Relé térmico: principio de funcionamiento, tipos, diagrama de conexión + ajuste y marcado
La durabilidad y la fiabilidad operativa de cualquier instalación con motor eléctrico depende de varios factores. Sin embargo, las sobrecargas actuales afectan significativamente la vida útil del motor. Para evitarlos, conectan un relé térmico que protege el cuerpo principal de trabajo de la máquina eléctrica.
Le diremos cómo elegir un dispositivo que prediga la aparición de situaciones de emergencia que superen los indicadores de corriente máximos permitidos. En el artículo que presentamos, se describe el principio de acción, se dan las variedades y sus características. Se dan consejos sobre la conexión y la configuración competente.
El contenido del artículo:
¿Por qué son necesarios los dispositivos de protección?
Incluso si la unidad está diseñada y utilizada correctamente sin violar las reglas básicas de funcionamiento, siempre existe la posibilidad de un mal funcionamiento.
Los modos de operación de emergencia incluyen fallas monofásicas y multifásicas, sobrecargas térmicas de equipos eléctricos, bloqueo del rotor y destrucción del conjunto de cojinetes, falla de fase.
Operando en modo de carga alta, el motor eléctrico consume una gran cantidad de electricidad. Y con un exceso regular del voltaje nominal, el equipo se calienta intensamente.
Como resultado, el aislamiento se desgasta rápidamente, lo que conduce a una reducción significativa en la vida operativa de las instalaciones electromecánicas. Para excluir tales situaciones, se conecta un relé de protección térmica en el circuito de corriente eléctrica. Su función principal es garantizar el funcionamiento normal de los consumidores.
Apagan el motor con un cierto retraso y, en algunos casos, al instante, para evitar la destrucción del aislamiento o daños a partes individuales de la instalación eléctrica.
Para evitar una disminución de la resistencia de aislamiento, se utilizan dispositivos de apagado de protección, pero si la tarea es evitar una violación del enfriamiento, se conectan dispositivos especiales de protección térmica incorporada.
El dispositivo y el principio de funcionamiento de TR
Estructuralmente, el relé electrotérmico estándar es un pequeño aparato que consta de una placa bimetálica sensible, una bobina de calentamiento, un sistema de palanca y resorte y contactos eléctricos.
Una placa bimetálica está hecha de dos metales diferentes, por lo general, Invar y acero al cromo-níquel, firmemente conectados entre sí durante el proceso de soldadura. Un metal tiene un coeficiente de expansión de temperatura más alto que el otro, por lo que se calientan a diferentes velocidades.
En caso de sobrecarga de corriente, la parte no fija de la placa se dobla hacia el material con un coeficiente de expansión térmica más bajo. Esto ejerce un efecto de fuerza sobre el sistema de contacto en el dispositivo de protección y activa el apagado de la instalación eléctrica durante el sobrecalentamiento.
La mayoría de los modelos de relés térmicos mecánicos tienen dos grupos de contactos. Un par normalmente está abierto, el otro está constantemente cerrado. Cuando el dispositivo de protección se dispara, el estado de los contactos cambia. Los primeros están cerrados y los segundos se abren.
Un transformador integrado detecta la corriente, después de lo cual la electrónica procesa los datos recibidos. Si el valor actual es actualmente mayor que el punto de ajuste, el pulso se transmite instantáneamente directamente al interruptor.
Al abrir el contactor externo, un relé con mecanismo electrónico bloquea la carga. Sí mismo relé térmico para motor eléctrico montado en el contactor.
La placa bimetálica se puede calentar directamente, debido a la influencia de la corriente de carga máxima en la tira de metal o indirectamente, usando un termopar separado. A menudo, estos principios se combinan en un solo aparato de protección térmica. Con calefacción combinada, el dispositivo tiene el mejor rendimiento.
Características básicas de un relé de corriente.
La característica principal del interruptor de protección térmica es una dependencia pronunciada 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 relé.
Movimiento direccional de partículas transportadoras a través de cualquier dispositivo eléctrico, bomba de circulación y una caldera eléctrica genera calor. A la corriente nominal, su duración permitida tiende al infinito.
Y a valores que exceden los valores nominales, la temperatura en el equipo aumenta, lo que conduce a un desgaste prematuro del aislamiento.
La carga nominal del motor en sí es un factor clave para determinar la elección del dispositivo. Un indicador en el rango de 1.2-1.3 indica una operación exitosa con una sobrecarga actual del 30% durante un período de tiempo de 1200 segundos.
La duración de la sobrecarga puede afectar negativamente el estado del equipo eléctrico: con una exposición a corto plazo de 5 a 10 minutos, solo se calienta el devanado del motor, que tiene una pequeña masa. Y con prolongado, todo el motor se calienta, que está lleno de daños graves.O puede ser necesario reemplazar el equipo quemado por uno nuevo.
Para proteger al máximo el objeto de la sobrecarga, es necesario utilizar un relé de protección térmica específicamente debajo de él, cuyo tiempo de respuesta corresponderá a los indicadores de sobrecarga máximos permisibles de un motor eléctrico en particular.
En la práctica, coleccionar relé de monitoreo de voltaje debajo de cada tipo de motor no es práctico. Un elemento de relé se utiliza para proteger motores de varios diseños. Al mismo tiempo, es imposible garantizar una protección confiable en el intervalo de trabajo completo limitado por la carga mínima y máxima.
Por lo tanto, no es absolutamente necesario que el dispositivo de protección reaccione a todos, incluso a un ligero aumento de la corriente. El relé debe apagar el motor solo en caso de que exista un riesgo de desgaste rápido de la capa aislante.
Tipos de relés de protección térmica.
Existen varios tipos de relés para proteger los motores eléctricos de fallas de fase y sobrecargas de corriente. Todos ellos difieren en las características de diseño, el tipo de MP utilizado y la aplicación en diferentes motores.
TRP. Dispositivo de conmutación unipolar con sistema de calefacción combinado. Diseñado para proteger los motores eléctricos trifásicos asíncronos de las sobrecargas de corriente. TRP se utiliza en redes de alimentación de CC con un voltaje base de 440 V en funcionamiento normal y se distingue por su resistencia a las vibraciones y los golpes.
RTL. Proporcione protección a los motores en tales casos:
- cuando se cae una de las tres fases;
- asimetrías de corrientes y sobrecargas;
- inicio retrasado;
- atasco del actuador.
Se pueden instalar con los terminales KRL por separado de los arrancadores magnéticos o se pueden montar directamente en la PML. Montado sobre rieles de tipo estándar, clase de protección - IP20.
PTT. Protegen las máquinas trifásicas asíncronas con un rotor de jaula de ardilla desde el inicio retrasado del mecanismo, sobrecargas prolongadas y asimetrías, es decir, desequilibrio de fases.
TRN. Interruptores bifásicos que controlan el arranque de la instalación eléctrica y el modo de operación del motor. Son prácticamente independientes de la temperatura ambiente, solo tienen un sistema para devolver manualmente los contactos a su estado inicial. Se pueden usar en redes DC.
RTI. Dispositivos de conmutación eléctrica con un consumo de energía constante, aunque bajo. Montado en contactores de la serie KMI. Trabajar junto con fusibles /disyuntores.
Relés de corriente de estado sólido. Son pequeños dispositivos electrónicos en tres fases, en cuyo diseño no hay partes móviles.
Funcionan de acuerdo con el principio de calcular los valores promedio de las temperaturas del motor, para lo cual se realiza un monitoreo constante de las corrientes de operación y arranque. Se distinguen por la inmunidad a los cambios en el medio ambiente y, por lo tanto, se usan en áreas peligrosas.
RTK. Interruptores de arranque para control de temperatura en la carcasa de equipos eléctricos. Se utilizan en circuitos de automatización, donde los relés térmicos actúan como componentes.
Es importante recordar que ninguno de los dispositivos anteriores es adecuado para proteger los circuitos contra cortocircuitos.
Los dispositivos de protección térmica solo evitan las condiciones de emergencia que ocurren durante el funcionamiento anormal del mecanismo o la sobrecarga.
El equipo eléctrico puede quemarse 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 sobrecarga de conmutación, a diferencia de una máquina eléctrica, no interrumpe el circuito de alimentación directamente, sino que solo da una señal para apagar temporalmente el objeto en modo de emergencia. Un contacto normalmente conectado funciona como un botón de parada en un contactor y está conectado 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 cuando funciona correctamente, ya que está conectado directamente al MP. Este diseño le permite ahorrar significativamente materiales para contactos de potencia. Es mucho más fácil conectar una corriente pequeña en el circuito de control que desconectar inmediatamente tres fases con una grande.
En muchos esquemas de conexión de un relé térmico a un objeto, se usa un contacto permanentemente cerrado. Se conecta en serie con la tecla de parada del panel de control y se designa NC - normalmente cerrado, o NC - normalmente conectado.
Un contacto abierto con dicho circuito se puede utilizar para iniciar la operación de protección térmica. Los diagramas de conexión de motores eléctricos en los que está conectado el relé de protección térmica pueden variar significativamente dependiendo de la disponibilidad de dispositivos adicionales o características técnicas.
Esto proporcionará una protección confiable contra sobrecargas de equipos eléctricos. En caso de exceso inaceptable de los valores límite de corriente, el elemento de 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 lleva a cabo junto con un arrancador magnético diseñado para conmutar e iniciar un accionamiento eléctrico. Sin embargo, hay tipos que se montan en un riel DIN o en un panel especial.
Sutilezas de ajuste de elementos de relevo
Uno de los requisitos principales para los dispositivos de protección del motor es la operación precisa de los dispositivos en caso de operación de emergencia del motor. Es muy importante elegirlo correctamente y ajustar la configuración, ya que las falsas alarmas son absolutamente inaceptables.
Entre las ventajas de usar elementos de protección actuales, también debe notarse una velocidad bastante alta y un amplio rango de respuesta, 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, la inexactitud se elimina debido a la propagación desigual natural de las corrientes nominales en el NE. Para verificar el dispositivo de protección en el soporte, se utiliza el método de cargas ficticias.
Se pasa una corriente eléctrica de bajo voltaje a través de un termopar para simular una carga térmica real. Después de eso, el tiempo de respuesta exacto se determina con precisión por el temporizador.
Al configurar parámetros básicos, debe esforzarse por 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, el elemento del relé debe ajustarse utilizando el tornillo de control.
Esto se hace en los casos en que los valores de la corriente nominal del NE y el motor son diferentes, y también si la temperatura ambiente es inferior a la nominal (+40 ºC) en más de 10 grados Celsius.
La corriente de respuesta del interruptor electrotérmico disminuye al aumentar la temperatura alrededor del objeto en cuestión, ya que el calentamiento de la tira bimetálica depende de este parámetro. Con diferencias significativas, es necesario ajustar aún más el TP o elegir un termopar más adecuado.
Las fluctuaciones bruscas en los indicadores de temperatura afectan en gran medida el rendimiento del relé actual. Por lo tanto, es muy importante elegir un NE que pueda realizar funciones básicas de manera efectiva, teniendo en cuenta los valores reales.
Los relés con compensación de temperatura no incluyen estas limitaciones. La configuración actual del dispositivo de protección se puede ajustar en el rango de 0.75-1.25x de los valores de la corriente nominal del termopar. La configuración se realiza por etapas.
Primero, calcule la corrección E1 sin compensación de temperatura:
E1= (InomYone) / c × Ine,
Donde
- Yonom - corriente nominal de carga del motor,
- Yone - corriente nominal del elemento calefactor en funcionamiento en el relé,
- c es el precio de división de escala, es decir, un excéntrico (c = 0.055 para arrancadores protegidos, c = 0.05 para abierto).
El siguiente paso es determinar la enmienda E2 temperatura ambiente:
E2= (tun-30)/10,
Donde tun (temperatura ambiente) - temperatura ambiente en grados Celsius.
El último paso es encontrar la corrección total:
E = e1+ E2.
La corrección total E puede ser con un signo "+" o "-". Si el resultado es un valor fraccionario, debe redondearse al entero más cercano en una dirección de módulo más pequeña / más grande, dependiendo de la naturaleza de la carga actual.
Para configurar el relé, el excéntrico se transfiere al valor obtenido de la corrección total. La alta temperatura de respuesta reduce la dependencia del dispositivo de protección de los indicadores externos.
El ajuste de estos indicadores se lleva a cabo mediante una palanca especial, cuyo movimiento cambia la flexión inicial de la placa bimetálica. El ajuste de la corriente de operación en un rango más amplio se lleva a cabo reemplazando los termopares.
En los dispositivos de conmutación modernos para protección contra sobrecarga, hay un botón de prueba que le permite verificar el estado del dispositivo sin un soporte especial. También hay una tecla para restablecer todas las configuraciones. Puede restablecerlos de forma automática o manual. Además, el producto está equipado con un indicador del estado actual del aparato.
Marcado de relé térmico
Los dispositivos de protección se seleccionan según el valor de la potencia del motor eléctrico. La parte principal de las características clave está oculta en el símbolo.
El énfasis debe estar en ciertos puntos:
- El rango de valores de las corrientes establecidas (indicado entre paréntesis) difiere mínimamente para los diferentes fabricantes.
- Las designaciones de letras para un tipo particular de actuación pueden variar.
- El rendimiento climático a menudo se sirve como un rango. Por ejemplo, UHL3O4 debería leerse así: UHL3-O4.
Hoy puede comprar una variedad de variaciones de instrumentos: relés para CA y CC, monoestables y biestables, dispositivos con desaceleración cuando se enciende / apaga, relés de protección térmica con elementos de aceleración, TR sin un devanado de retención, con uno o varios devanados.
Estos parámetros no siempre se muestran en el etiquetado de los dispositivos, pero deben indicarse en la hoja de datos de los productos eléctricos.
Con el dispositivo, se conocerán las variedades y el etiquetado del relé electromagnético. siguiente articuloque le recomendamos que se familiarice con usted.
Conclusiones y video útil sobre el tema.
El dispositivo y el principio de funcionamiento del relé de corriente para una protección efectiva del motor eléctrico en el ejemplo del dispositivo PTT 32P:
La protección correcta contra sobrecargas y fallas de fase es la clave para una operación larga y sin problemas del motor eléctrico. Video sobre cómo reacciona el elemento 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 sobrecarga térmica es un elemento funcional esencial de cualquier sistema de control de accionamiento. Reacciona a la corriente que fluye hacia el motor y se activa cuando la temperatura de la instalación electromecánica alcanza sus valores límite. Esto permite extender la vida útil de los motores eléctricos ecológicos.
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