Relé térmico: princípio de funcionamento, tipos, esquema de conexão + ajuste e marcação

A durabilidade e confiabilidade operacional de qualquer instalação com um motor elétrico depende de vários fatores. No entanto, sobrecargas de corrente afetam significativamente a vida útil do motor. Para evitá-los, eles conectam um relé térmico que protege o corpo principal de trabalho da máquina elétrica.

Diremos a você como escolher um dispositivo que preveja o surgimento de situações de emergência além dos indicadores de corrente máximos permitidos. No artigo que apresentamos, o princípio da ação é descrito, as variedades e suas características são fornecidas. São fornecidas dicas sobre conexão e configuração competente.

Por que os dispositivos de proteção são necessários?

Mesmo que o inversor seja projetado e usado corretamente sem violar as regras básicas de operação, sempre há a possibilidade de um mau funcionamento.

Os modos de operação de emergência incluem falhas monofásicas e multifásicas, sobrecargas térmicas de equipamentos elétricos, obstrução do rotor e destruição do conjunto de rolamentos, falha de fase.

Operando no modo de carga alta, o motor elétrico consome uma quantidade enorme de eletricidade. E com um excesso regular da tensão nominal, o equipamento aquece intensamente.

Como resultado, o isolamento se desgasta rapidamente, o que leva a uma redução significativa na vida operacional das plantas eletromecânicas. Para excluir tais situações, um relé de proteção térmica é conectado no circuito de corrente elétrica. Sua principal função é garantir o funcionamento normal dos consumidores.

Eles desligam o motor com um certo atraso e, em alguns casos - instantaneamente, para impedir a destruição do isolamento ou danos a partes individuais da instalação elétrica.

O relé de corrente protege constantemente o motor elétrico contra falhas de fase e sobrecargas tecnológicas, bem como a frenagem do rotor. Esses são os principais motivos que causam condições de emergência.

Para evitar uma diminuição na resistência do isolamento, são utilizados dispositivos de desligamento de proteção, mas se a tarefa é impedir uma violação do resfriamento, são conectados dispositivos especiais de proteção térmica embutida.

O dispositivo e o princípio de operação do TR

Estruturalmente, o relé eletrotérmico padrão é um pequeno aparelho que consiste em uma placa bimetálica sensível, uma bobina de aquecimento, um sistema de mola de alavanca e contatos elétricos.

Uma placa bimetálica é feita de dois metais diferentes, como regra, Invar e aço cromo-níquel, firmemente conectados juntos durante o processo de soldagem. Um metal tem um coeficiente de expansão de temperatura mais alto que o outro, então eles esquentam em velocidades diferentes.

Em caso de sobrecarga de corrente, a parte não fixa da placa se dobra ao material com um menor coeficiente de expansão térmica. Isso exerce um efeito de força no sistema de contato no dispositivo de proteção e ativa o desligamento da instalação elétrica durante o superaquecimento.

A maioria dos modelos de relés térmicos mecânicos possui dois grupos de contatos. Um par está normalmente aberto, o outro está constantemente fechado. Quando o dispositivo de proteção dispara, o estado dos contatos muda. Os primeiros estão fechados e os segundos se tornam abertos.

Nos TRs eletrônicos, são utilizados sensores especiais e sondas sensíveis que respondem a um aumento de corrente. No microprocessador de tais dispositivos de proteção, são programados parâmetros que determinam situações em que é necessário desligar a fonte de alimentação

Um transformador integrado detecta a corrente, após a qual a eletrônica processa os dados recebidos. Se o valor atual atualmente for maior que o ponto de ajuste, o pulso é transmitido instantaneamente diretamente ao comutador.

Ao abrir o contator externo, um relé com um mecanismo eletrônico bloqueia a carga. Própria relé térmico para motor elétrico montado no contator.

A placa bimetálica pode ser aquecida diretamente - devido à influência do pico de corrente de carga na tira de metal ou indiretamente, usando um termopar separado. Geralmente, esses princípios são combinados em um único aparelho de proteção térmica. Com aquecimento combinado, o dispositivo tem o melhor desempenho.

Após o resfriamento, a placa retorna ao seu estado original. Os contatos de comutação são fechados automaticamente ou você precisa forçá-los a um estado fechado

Características básicas de um relé de corrente

A principal característica do interruptor de proteção térmica é uma dependência pronunciada do tempo de resposta da corrente que flui através dele - quanto maior o valor, mais rápido ele funcionará. Isso indica uma certa inércia do elemento de relé.

Movimento direcional de partículas transportadoras através de qualquer dispositivo elétrico, bomba de circulação e uma caldeira elétrica gera calor. Na corrente nominal, sua duração permitida tende ao infinito.

E a valores que excedem os valores nominais, a temperatura no equipamento aumenta, o que leva a um desgaste prematuro do isolamento.

Um circuito aberto bloqueia instantaneamente um aumento adicional de temperatura. Isso permite evitar o superaquecimento do motor e uma falha de emergência da instalação elétrica

A carga nominal do próprio motor é um fator chave na determinação da escolha do dispositivo. Um indicador no intervalo de 1,2 a 1,3 indica uma operação bem-sucedida com uma sobrecarga de corrente de 30% durante um período de 1200 segundos.

A duração da sobrecarga pode afetar adversamente o estado dos equipamentos elétricos - com uma exposição de curto prazo de 5 a 10 minutos, apenas o enrolamento do motor, que possui uma pequena massa, é aquecido. E com prolongado, o motor inteiro esquenta, o que está repleto de danos sérios.Ou pode ser necessário substituir o equipamento queimado por um novo.

Para proteger ao máximo o objeto contra sobrecarga, é necessário usar um relé de proteção térmica especificamente sob ele, cujo tempo de resposta corresponderá aos indicadores de sobrecarga máxima permitida de um motor elétrico em particular.

Na prática, colete relé de monitoramento de tensão sob cada tipo de motor é impraticável. Um elemento de relé é usado para proteger motores de vários projetos. Ao mesmo tempo, é impossível garantir proteção confiável em todo o intervalo de trabalho limitado pela carga mínima e máxima.

Um aumento na corrente não leva imediatamente a uma condição de emergência perigosa do equipamento. Antes de o rotor e o estator serem aquecidos até a temperatura limite, levará algum tempo

Portanto, não é absolutamente necessário que o dispositivo de proteção reaja a todos, mesmo a um ligeiro aumento de corrente. O relé deve desligar o motor apenas nos casos em que haja risco de desgaste rápido da camada isolante.

Tipos de relés de proteção térmica

Existem vários tipos de relés para proteger os motores elétricos contra falhas de fase e sobrecargas de corrente. Todos eles diferem nas características do projeto, no tipo de MP usado e na aplicação em diferentes motores.

TRP. Dispositivo de comutação monopolar com sistema de aquecimento combinado. Projetado para proteger motores elétricos trifásicos assíncronos contra sobrecargas de corrente. O TRP é usado em redes de energia CC com uma tensão de base de 440 V. Em operação normal, distingue-se por sua resistência a vibrações e choques.

RTL. Forneça aos motores proteção nesses casos:

• quando uma das três fases cai;
• assimetrias de correntes e sobrecargas;
• início atrasado;
• atolamento do atuador.

Eles podem ser instalados com os terminais KRL separadamente dos iniciantes magnéticos ou montados diretamente no PML. Montado em trilhos padrão, classe de proteção - IP20.

PTT. Eles protegem máquinas trifásicas assíncronas com um rotor de gaiola de esquilo do início atrasado do mecanismo, sobrecargas prolongadas e assimetrias, ou seja, desequilíbrio de fase.

O PTT pode ser usado como componente em vários circuitos de controle de acionamento, bem como para integração nos acionadores de partida da série PMA

TRN. Interruptores bifásicos que controlam a partida da instalação elétrica e o modo de operação do motor. Eles são praticamente independentes da temperatura ambiente, possuem apenas um sistema para retornar manualmente os contatos ao seu estado inicial. Eles podem ser usados ​​em redes DC.

RTI. Dispositivos elétricos de comutação com um consumo de energia constante, embora baixo. Montado em contatores da série KMI. Trabalhe junto com fusíveis /disjuntores.

Relés de corrente de estado sólido. São pequenos dispositivos eletrônicos em três fases, cujo design não possui partes móveis.

Eles operam de acordo com o princípio de cálculo dos valores médios das temperaturas do motor, para os quais é realizada a monitoração constante das correntes de operação e de partida. Eles se distinguem pela imunidade a mudanças no ambiente e, portanto, são usados ​​em áreas perigosas.

RTK. Interruptores de partida para controle de temperatura na carcaça de equipamentos elétricos. Eles são usados ​​em circuitos de automação, onde os relés térmicos atuam como componentes.

Para garantir uma operação confiável do equipamento elétrico, o elemento do relé deve possuir qualidades como sensibilidade e velocidade, além de seletividade

É importante lembrar que nenhum dos dispositivos acima é adequado para proteger circuitos contra curtos-circuitos.

Os dispositivos de proteção térmica evitam apenas condições de emergência que ocorrem durante a operação anormal do mecanismo ou sobrecarga.

O equipamento elétrico pode queimar antes do relé começar a operar. Para proteção abrangente, eles devem ser complementados com fusíveis ou disjuntores compactos de design modular.

Conexão, ajuste e marcação

O dispositivo de comutação de sobrecarga, diferentemente de uma máquina elétrica, não interrompe o circuito de energia diretamente, mas apenas emite um sinal para desligar temporariamente o objeto no modo de emergência. Um contato normalmente ligado funciona como um botão de parada em um contator e é conectado em série.

Diagrama de conexão do dispositivo

No projeto do relé, não é necessário repetir absolutamente todas as funções dos contatos de potência após uma operação bem-sucedida, pois ele está conectado diretamente ao MP. Esse design permite economizar significativamente materiais para contatos de energia. É muito mais fácil conectar uma pequena corrente no circuito de controle do que desconectar imediatamente três fases com uma grande.

Em muitos esquemas de conexão de um relé térmico a um objeto, é usado um contato permanentemente fechado. É conectado em série com a tecla Stop do painel de controle e é designado NC - normalmente fechado ou NC - normal.

Um contato aberto com esse circuito pode ser usado para iniciar a operação de proteção térmica. Os diagramas de conexão dos motores elétricos nos quais o relé de proteção térmica está conectado podem variar significativamente, dependendo da disponibilidade de dispositivos adicionais ou recursos técnicos.

Em um circuito simples padrão, um TR é conectado à saída de um iniciador de baixa tensão em um motor elétrico. Contatos adicionais do dispositivo são necessariamente conectados em série com a bobina de partida

Isso fornecerá proteção confiável contra sobrecargas de equipamentos elétricos. Em caso de excesso inaceitável dos valores limite de corrente, o elemento relé abrirá o circuito, desconectando instantaneamente o MP e o motor da fonte de alimentação.

A conexão e a instalação de um relé térmico, em geral, são realizadas em conjunto com um acionador de partida magnético projetado para comutação e partida de um acionamento elétrico. No entanto, existem tipos que são montados em um trilho DIN ou em um painel especial.

Sutilezas de ajuste dos elementos do relé

Um dos principais requisitos para dispositivos de proteção de motores é a operação precisa dos dispositivos em caso de operação de emergência do motor. É muito importante escolhê-lo corretamente e ajustar as configurações, pois os alarmes falsos são absolutamente inaceitáveis.

O relé eletrotérmico, que é ideal para um tipo específico de motor em todos os parâmetros técnicos, é capaz de fornecer proteção confiável contra sobrecargas em cada fase, evitar um atraso no início da instalação e evitar acidentes com obstruções do rotor.

Entre as vantagens do uso de elementos de proteção atuais, deve-se destacar uma velocidade bastante alta e uma ampla faixa de respostas, facilidade de instalação. Para garantir o desligamento oportuno do motor elétrico durante sobrecarga, o relé de proteção térmica deve ser configurado em uma plataforma / suporte especial.

Nesse caso, a imprecisão é eliminada devido à propagação irregular natural das correntes nominais no NE. Para verificar o dispositivo de proteção no suporte, é utilizado o método de cargas falsas.

Uma corrente elétrica de baixa tensão é passada através de um termopar para simular uma carga térmica real. Depois disso, o tempo exato de resposta é determinado com precisão pelo timer.

Ao configurar parâmetros básicos, você deve procurar os seguintes indicadores:

• a 1,5 vezes a corrente, o dispositivo deve desligar o motor após 150 s;
• com corrente de 5 ... 6 vezes, deve desligar o motor após 10 s.

Se o tempo de resposta não estiver correto, o elemento do relé deve ser ajustado usando o parafuso de controle.

Para uma operação correta, é absolutamente necessário ajustar o dispositivo à corrente elétrica mais alta permitida do motor e à temperatura do ar

Isso é feito nos casos em que os valores da corrente nominal do NE e do motor são diferentes e também se a temperatura ambiente for mais baixa que a nominal (+40 ºC) em mais de 10 graus Celsius.

A corrente de resposta do comutador eletrotérmico diminui com o aumento da temperatura ao redor do objeto em questão, uma vez que o aquecimento da faixa bimetálica depende desse parâmetro. Com diferenças significativas, é necessário ajustar ainda mais o TP ou escolher um termopar mais adequado.

As flutuações bruscas nos indicadores de temperatura afetam bastante o desempenho do relé atual. Portanto, é muito importante escolher um NE capaz de desempenhar efetivamente funções básicas, levando em consideração valores reais.

Recomenda-se que o TR seja colocado em uma sala com uma instalação elétrica protegida. Eles não devem ser montados perto de geradores de calor, fornos de aquecimento ou outras fontes de calor.

Os relés de temperatura compensada não incluem essas limitações. A configuração atual do dispositivo de proteção pode ser ajustada na faixa de 0,75-1,25x a partir dos valores da corrente nominal do termopar. A instalação é feita em etapas.

Primeiro, calcule a correção E₁ sem compensação de temperatura:

E₁= (I_nom-I_ne) / c × I_ne,

Onde

• Eu_nom - corrente nominal da carga do motor,
• Eu_ne - corrente nominal do elemento de aquecimento em funcionamento no relé,
• c é o preço de divisão da balança, ou seja, um excêntrico (c = 0,055 para iniciantes protegidos, c = 0,05 para aberto).

O próximo passo é determinar a alteração E₂ temperatura ambiente:

E₂= (t_a-30)/10,

Onde t_a (temperatura ambiente) - temperatura ambiente em graus Celsius.

O último estágio é encontrar a correção total:

E = e₁+ E₂.

A correção total E pode estar com um sinal de "+" ou "-". Se o resultado for um valor fracionário, ele deverá ser arredondado para o todo mais próximo em uma direção de módulo menor / maior, dependendo da natureza da carga atual.

Para configurar o relé, o excêntrico é transferido para o valor obtido da correção total. A alta temperatura de resposta reduz a dependência do dispositivo de proteção em indicadores externos.

O relé de proteção térmica permite o ajuste suave manual da corrente de operação do dispositivo em ± 25% da corrente nominal da instalação eletromecânica

O ajuste desses indicadores é realizado por uma alavanca especial, cujo movimento altera a flexão inicial da placa bimetálica. A configuração da corrente de operação em uma faixa mais ampla é realizada substituindo os termopares.

Nos modernos dispositivos de comutação para proteção contra sobrecarga, existe um botão de teste que permite verificar a integridade do dispositivo sem um suporte especial. Há também uma tecla para redefinir todas as configurações. Você pode redefini-los automaticamente ou manualmente. Além disso, o produto está equipado com um indicador do estado atual do dispositivo.

Marcação de relé térmico

Os dispositivos de proteção são selecionados dependendo do valor da potência do motor elétrico. A parte principal das principais características está oculta no símbolo.

Esta é a marcação dos relés térmicos da planta KEAZ. É importante escolher prestar atenção ao valor da corrente nominal do modelo em questão, para que seja suficiente

A ênfase deve estar em certos pontos:

1. O intervalo de valores das correntes definidas (indicado entre parênteses) difere minimamente para diferentes fabricantes.
2. As designações de letras para um tipo específico de desempenho podem variar.
3. O desempenho climático geralmente é servido como um intervalo. Por exemplo, UHL3O4 deve ser lido assim: UHL3-O4.

Hoje você pode comprar uma variedade de variações de instrumentos: relés para CA e CC, monoestáveis ​​e biestáveis, dispositivos com desaceleração quando ativados / desativados, relés de proteção térmica com elementos aceleradores, TR sem enrolamento de retenção, com um ou vários enrolamentos.

Esses parâmetros nem sempre são exibidos na etiqueta dos dispositivos, mas devem ser indicados na folha de dados dos produtos elétricos.

Com o dispositivo, variedades e rotulagem do relé eletromagnético conhecerão próximo artigocom o qual recomendamos que você se familiarize.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

O dispositivo e o princípio de funcionamento do relé de corrente para proteção efetiva do motor elétrico no exemplo do dispositivo PTT 32P

A proteção adequada contra sobrecarga e falha de fase é a chave para uma operação longa e sem problemas do motor elétrico. Vídeo sobre como o elemento do relé reage em caso de operação anormal do mecanismo:

Como conectar um dispositivo de proteção térmica a um MP, diagramas de circuitos de um relé eletrotérmico:

O relé de sobrecarga térmica é um elemento funcional essencial de qualquer sistema de controle de acionamento. Ele reage à corrente que flui para o motor e é ativado quando a temperatura da instalação eletromecânica atinge seus valores-limite. Isso torna possível prolongar a vida útil de motores elétricos ecológicos.

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