Relés térmicos eletrônicos para proteção contra sobrecarga do motor

Para que servem os relés térmicos?

Os relés térmicos são usados ​​para proteger os motores elétricos contra sobrecarga. Como o superaquecimento é uma consequência da sobrecorrente, esse relé protege o motor da sobrecorrente e do superaquecimento. Ou seja, o uso de um relé térmico é recomendado em situações em que as correntes na rede de alimentação e, consequentemente, na carga fornecida por algum motivo podem exceder a classificação permitida em até 1,11 - 7 vezes, e então a configuração do relé será evitar a destruição do equipamento.

Se o equipamento for responsável por um trabalho preciso e responsável, ele deve ser protegido contra superaquecimento, caso contrário, ocorrerão danos. De fato, o relé térmico comparará o valor efetivo da corrente que flui com o ajuste e protegerá o equipamento se o ajuste for excedido - após um período de tempo estritamente definido, o circuito de carga será aberto, o equipamento será salvo.

Os circuitos de energia são comutados por contatores e, em seguida, o relé térmico controla apenas a alimentação dos contatores e a alta estabilidade de corrente não é necessária do próprio relé. O relé na forma de uma unidade unificada auxiliar é conectado ao contator e o próprio contator de energia comuta a carga.

Os relés geralmente possuem contatos normalmente abertos e normalmente fechados, sendo o primeiro responsável pela alimentação da lâmpada de sinalização (por exemplo) e o segundo pela alimentação do contator.

Quando a temperatura do equipamento elétrico está dentro dos limites permitidos estabelecidos, o relé térmico mantém o circuito fechado e, assim que ocorre um excesso, ele desliga após um determinado período de tempo, e quanto maior a relação da corrente de sobrecarga para nominal, mais rápido o relé é acionado, pois quanto maior a corrente, mais rápido o fio esquenta, não devendo ser permitido o superaquecimento de qualquer parte do equipamento protegido.

Parâmetros do relé térmico

Em altos valores de sobrecarga (várias vezes), característicos de um curto-circuito, a abertura é realizada por um disjuntor com relé eletromagnético ou fusível. Em geral, as causas da sobrecarga podem ser diferentes, por exemplo, uma partida difícil regular de um motor elétrico ou operações liga-desliga freqüentes. Então o gatilho será falso.

Para excluir alarmes falsos, a configuração é definida sem reservas, a diferença está apenas nas classes dos próprios relés de 5 a 40, indicando o tempo de resposta: classe 5 - 3 segundos com sobrecarga de dez vezes, classe 10 - 6 segundos com sobrecarga décupla, etc., determinada a uma temperatura ambiente de 20 ° C, com operação trifásica simétrica, para sobrecarga em estado frio. A configuração mostra a corrente de sobrecarga e a classe mostra o tempo máximo de disparo em segundos.

Uma característica importante do relé térmico são os valores-limite de múltiplas sobrecargas de longo prazo - cerca de uma hora. Esta é a condição sob a qual o relé tem garantia de operação ou não operação. Portanto, se o limite for definido como 1,14 ± 0,06, em 1,2 o relé funcionará com certeza e em 1,06 definitivamente não funcionará.

Este parâmetro é extremamente importante, pois determina a precisão e confiabilidade da proteção e também ajuda a evitar falsos alarmes.Os relés da mais alta qualidade são compensados ​​por temperatura para garantir operação constante em todas as temperaturas ambientes.

De acordo com as características do equipamento protegido, o tempo de resposta do relé térmico também é selecionado, levando em consideração a velocidade de sobrecarga permitida. Grandes múltiplos - até 10 vezes - requerem uma abordagem mais completa. Por exemplo, a classe 10 é considerada universal e é adequada para motores elétricos de partida fácil.

Para partidas pesadas, classe 20, classe 30 ou classe 40 são mais adequadas. Classe 5 — se for necessária alta precisão, por exemplo, se a carga for de baixa inércia.Como regra, os fabricantes de relés térmicos na documentação anexa indicam o equipamento mais adequado para o qual a classe dessa característica de proteção é atualmente a melhor.

O tempo real de atuação do relé é importante aqui, ele deve corresponder à dependência padrão. Os melhores relés térmicos com sobrecarga de 3 a 7,2 vezes têm um desvio máximo do tempo de disparo do padrão de não mais que 20% para baixo e para cima. Com aumento de temperatura, por exemplo devido ao pré-aquecimento com corrente nominal, o tempo de desligamento é 2,5 a 4 vezes menor que o padrão a 20°C.

Desvantagens dos relés térmicos simples

Os relés térmicos trifásicos são mais versáteis, monitoram correntes nas três fases e são aplicáveis ​​a circuitos monofásicos, para corrente alternada e contínua.

Mas se as fases forem carregadas de forma altamente assimétrica? Então a temperatura em uma das fases aumentará mais rapidamente e o equipamento sobreaquecerá perigosamente, pois o valor efetivo da corrente das três fases não permitirá a detecção de perigo. Como resultado, o tempo de disparo e a corrente crítica do ajuste do relé térmico serão realmente menores do que a situação real.

Para resolver o problema mais rapidamente, é necessário um relé térmico mais moderno, com proteção integrada contra assimetria de corrente de fase. Nesses relés, em caso de desbalanceamento ou perda de fase, o tempo de resposta e a corrente mudarão de acordo e a proteção permanecerá confiável.

Os relés térmicos são geralmente feitos com base em seccionadores bimetálicos. Quando aquecida pela corrente, a placa dobra e ativa o mecanismo de desligamento, o relé é ativado - ele muda para o estado "desligado".Quando a placa esfria, o mecanismo retornará ao seu estado "ligado" original. A simplicidade do projeto dos relés convencionais impressiona pelo seu baixo custo e bom isolamento acústico. Mas para equipamentos mais finos, são necessários relés térmicos mais precisos — eletrônicos.

Relés térmicos eletrônicos

Os relés térmicos eletrônicos não voláteis, como as séries 3RB20 e 3RB21 da Siemens, são equipados com sistemas de medição integrados para correntes de até 630 A. Esses relés são independentes da corrente e são capazes de proteger cargas em qualquer modo, mesmo com cargas pesadas partida e com fases abertas ou desbalanceadas.

Em caso de sobrecarga de corrente, com quebra de uma das fases ou com desequilíbrio, a corrente, por exemplo no motor, aumenta e fica acima do ajuste. Um transformador de corrente integrado registra a corrente e a eletrônica processa o valor atualmente medido e, se exceder o valor definido, um pulso de disparo é transmitido ao disjuntor, que desconecta a carga abrindo o contator externo. O próprio relé é montado no contator. O tempo de disparo está estritamente relacionado à relação entre a corrente de disparo e a corrente de ajuste.

O relé térmico eletrônico Siemens 3RB21 não só é capaz de proteger contra superaquecimento devido à assimetria de fase, sobrecorrente ou perda de fase, mas também possui um sistema interno de detecção de falta à terra (exceto para combinações estrela-triângulo). Por exemplo, falhas de aterramento incompletas devido a danos no isolamento ou umidade serão imediatamente detectadas e o circuito de carga será aberto.

Quando o relé é ativado, o indicador acenderá, sinalizando a condição de desarme.A reinicialização automática ou a reinicialização manual é possível. O reset automático ocorre após um tempo definido, após o qual o relé fechará o contator novamente.