Relés térmicos electrónicos para protección de sobrecarga del motor

¿Para qué sirven los relés térmicos?

Los relés térmicos se utilizan para proteger los motores eléctricos de sobrecargas. Dado que el sobrecalentamiento es una consecuencia de la sobrecorriente, dicho relé protege al motor de la sobrecorriente como tal y del sobrecalentamiento. Es decir, se recomienda el uso de un relé térmico en situaciones en las que las corrientes en la red de suministro y, en consecuencia, en la carga suministrada por alguna razón pueden exceder la clasificación permitida hasta 1.11 - 7 veces, y luego la configuración del relé será evitar la destrucción del equipo.

Si el equipo es responsable de un trabajo preciso y responsable, debe protegerse contra el sobrecalentamiento, de lo contrario se producirán daños. De hecho, el relé térmico comparará el valor efectivo de la corriente que fluye con la configuración y protegerá el equipo si se excede la configuración: después de un período de tiempo estrictamente definido, se abrirá el circuito de carga y se salvará el equipo.

Los circuitos de alimentación son conmutados por contactores y luego el relé térmico solo controla el suministro a los contactores y no se requiere una alta estabilidad de corriente del propio relé. El relé en forma de unidad unificada auxiliar está conectado al contactor, y el contactor de potencia mismo cambia la carga.

Los relés suelen tener contactos normalmente abiertos y normalmente cerrados, el primero encargado de alimentar la lámpara de señal (por ejemplo) y el segundo de alimentar el contactor.

Cuando la temperatura de los equipos eléctricos se encuentra dentro de los límites permisibles establecidos, el relé térmico mantiene cerrado el circuito, y en cuanto se presenta un exceso, se apaga luego de un cierto período de tiempo, y cuanto mayor sea la relación de la corriente de sobrecarga a el nominal, más rápido se dispara el relé, porque cuanto mayor sea la corriente, más rápido se calienta el cable, y no se debe permitir el sobrecalentamiento de cualquier parte del equipo protegido.

Parámetros del relé térmico

A valores elevados de sobrecarga (varias veces), característicos de un cortocircuito, la apertura se realiza mediante un interruptor automático con disparador electromagnético o fusible. En general, las causas de la sobrecarga pueden ser diferentes, por ejemplo, un arranque duro regular de un motor eléctrico o operaciones frecuentes de encendido y apagado. Entonces el disparador será falso.

Para excluir falsas alarmas, la configuración se establece sin reservas, la diferencia está solo en las clases de los propios relés de 5 a 40, que indican el tiempo de respuesta: clase 5: 3 segundos con una sobrecarga de diez veces, clase 10: 6 segundos con una sobrecarga de diez veces, etc., determinada a una temperatura ambiente de 20 ° C, con operación trifásica simétrica, para sobrecarga en estado frío. El ajuste muestra la corriente de sobrecarga y la clase muestra el tiempo máximo de disparo en segundos.

Una característica importante del relé térmico son los valores límite de múltiples sobrecargas a largo plazo, alrededor de una hora. Esta es la condición bajo la cual se garantiza que el relé funcione o no funcione. Entonces, si el umbral se establece en 1.14 ± 0.06, entonces en 1.2 se garantiza que el relé funcionará y en 1.06 definitivamente no funcionará.

Este parámetro es extremadamente importante, determina la precisión y confiabilidad de la protección y también ayuda a prevenir falsas alarmas.Los relés de la más alta calidad tienen compensación de temperatura para garantizar un funcionamiento constante en todas las temperaturas ambiente.

De acuerdo con las características del equipo protegido, también se selecciona el tiempo de respuesta del relé térmico, teniendo en cuenta la velocidad de sobrecarga admisible. Los múltiplos grandes, hasta 10 veces, requieren un enfoque más completo. Por ejemplo, la clase 10 se considera universal y es adecuada para motores eléctricos de fácil arranque.

Para arranques pesados, la clase 20, la clase 30 o la clase 40 son más adecuadas. Clase 5: si se requiere una alta precisión, por ejemplo, si la carga es de baja inercia.Como regla general, los fabricantes de relés térmicos en la documentación adjunta indican el equipo más adecuado para el cual la clase de esta característica de protección es actualmente la mejor.

El tiempo real de activación del relé es importante aquí, debe coincidir con la dependencia estándar. Los mejores relés térmicos con una sobrecarga de 3 a 7,2 veces tienen una desviación máxima del tiempo de disparo del estándar de no más del 20 % hacia abajo y hacia arriba. Con un aumento de la temperatura, por ejemplo debido al precalentamiento con corriente nominal, el tiempo de apagado es de 2,5 a 4 veces más corto que el estándar a 20 °C.

Desventajas de los relés térmicos simples.

Los relés térmicos trifásicos son más versátiles, monitorean corrientes en las tres fases y son aplicables a circuitos monofásicos, para corriente alterna y continua.

¿Pero si las fases se cargan de forma muy asimétrica? Entonces la temperatura en una de las fases subirá más rápido y el equipo se sobrecalentará peligrosamente, porque el valor efectivo de la corriente de las tres fases no permitirá detectar el peligro. Como resultado, el tiempo de disparo y la corriente crítica del ajuste del relé térmico serán menores que la situación real.

Para resolver el problema más rápido, se necesita un relé térmico más moderno, con protección integrada contra la asimetría de corriente de fase. En dichos relés, en caso de desequilibrio o pérdida de fase, el tiempo de respuesta y la corriente cambiarán en consecuencia y la protección seguirá siendo confiable.

Los relés térmicos generalmente se fabrican sobre la base de seccionadores bimetálicos. Cuando se calienta con corriente, la placa se dobla y activa el mecanismo de apagado, el relé se activa, cambia al estado "apagado".Cuando la placa se enfríe, el mecanismo volverá a su estado original "encendido". La simplicidad del diseño de los relés convencionales impresiona por su bajo costo y buen aislamiento acústico. Pero para equipos más delgados, se necesitan relés térmicos (electrónicos) más precisos.

Relés térmicos electrónicos

Los relés térmicos electrónicos no volátiles, como las series 3RB20 y 3RB21 de Siemens, están equipados con sistemas de medición incorporados para corrientes de hasta 630 A. Estos relés son independientes de la corriente y pueden proteger cargas en cualquier modo, incluso con fuertes arranque, y con fases abiertas o desequilibradas.

En caso de sobrecarga de corriente, con rotura de una de las fases o con desequilibrio, la corriente, por ejemplo en el motor, aumenta y se hace superior al ajuste. Un transformador de corriente integrado registra la corriente, y la electrónica procesa el valor medido actualmente, y si excede el valor establecido, se transmite un pulso de disparo al interruptor automático, que desconecta la carga abriendo el contactor externo. El relé en sí está montado en el contactor. El tiempo de disparo está estrictamente relacionado con la relación entre la corriente de disparo y la corriente de ajuste.

El relé térmico electrónico Siemens 3RB21 no solo es capaz de proteger contra el sobrecalentamiento por asimetría de fase, sobrecorriente o pérdida de fase, sino que también tiene un sistema interno de detección de falla a tierra (excepto para combinaciones estrella-triángulo). Por ejemplo, las fallas a tierra incompletas debido a daños en el aislamiento o humedad se detectarán de inmediato y el circuito de carga se abrirá.

Cuando se activa el relé, el indicador se iluminará, señalando la condición de disparo.Es posible el restablecimiento automático o el restablecimiento manual. El reinicio automático ocurre después de un tiempo establecido, después del cual el relé cerrará el contactor nuevamente.