Relé térmico: principio de funcionamiento, tipos, diagrama de conexión + ajuste y marcado.
La durabilidad y fiabilidad operativa de cualquier instalación con motor eléctrico depende de varios factores. Sin embargo, las sobrecargas de corriente afectan significativamente la vida útil del motor.Para advertirles, se conecta un relé térmico que protege el elemento de trabajo principal de la máquina eléctrica.
Le diremos cómo seleccionar un dispositivo que predice las situaciones de emergencia inminentes cuando se exceden los valores actuales máximos permitidos. El artículo que presentamos describe el principio de funcionamiento, proporciona variedades y sus características. Se dan consejos sobre conexión y configuración adecuada.
El contenido del artículo:
¿Por qué se necesitan dispositivos de protección?
Incluso si el accionamiento eléctrico se diseña y utiliza correctamente sin violar las reglas básicas de funcionamiento, siempre existe la posibilidad de que se produzcan fallos de funcionamiento.
Los modos de funcionamiento de emergencia incluyen cortocircuitos monofásicos y multifásicos, sobrecargas térmicas de equipos eléctricos, atasco del rotor y destrucción de la unidad de rodamiento, pérdida de fase.
Cuando funciona bajo cargas elevadas, un motor eléctrico consume una gran cantidad de electricidad. Y cuando se excede regularmente la tensión nominal, el equipo se calienta intensamente.
Como resultado, el aislamiento se desgasta rápidamente, lo que conduce a una reducción significativa de la vida útil de las instalaciones electromecánicas. Para eliminar tales situaciones, se conecta un relé de protección térmica al circuito de corriente eléctrica. Su función principal es garantizar el funcionamiento normal de los consumidores.
Apaga el motor con un cierto retraso y, en algunos casos, instantáneamente, para evitar la destrucción del aislamiento o daños a partes individuales de la instalación eléctrica.
Para evitar una disminución en la resistencia del aislamiento, se utilizan dispositivos de apagado de protección, pero si la tarea es evitar fallas de enfriamiento, se conectan dispositivos especiales con protección térmica incorporada.
Diseño y principio de funcionamiento del TR.
Estructuralmente, un relé electrotérmico estándar es un pequeño dispositivo que consta de una placa bimetálica sensible, una bobina calefactora, un sistema de palanca-resorte y contactos eléctricos.
Una placa bimetálica está hecha de dos metales diferentes, generalmente Invar y acero al cromo-níquel, unidos firmemente mediante un proceso de soldadura. Un metal tiene un coeficiente de expansión de temperatura más alto que otro, por lo que se calientan a velocidades diferentes.
Durante una sobrecarga de corriente, la parte no fija de la placa se dobla hacia el material con menor coeficiente de expansión térmica. Esto ejerce una fuerza sobre el sistema de contactos del dispositivo de protección y activa la desconexión de la instalación eléctrica en caso de sobrecalentamiento.
La mayoría de los modelos de relés térmicos mecánicos tienen dos grupos de contactos. Un par está normalmente abierto, el otro está permanentemente cerrado. Cuando se activa el dispositivo de protección, el estado de los contactos cambia. Los primeros se cierran y los segundos se abren.
La corriente es detectada por un transformador integrado, después de lo cual la electrónica procesa los datos recibidos. Si el valor actual es actualmente mayor que el ajuste, el pulso se transmite instantáneamente directamente al interruptor.
Al abrir el contactor externo, el relé con mecanismo electrónico bloquea la carga. Ser Relé térmico para motor eléctrico. instalado en el contactor.
La tira bimetálica se puede calentar directamente, debido a la influencia de la corriente de carga máxima sobre la tira de metal, o indirectamente, utilizando un termoelemento separado. A menudo, estos principios se combinan en un dispositivo de protección térmica. Con calefacción combinada, el dispositivo tiene mejores características de rendimiento.
Características básicas de un relé de corriente.
La característica principal de un interruptor de protección térmica es la pronunciada dependencia del tiempo de respuesta de la corriente que fluye a través de él: cuanto mayor sea el valor, más rápido funcionará. Esto indica una cierta inercia del elemento del relé.
Movimiento dirigido de partículas portadoras de carga a través de cualquier dispositivo eléctrico. bomba de circulación y una caldera eléctrica que genera calor. A la corriente nominal, su duración permitida tiende al infinito.
Y con valores que superan los valores nominales, la temperatura en el equipo aumenta, lo que provoca un desgaste prematuro del aislamiento.
La carga nominal del motor en sí es un factor clave que determina la elección del dispositivo. Un indicador en el rango de 1,2 a 1,3 indica un funcionamiento exitoso con una sobrecarga de corriente del 30% durante un período de 1200 segundos.
La duración de la sobrecarga puede afectar negativamente el estado del equipo eléctrico: con una exposición breve de 5 a 10 minutos, solo se calienta el devanado del motor, que tiene una masa pequeña. Y si dura mucho tiempo, todo el motor se calienta, lo que puede provocar daños graves. O incluso puede ser necesario sustituir los equipos quemados por otros nuevos.
Para proteger el objeto tanto como sea posible contra sobrecargas, se debe utilizar un relé de protección térmica específico para él, cuyo tiempo de respuesta corresponderá a las capacidades de sobrecarga máximas permitidas de un motor eléctrico en particular.
En la práctica, recoger relé de control de voltaje para cada tipo de motor no es práctico. Se utiliza un elemento de relé para proteger motores de varios diseños. Al mismo tiempo, es imposible garantizar una protección fiable durante todo el intervalo de funcionamiento limitado por la carga mínima y máxima.
Por lo tanto, no es absolutamente necesario que el dispositivo de protección reaccione ante cualquier aumento de corriente, aunque sea mínimo. El relé debe apagar el motor eléctrico solo en los casos en que exista peligro de desgaste rápido de la capa aislante.
Tipos de relés de protección térmica.
Existen varios tipos de relés para proteger los motores eléctricos contra fallas de fase y sobrecargas de corriente. Todos se diferencian en las características de diseño, el tipo de MP utilizado y su uso en diferentes motores.
PRT. Dispositivo de conmutación unipolar con sistema de calefacción combinado. Diseñado para proteger motores eléctricos asíncronos trifásicos de sobrecargas de corriente. TRP se utiliza en redes de alimentación de CC con un voltaje base en condiciones normales de funcionamiento no superior a 440 V. Es resistente a vibraciones y golpes.
RTL. Proporcionar protección al motor en los siguientes casos:
- cuando falla una de las tres fases;
- asimetría de corrientes y sobrecargas;
- comienzo demorado;
- atasco del actuador.
Se pueden instalar con terminales KRL por separado de los arrancadores magnéticos o montarse directamente en el PML. Instalado sobre rieles de tipo estándar, clase de protección – IP20.
PTT. Protegen las máquinas asíncronas trifásicas con rotor de jaula de ardilla contra un arranque retrasado del mecanismo, sobrecargas prolongadas y asimetría, es decir, desequilibrio de fases.
TRN. Interruptores bifásicos que controlan el arranque de una instalación eléctrica y el modo de funcionamiento del motor. Son prácticamente independientes de la temperatura ambiente, sólo cuentan con un sistema para devolver manualmente los contactos a su estado inicial. Se pueden utilizar en redes DC.
RTI. Dispositivos de conmutación eléctrica con consumo de electricidad constante, aunque pequeño. Montado sobre contactores de la serie KMI. Trabajar junto con fusibles/interruptores automáticos.
Relés de corriente de estado sólido. Son pequeños dispositivos electrónicos trifásicos sin partes móviles.
Funcionan según el principio de calcular los valores medios de la temperatura del motor, para ello monitorean constantemente la corriente de funcionamiento y arranque. Son resistentes a los cambios en el medio ambiente y, por lo tanto, se utilizan en áreas peligrosas.
RTK. Interruptores de arranque para control de temperatura en carcasas de equipos eléctricos. Se utilizan en circuitos de automatización donde los relés térmicos actúan como componentes.
Es importante recordar que ninguno de los dispositivos comentados anteriormente es adecuado para proteger circuitos contra cortocircuitos.
Los dispositivos de protección térmica solo previenen condiciones de emergencia que ocurren durante el funcionamiento anormal del mecanismo o sobrecarga.
Los equipos eléctricos pueden quemarse incluso antes de que el relé comience a funcionar. Para una protección integral, deben complementarse con fusibles o disyuntores compactos de diseño modular.
Conexión, ajuste y marcado.
El dispositivo de conmutación de sobrecarga, a diferencia de un disyuntor eléctrico, no interrumpe el circuito de alimentación directamente, sino que solo envía una señal para apagar temporalmente la instalación en modo de emergencia. Su contacto normalmente conmutado funciona como un botón de “parada” del contactor y está conectado en un circuito en serie.
Diagrama de conexión del dispositivo
En el diseño del relé, no es necesario repetir absolutamente todas las funciones de los contactos de alimentación tras un funcionamiento exitoso, ya que está conectado directamente al MP. Este diseño permite importantes ahorros en materiales para contactos de potencia. Es mucho más fácil conectar una pequeña corriente en el circuito de control que desconectar inmediatamente tres fases con una grande.
En muchos esquemas para conectar un relé térmico a un objeto, se utiliza un contacto permanentemente cerrado. Está conectado en serie con el botón de "parada" del panel de control y se denomina NC - normalmente cerrado o NC - normalmente conectado.
Se puede utilizar un contacto abierto con dicho esquema para iniciar el funcionamiento de la protección térmica. Los diagramas de conexión para motores eléctricos en los que está conectado un relé de protección térmica pueden variar significativamente dependiendo de la presencia de dispositivos adicionales o características técnicas.
Esto proporcionará una protección confiable contra sobrecargas de equipos eléctricos. En caso de un exceso inaceptable de los valores límite actuales, el elemento del relé abrirá el circuito, desconectando instantáneamente el MP y el motor de la fuente de alimentación.
La conexión e instalación de un relé térmico, por regla general, se realiza junto con un arrancador magnético diseñado para conmutar y arrancar un accionamiento eléctrico. Sin embargo, hay tipos que se montan en un carril DIN o en un panel especial.
Sutilezas del ajuste de los elementos del relé.
Uno de los principales requisitos para los dispositivos de protección de motores eléctricos es el funcionamiento preciso de los dispositivos en caso de funcionamiento de emergencia del motor. Es muy importante seleccionarlo correctamente y ajustar la configuración, ya que los falsos positivos son absolutamente inaceptables.
Entre las ventajas de utilizar elementos de protección actuales, cabe destacar también una velocidad bastante alta y un amplio rango de respuesta, y la facilidad de instalación. Para garantizar el apagado oportuno del motor eléctrico durante una sobrecarga, el relé de protección térmica debe configurarse en una plataforma/soporte especial.
En este caso, se elimina la imprecisión debida a la distribución natural desigual de las corrientes nominales en el NE. Para probar el dispositivo de protección en un banco, se utiliza el método de carga ficticia.
Una corriente eléctrica de voltaje reducido pasa a través del termopar para simular la carga térmica real. Después de esto, el tiempo exacto de funcionamiento se determina con precisión mediante el temporizador.
Al configurar los parámetros básicos, debe esforzarse por lograr los siguientes indicadores:
- a 1,5 veces la corriente, el dispositivo debe apagar el motor después de 150 s;
- a 5...6 veces la corriente debe apagar el motor después de 10 s.
Si el tiempo de respuesta no es correcto, se debe ajustar el elemento del relé mediante el tornillo de control.
Esto se hace en los casos en que los valores de corriente nominal del NE y del motor difieren, así como si la temperatura ambiente está por debajo de la nominal (+40 ºC) en más de 10 grados Celsius.
La corriente de funcionamiento del interruptor electrotérmico disminuye al aumentar la temperatura alrededor del objeto en cuestión, ya que de este parámetro depende el calentamiento de la tira bimetálica. Si hay diferencias significativas, es necesario ajustar aún más el termopar o seleccionar un termoelemento más adecuado.
Las fluctuaciones bruscas de temperatura afectan en gran medida el rendimiento del relé actual. Por tanto, es muy importante elegir un NE que pueda realizar eficazmente funciones básicas, teniendo en cuenta valores reales.
Estas restricciones no se aplican a los relés con compensación de temperatura. La configuración actual del dispositivo de protección se puede ajustar en el rango de 0,75 a 1,25 veces la corriente nominal del termoelemento. La configuración se realiza por etapas.
En primer lugar, se calcula la corrección E.1 sin compensación de temperatura:
mi1=(yonombre-Inordeste)/c×Inordeste,
Dónde
- Inombre – corriente de carga nominal del motor,
- Inordeste – corriente nominal del elemento calefactor de trabajo en el relé,
- c es el precio de la división de escala, es decir, la excéntrica (c=0,055 para arrancadores protegidos, c=0,05 para abiertos).
El siguiente paso es determinar la corrección E.2 a temperatura ambiente:
mi2=(ta-30)/10,
Donde Ta (temperatura ambiente): temperatura ambiente en grados Celsius.
La última etapa es encontrar la corrección total:
mi=mi1+E2.
La corrección total E puede ser con signo “+” o “-”.Si el resultado es un valor fraccionario, se debe redondear hacia abajo a un número entero hacia abajo o de mayor magnitud, dependiendo de la naturaleza de la carga actual.
Para ajustar el relé, la excéntrica se transfiere al valor resultante de la corrección total. Una temperatura de respuesta alta reduce la dependencia del funcionamiento del dispositivo de protección de indicadores externos.
El ajuste de estos indicadores se realiza mediante una palanca especial, cuyo movimiento cambia la curvatura inicial de la placa bimetálica. La corriente de funcionamiento se puede ajustar en un rango más amplio reemplazando los termoelementos.
Los dispositivos de conmutación de protección contra sobrecargas modernos tienen un botón de prueba que le permite verificar la capacidad de servicio del dispositivo sin un soporte especial. También hay una clave para restablecer todas las configuraciones. Se pueden restablecer de forma automática o manual. Además, el producto está equipado con un indicador del estado actual del aparato eléctrico.
Marcado de relés electrotérmicos.
Los dispositivos de protección se seleccionan según la potencia del motor eléctrico. La parte principal de las características clave está oculta en el símbolo.
Debes centrarte en ciertos puntos:
- El rango de configuración de los valores actuales (indicados entre paréntesis) varía mínimamente entre los diferentes fabricantes.
- Las designaciones de letras para un tipo específico de ejecución pueden variar.
- El comportamiento climático a menudo se presenta en forma de gama.Por ejemplo, UHL3O4 debería leerse como sigue: UHL3-O4.
Hoy en día se pueden comprar diversas variantes de dispositivos: relés para corriente alterna y continua, monoestables y biestables, dispositivos con desaceleración al encender/apagar, relés de protección térmica con elementos aceleradores, relés de protección térmica sin devanado de retención, con un devanado o varios. .
Estos parámetros no siempre se muestran en el etiquetado de los dispositivos, sino que deben indicarse en la ficha técnica de los productos eléctricos.
Familiarícese con la estructura, tipos y marcas de relés electromagnéticos. próximo artículo, con el que le recomendamos que se familiarice.
Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
El diseño y principio de funcionamiento de un relé de corriente para una protección eficaz de un motor eléctrico en el ejemplo del dispositivo RTT 32P:
La protección adecuada contra sobrecargas y fallas de fase es la clave para el funcionamiento sin problemas a largo plazo de un motor eléctrico. Video sobre cómo reacciona el elemento del relé en caso de funcionamiento anormal del mecanismo:
Cómo conectar un dispositivo de protección térmica a un MP, diagramas de circuito de un relé electrotérmico:
El relé de protección contra sobrecarga térmica es un elemento funcional obligatorio de cualquier sistema de control de accionamiento eléctrico. Reacciona a la corriente que pasa al motor y se activa cuando la temperatura de la instalación electromecánica alcanza sus valores límite. Esto permite maximizar la vida útil de los motores eléctricos respetuosos con el medio ambiente.
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Si alguna vez ha intentado reparar un hervidor eléctrico moderno, seguramente se habrá topado con un relé térmico. La mayoría de las veces, aquí es donde reside la culpa. Los contactos se queman, la resistencia aumenta y el relé comienza a calentarse. La placa de contacto funde la base de plástico y se endurece en ella. Solo hay una opción: reemplazar todo el relé. De lo contrario, el hervidor no se encenderá.
Todo es muy claro y accesible. Estoy estudiando para ser electricista y esta publicación realmente me ayudó a escribir mi tesis sobre este tema. Muchas gracias autor.
y la autorrecuperación en el video está implementada de tal manera que el TR no abrirá el circuito... ¿o me equivoco?