolazione di velocità: dalla rampa di avviamento fino a setpoint dinamici.
Controllo di coppia: utile per carichi con coppia variabile o costante.
Rallentamenti controllati con rampe o frenatura dinamica/rigenerativa.
Funzioni di risparmio energetico (ottimizzazione V/f, sleep mode, gestione carichi parziali).
Protezione: sovracorrente, sovratemperatura, sottotensione/sovratensione DC bus, perdita fase, blocco rotore.
Quando conviene l’inverter
Processi con velocità variabile (ventilatori, pompe, nastri, estrusori).
Necessità di regolazione fine di coppia/portata/pressione.
Obiettivo di risparmio energetico significativo (tipico su pompe/ventilatori con legge cubica).
Funzioni avanzate: posizionamento, sincronismi, comunicazione su fieldbus (Modbus/Profibus/Profinet/EtherNet/IP).
Cos’è un soft starter e come funziona
Il soft starter è un avviatore statico (tiristori SCR) che riduce gradualmente la tensione al motore in fase di start, limitando la corrente di spunto e gli urti meccanici; a regime, bypassa i tiristori e collega il motore direttamente alla rete. Alcuni modelli gestiscono anche la rampa di arresto (soft stop) per evitare colpi d’ariete su pompe.
Quando conviene il soft starter
Applicazioni a velocità fissa dove serve solo un avvio/stop dolce (compressori a pistoni, pompe centrifughe semplici, trituratori con inerzia moderata).
Quando il budget è limitato e non serve regolazione di velocità.
Spazi ristretti e bassa complessità di parametrizzazione.
Inverter vs Soft Starter: confronto rapido
Criterio | Inverter (VFD) | Soft Starter |
Regolazione velocità | Sì, continua | No, velocità fissa a regime |
Controllo coppia | Avanzato (vettoriale/scalar) | Limitato durante la rampa |
Risparmio energetico | Alto su carichi variabili | Basso (solo riduzione stress avvio) |
Correnti di spunto | Molto ridotte, controllate | Ridotte, in funzione rampa |
Freno/Stop controllato | Sì (rampe, DC braking, rigenerazione) | Sì (soft stop in alcuni modelli) |
Armoniche | Presenti (PWM + raddrizzatore) | Basse, solo durante avvio |
Costo | Più alto | Più basso |
Complessità | Maggiore (parametri/EMC) | Minore |
Manutenzione | Media (ventole/condensatori) | Bassa |
Selezione e dimensionamento: metodo pratico
1) Dati minimi del motore (targa)
Potenza (kW/HP), Tensione, Frequenza, Corrente nominale, cosφ, RPM, Classe isolamento, Service Factor.
Tipo di carico: coppia quadratica (pompe/ventilatori), costante (nastri), variabile con picchi (trituratori).
2) Condizioni di esercizio
Duty cycle, numero avviamenti/ora, altitudine, temperatura ambiente → possibili declassamenti.
Presenza di SCPD (Short-Circuit Protection Device), fusibili gG/aR o interruttore magnetotermico + differenziali idonei.
3) Scelta tra inverter e soft starter
Serve regolazione di portata/velocità? → Inverter.
Serve solo limitare colpi di ariete e correnti di spunto? → Soft starter.
4) Dimensionamento elettrico
Soft starter: I_start limitata (p.es. 2–3×In), durata rampa (p.es. 10–20 s), bypass integrato, corrente nominale ≥ In motore con margine (10–20%).
Inverter: corrente di uscita I_drive ≥ In del motore + margine per cicli pesanti; verificare sovraccarico 150% 60 s (tipico Heavy Duty). Se bus DC rigenera, valutare chopper + resistenza o unità rigenerativa.
5) EMC, armoniche, cavi e motori
Con inverter: cavi screened motore, messa a terra a 360°, eventuale filtro EMC (C2/C3) e reattanza di linea/filtro dU/dt per cavi lunghi o motori vecchi (isolamento debole).
Distorsione armonica THDi lato rete: eventuale reattanza di rete, raddrizzatori a 12 impulsi o filtri attivi per impianti sensibili.
Verifica cuscinetti (correnti parassite): valutare spazzole di messa a terra o cuscinetti isolati su motori grossi.
Parametrizzazione essenziale
Soft starter – parametri tipici
Inverter – parametri chiave
Modalità controllo: V/f semplice, V/f con boost, vettoriale senza sensore.
Rampe: accel/decel (s), S-curve per evitare strappi.
Frequenza min/max (Hz), limiti coppia/corrente.
PID integrato (setpoint pressione/portata), sleep e anti-windup.
Frenatura: DC braking, chopper di frenatura + resistenza o rigenerativa.
I/O e fieldbus: ingressi digitali/analogici, Modbus/Profinet ecc.
Protezione motore: I²t, sonda PTC/NTC (se presente).
Casi d’uso concreti
1) Pompe e ventilatori (coppia quadratica)
Obiettivo: risparmio energetico e regolazione portata → Inverter con PID e funzione sleep. Soft starter solo se la portata è fissa e serve evitare colpo d’ariete.
2) Nastri trasportatori
Avvio dolce, evitare slittamento materiali, controllo velocità per sincronismi → Inverter (rampe S-curve). Soft starter ok se velocità è fissa e basta una rampa morbida.
3) Trituratori/mescolatori (carico pesante)
Picchi di coppia, rischio bloccaggi → Inverter vettoriale con limite coppia e protezioni; eventuale frenatura. Soft starter più critico: serve margine elevato su corrente di spunto.
Normative e sicurezza (promemoria)
IEC/EN 61800 (azionamenti a velocità variabile), IEC/EN 60947-4-2 (soft starter), IEC/EN 60204-1 (sicurezza macchine), IEC/EN 61439 (quadri BT).
Coordinamento protezioni (fusibili/interruttori), categoria di sovratensione, IP e classe isolamento.
EMC: cablaggi schermati, filtri, corretto instradamento PE.
Nota: verifica sempre i cataloghi del costruttore per declassamenti, limiti di cavo e accessori obbligatori (filtri, reattanze, resistenze di frenatura).
Checklist di progettazione
Dati targa motore e profilo di carico.
Obiettivo: solo avvio dolce o regolazione completa?
Dimensionamento corrente (Heavy/Normal Duty).
EMC: filtri, cavi schermati, messa a terra.
Armoniche: reattanze/filtri se rete sensibile.
Parametri base (rampe, limitazioni, PID).
Protezioni: magnetotermico, differenziale idoneo, I²t.
Collaudo: test a vuoto, sotto carico, verifica termica.
Documentazione: schemi, parametri salvati, backup.
FAQ rapide
Meglio inverter o soft starter per una pompa?
Se vuoi regolare portata/pressione e tagliare consumi → inverter con PID. Se portata fissa e vuoi solo eliminare il colpo d’ariete → soft starter.
L’inverter rovina il motore?
No, se correttamente installato: cavi schermati, filtri EMC, eventuale filtro dU/dt per cavi lunghi/motori datati.
Posso usare soft starter e poi passare a bypass?
Sì: è il funzionamento tipico. A regime il motore va in linea diretta con perdite minime.
Serve il freno di frenatura?
Per decelerazioni rapide o carichi inerziali: sì, chopper + resistenza o rigenerativa.
Conclusioni
Soft starter: soluzione semplice ed economica per limitare correnti di spunto e urti meccanici su applicazioni a velocità fissa.
Inverter: controllo totale di velocità/coppia, risparmio energetico, funzioni evolute e protezioni → ideale per processi moderni e ottimizzati.
Se stai realizzando o aggiornando un quadro elettrico industriale, valuta fin da subito profilo di carico, EMC e protezioni: scegliere bene tra inverter e soft starter significa avere impianti più efficienti, affidabili e sicuri.
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