Relé térmico para un motor eléctrico: principio de funcionamiento, dispositivo, cómo elegir.
Durante el funcionamiento de los equipos eléctricos, están constantemente expuestos a sobrecargas de corriente, lo que reduce su durabilidad.La protección en tales situaciones es un relé térmico para el motor eléctrico, que corta la fuente de alimentación cuando surgen circunstancias inusuales.
Le sugerimos que comprenda el diseño, el principio de funcionamiento, los tipos y matices de la conexión de dispositivos de protección. Además, te contamos qué parámetros y características se deben tener en cuenta a la hora de elegir un relé térmico.
El contenido del artículo:
Diseño de relés térmicos.
Los relés térmicos de todo tipo tienen un dispositivo similar. El elemento más importante de cualquiera de ellos es la tira bimetálica sensible.
El valor de la corriente de funcionamiento está influenciado por la temperatura del ambiente en el que opera el relé. Un aumento de temperatura reduce el tiempo de respuesta.
Para minimizar esta influencia, los desarrolladores de dispositivos eligen la temperatura bimetálica más alta posible. Con el mismo fin, algunos relés están equipados con una placa de compensación adicional.
Si se incluyen calentadores de nicromo en el diseño del relé, se conectan en un circuito paralelo, en serie o en serie paralelo con una placa.
El valor actual en el bimetal se regula mediante derivaciones. Todas las partes están integradas en el cuerpo. El elemento bimetálico en forma de U se fija sobre el eje.
Un resorte helicoidal descansa contra un extremo de la placa. El otro extremo se basa en un bloque aislante equilibrado, que gira alrededor de un eje y sirve de soporte para un puente de contactos equipado con contactos de plata.
Para coordinar la corriente de ajuste, la placa bimetálica está conectada por su extremo izquierdo a su mecanismo. El ajuste se produce debido a la influencia sobre la deformación primaria de la placa.
Si la magnitud de las corrientes de sobrecarga es igual o mayor que los ajustes, el bloque aislante gira bajo la influencia de la placa. Cuando se vuelca, el contacto normalmente cerrado del dispositivo se desconecta.
El relé vuelve automáticamente a su posición original. El proceso de devolución automática no dura más de 3 minutos desde el momento en que se activa la protección. También es posible un reinicio manual; para ello se proporciona una tecla de reinicio especial.
Al usarlo, el dispositivo recupera su posición original en 1 minuto. Para activar el botón, gírelo en sentido antihorario hasta que se eleve por encima del cuerpo. La corriente de instalación suele estar indicada en el panel.
Principio de funcionamiento del dispositivo.
Realizando una función protectora, cortacircuitos desconecta los circuitos de alimentación. Un relé térmico se diferencia de él en que cuando se excede la carga, simplemente emite una señal de control. Con tal protección, se conmutan pequeñas corrientes en un circuito de control.
En el circuito delante del relé térmico hay interruptor magnético. Cuando los circuitos se abren en caso de emergencia, no es necesario duplicar el funcionamiento del contactor. En consecuencia, no se consume ningún material para la fabricación de grupos de contacto de potencia.
Los más populares son los dispositivos equipados con placas bimetálicas. La placa en sí consta de dos elementos similares.
Uno de ellos tiene un coeficiente de temperatura importante, mientras que el otro tiene uno ligeramente menor. Estos dos componentes encajan perfectamente.
Esta fijación rígida se consigue mediante soldadura o laminado en caliente. Debido al hecho de que la placa está fijada inmóvil, cuando se calienta se dobla hacia el elemento con un coeficiente de temperatura más bajo. Este principio se tomó como base al crear relés térmicos.
En su producción se utiliza acero al cromo-níquel y acero no magnético, que tienen un alto coeficiente de temperatura. Como material con un valor bajo de este parámetro se utiliza invar, un compuesto de níquel y hierro.
La placa bimetálica se calienta mediante corrientes de carga. La mayoría de las veces fluyen a través de un calentador especial. También existe el calentamiento combinado, en el que, además del calor que desprende el calentador, el bimetal también se calienta mediante la corriente que lo atraviesa.
Cómo conectar un relé térmico
El contacto cerrado (normalmente conectado), que se utiliza para conectar el módulo térmico al arrancador magnético, se denomina NC o NC, que significa normalmente cerrado. La combinación de letras NO indica un contacto normalmente abierto.
En un circuito simple, se utiliza para proporcionar una señal que indica que la protección del motor se ha disparado por exceder la temperatura umbral.
Cuando se implementa en circuitos de control complejos, es capaz de generar una señal de emergencia para desactivar el transportador.
La designación de los terminales del contactor la dicta GOST: normalmente cerrado - 95-96, normalmente abierto - 97-98. Se conecta un arrancador al primer par, el segundo se utiliza para circuitos de señalización. Dado que el motor y el relé térmico deben protegerse contra cortocircuitos, el circuito debe contener un disyuntor.
El circuito del dispositivo incluye botones de "Prueba" y "Detener" o "Restablecer". El primero se usa para verificar la funcionalidad y el segundo se usa para desactivar manualmente la protección.
Usando el interruptor giratorio de armado, después de encender la protección, se reinicia el motor eléctrico. La tapa de cristal del producto está marcada y sellada.
En función del tipo de conexión se pueden distinguir dos grandes grupos de relés térmicos:
- primer grupo - dispositivos montados detrás del arrancador magnético y conectados mediante puentes;
- segundo grupo — dispositivos instalados directamente en el contactor de arranque.
En este último caso, durante el arranque, la carga principal recae sobre el contactor.Aquí el módulo térmico está equipado con contactos de cobre conectados directamente a las entradas del arrancador.
Los cables del motor están conectados al TP. El relé en sí en dicho circuito representa una unidad intermedia que analiza la corriente que fluye en tránsito hacia el motor desde el arrancador magnético.
Matices al instalar el dispositivo.
La velocidad de respuesta del módulo térmico puede verse afectada no solo por sobrecargas de corriente, sino también por indicadores de temperatura externos. La protección funcionará incluso en ausencia de sobrecarga.
También sucede que, bajo la influencia de la ventilación forzada, el motor sufre una sobrecarga térmica, pero la protección no funciona.
Para evitar tales fenómenos, es necesario seguir las recomendaciones de los especialistas:
- Al elegir un relé, concéntrese en la temperatura de funcionamiento máxima permitida.
- Instale la protección en la misma habitación que el objeto protegido.
- Para la instalación, elija lugares donde no haya fuentes de calor ni dispositivos de ventilación.
- Debe configurar el módulo térmico en función de la temperatura ambiente real.
- La mejor opción es tener compensación térmica incorporada en el diseño del relé.
Una opción adicional para el relé térmico es la protección en caso de fallo de fase o fallo total del suministro eléctrico. Para motores trifásicos este punto es especialmente relevante.
Si hay un problema en una fase, las otras dos absorben una corriente mayor. Como resultado, se produce rápidamente un sobrecalentamiento y luego se apaga.Si el relé no funciona eficazmente, tanto el motor como el cableado pueden fallar.
Tipos de dispositivos existentes
La clase de relés térmicos incluye varios tipos: TRN, RTL, TRP, RTI, RTT. El uso de cada uno está determinado por las características de diseño.
Relé de corriente bifásico (TRN), se utilizan principalmente para la protección eléctrica de motores asíncronos con rotor de jaula de ardilla. Como regla general, funcionan desde una red con una potencia nominal de hasta 500 V, una frecuencia de 50 Hz.
El relé está equipado con un mecanismo de control de contacto manual. Las dimensiones de los TRN permiten integrarlos en dispositivos completos de estaciones tanto de tipo cerrado como abierto que coordinan el funcionamiento de los accionamientos. No realizan la función de protección contra cortocircuitos y la necesitan ellos mismos.
Relé PRT Tienen un mecanismo resistente a vibraciones y un cuerpo resistente a golpes. Diseñado para proteger motores asíncronos trifásicos que operan bajo condiciones de cargas mecánicas pesadas.
Están diseñados para una corriente máxima de 600 A y un voltaje máximo de 500 V, y en circuitos con corriente continua - 440 V. La automatización es insensible a la temperatura exterior y funciona cuando el indicador supera los 200°C.
dispositivos RTL — trifásico, además de proteger el motor de sobrecargas, protege el rotor de atascos. Lo aseguran contra daños en caso de desequilibrio de fases durante un arranque prolongado.
Funcionan de forma autónoma con bornes KRL y en versión con arrancador magnético PML. Rango de funcionamiento actual: de 0,10 a 86 A.
PTT — el dispositivo protege los motores asíncronos de sobretensiones, desequilibrios de fases, interferencias y otras situaciones de emergencia.Se utiliza como dispositivo independiente y como parte integral de los arrancadores PMA y PME.
Producto RTI trifásico Dotado de las mismas funciones que el anterior, pero se utiliza en una modificación con arrancadores KTM y KMI.
Cómo elegir un relé térmico
El motor necesita un relé de protección cuando, por razones tecnológicas, existe una amenaza potencial de sobrecarga. El segundo caso es la necesidad de limitar el tiempo de arranque en condiciones de tensión reducida.
Estos requisitos están contenidos en las instrucciones pertinentes. Que plantea una solicitud para equipar un producto de protección con un retardo de tiempo. Todo esto se realiza mediante relés térmicos.
Características básicas de los dispositivos.
Los datos básicos del dispositivo que protege el motor son:
- Rendimiento de los contactos en función de los parámetros actuales: indicador de tiempo-corriente.
- Corriente de funcionamiento a la que se activa el TP.
- Limite los ajustes de configuración actuales. En todos los dispositivos fabricados por diferentes fabricantes, este parámetro difiere ligeramente. Superar el valor nominal en un 20% implica el funcionamiento del dispositivo después de 25 minutos.
- Valor actual nominal de la placa bimetálica de trabajo. Se trata de un valor por encima del cual el relé no se desconecta inmediatamente.
- Rango actual en el que opera el relé.
Se puede obtener información sobre el relé térmico descifrando sus marcas. El símbolo que indica el tipo de ejecución puede variar.
La ubicación de los TP nacionales está regulada por GOST 15150.Su trabajo está influenciado por factores como la altitud sobre el nivel del mar, las vibraciones, los golpes y la aceleración.
Los fabricantes reflejan todos estos matices en el etiquetado de sus productos. Algunos de ellos incluyen además información sobre la capacidad para trabajar en presencia de sustancias nocivas y gases explosivos.
Seleccionar un dispositivo según las reglas.
Los requisitos para el relé térmico se establecen en las instrucciones. Aquí también se estipula que la protección debe tener un retardo de tiempo. Todas las solicitudes se cumplen mediante dispositivos especiales.
Al analizar las características tiempo-corriente de un TR, es necesario tener en cuenta que el funcionamiento puede ocurrir desde un estado sobrecalentado o frío.
Una protección impecable supone que la curva que representa la dependencia óptima de la duración del flujo de corriente del valor de corriente del relé y del motor para un funcionamiento sin problemas del equipo es diferente. El primero debe ser más bajo que el segundo.
La selección correcta de un producto de protección se realiza en función de un parámetro como la corriente nominal de funcionamiento. Su valor está relacionado con la corriente de carga nominal del motor eléctrico.
Tanto los estándares nacionales como los internacionales estipulan que la corriente nominal del motor es similar al ajuste de la corriente de funcionamiento del relé térmico.
Esto significa que el dispositivo se pone en funcionamiento con una sobrecarga del 20 al 30% o con Iav.x1.2 o 1.3 a más tardar 20 minutos.
En base a esto, se debe elegir que la corriente de no funcionamiento del TR supere la corriente nominal del objeto cubierto en un promedio del 12%. El valor In se muestra en el pasaporte del dispositivo y en una placa adherida al cuerpo.
En base a él se seleccionan tanto el TR como el motor de arranque correspondiente al mismo. La escala del relé está calibrada en amperios y, por regla general, corresponde al valor de corriente configurado.
Un ejemplo es la selección de un relé térmico para un motor asíncrono conectado a una red de 380 V con una potencia de 1,5 kW.
La corriente nominal de funcionamiento es de 2,8 A, lo que significa que para un relé térmico la corriente umbral será igual a: 1,2 * 2,8 = 3,36 A. Según la tabla, la elección debe realizarse según el RTL-1008, cuyo rango de ajuste está en el rango de 2,4 a 4 A.
Cuando se desconocen los datos de la placa de características del motor, la corriente se determina utilizando dispositivos especiales: una pinza amperimétrica o un multímetro con la opción adecuada. Se realizan mediciones en cada una de las fases.
Al elegir, es importante prestar atención al voltaje indicado en el dispositivo. Si planea utilizar un tándem de arranque TP, debe tener en cuenta la cantidad de contactos.
Al conectar el dispositivo a una red trifásica, se requiere un módulo que tenga función de protección en casos de rotura de conductores o desequilibrio de fases.
Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
Esquema eficaz de protección del motor:
Componentes de un relé térmico:
El principio de interacción entre varios dispositivos en diferentes opciones de conexión de un relé térmico es el mismo. Para una mejor orientación en los diagramas, es necesario poder "leer" las marcas del dispositivo.Lo ideal es que todo el trabajo de conexión lo realice un técnico certificado para trabajar en condiciones de alto voltaje.
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