Relé de controle de fase: princípio de operação, tipos, marcações + como ajustar e conectar

O resultado da situação técnica, quando os enrolamentos do estator do motor consomem corrente superior aos valores paramétricos definidos, é o excesso de calor. Este fator provoca uma diminuição na qualidade do isolamento do motor. O equipamento falha.

O tempo de resposta dos relés de sobrecarga térmica geralmente é insuficiente para fornecer proteção eficaz contra o excesso de calor gerado por altas correntes. Nesses casos, apenas o relé de controle de fase é visto como um dispositivo de proteção eficaz.

Informações gerais sobre o dispositivo

A funcionalidade de dispositivos elétricos deste tipo é muito mais ampla do que apenas proteção contra superaquecimento e curto-circuito.

Na prática, foram observadas as propriedades efetivas dos relés de seleção de fase sobrecarregados, que em última análise fornecem proteção abrangente.

Uma das muitas opções de soluções de projeto na produção de relés de fase. Porém, apesar da variedade de gabinetes e configurações de circuitos, a funcionalidade dos dispositivos é a mesma

Graças aos dispositivos de rastreamento de fase, os seguintes benefícios são alcançados:

• aumentando a vida útil do motor;
• redução de reparos dispendiosos ou substituição de motores;
• redução do tempo de inatividade devido a defeitos do motor;
• reduzindo o risco de choque elétrico.

Além disso, o dispositivo oferece proteção confiável contra incêndio e curto-circuito dos enrolamentos do motor.

Projeto típico de relés de proteção

Existem dois tipos principais de dispositivos de proteção projetados para uso em sistemas trifásicos - relés sensores de corrente e relés sensores de tensão.

Prós de usar dispositivos

O lado vantajoso dos relés de proteção de corrente em relação aos relé de controle de tensão óbvio. Este tipo de dispositivo opera independentemente da influência da EMF (força eletromotriz), que invariavelmente acompanha uma falha de fase quando o motor está sobrecarregado.

Além disso, dispositivos que operam com base no princípio da medição de corrente são capazes de detectar comportamento motor anormal. O monitoramento é possível tanto no lado da linha do circuito derivado quanto no lado da carga onde o relé está instalado.

Esta é a aparência de um dos modelos de relé de controle de tensão. Tais dispositivos podem ser usados ​​não apenas para necessidades industriais, mas também para residências particulares.

Os dispositivos de monitoramento de processo baseados no princípio de medição de tensão limitam-se a detectar condições operacionais anormais apenas no lado da linha onde o dispositivo está conectado.

No entanto, os dispositivos sensíveis à tensão também apresentam uma vantagem importante. Está na capacidade de dispositivos deste tipo detectarem uma condição anormal que independe do estado do motor.

Por exemplo, um tipo de relé que é sensível às mudanças de corrente detecta condições anormais de fase apenas diretamente durante a operação do motor. Mas o dispositivo de medição de tensão fornece proteção imediatamente antes da partida do motor.

Também entre as vantagens dos dispositivos de medição de tensão estão a instalação simples e o preço mais baixo.

Este tipo de dispositivos de proteção:

• não requer transformadores de corrente adicionais;
• aplica-se independentemente da carga do sistema.

E para que funcione basta conectar a tensão.

Detecção de falha de fase

Uma falha de fase é bem possível devido à falha de um fusível em uma das partes do sistema de distribuição de energia. Uma falha mecânica no equipamento de comutação ou uma ruptura em uma das linhas de energia também provoca uma falha de fase.

Proteção do motor organizada através de um relé de controle. Este método permite operar motores com mais eficiência, sem medo de sua falha rápida.

Um motor trifásico funcionando em uma fase retira a corrente necessária das duas linhas restantes. Uma tentativa de ligá-lo no modo monofásico causará o bloqueio do rotor e o motor não dará partida.

O tempo de resposta por unidade de sobrecarga térmica pode ser muito longo para fornecer proteção eficaz contra calor excessivo. Se a proteção contra ele não estiver definida relé térmico, então quando ocorrer uma falha devido ao superaquecimento nos enrolamentos do motor.

Proteger um motor trifásico de um fator de falha de fase é difícil devido ao fato de que um motor trifásico subcarregado operando em uma das três fases gera uma tensão chamada regenerada (back EMF).

É formado dentro do enrolamento rompido e é quase igual ao valor da tensão de entrada perdida. Portanto, relés de medição de tensão que monitoram apenas sua magnitude em tais situações não fornecem proteção completa contra falha de fase.

Diagrama de conexão de um dispositivo de monitoramento de fase e tensão ao circuito de controle de um motor trifásico. Esta é uma opção de circuito clássico usada na prática em todos os lugares.

Um maior grau de proteção pode ser obtido usando um dispositivo que possa detectar a mudança do ângulo de fase que normalmente acompanha uma falha de fase. Em condições normais, a tensão trifásica está 120 graus em fase entre si. Uma falha resultará em uma mudança de ângulo dos 120 graus normais.

Detecção de inversão de fase

A inversão de fase pode ocorrer:

1. A manutenção é realizada em equipamentos motorizados.
2. Foram feitas alterações no sistema de distribuição de energia elétrica.
3. Quando a energia é restaurada, a sequência de fases é diferente daquela que era antes da queda de energia.

A detecção de inversão de fase é importante se um motor funcionando em sentido inverso puder danificar o mecanismo acionado ou, pior, causar danos físicos ao pessoal operacional.

Entre outras coisas, a utilização de relés de proteção garante a segurança do pessoal trabalhador: 1 – fase quebrada; Tensão de 2 etapas

As regras para operação de redes elétricas exigem o uso de proteção contra possível inversão de fase em todos os equipamentos, inclusive veículos de transporte de pessoal (escadas rolantes, elevadores, etc.).

Detecção de desequilíbrio de tensão

O desequilíbrio geralmente ocorre quando as tensões da linha de entrada fornecidas pela concessionária estão em níveis diferentes. O desequilíbrio pode ocorrer quando cargas monofásicas de iluminação, tomadas elétricas, motores monofásicos e outros equipamentos são conectados em fases separadas e não são distribuídos de maneira equilibrada.

Em qualquer um destes casos, ocorre um desequilíbrio de corrente no sistema, o que reduz a eficiência e encurta a vida útil do motor.

Uma tensão desequilibrada ou insuficiente aplicada a um motor trifásico resulta em um desequilíbrio de corrente nos enrolamentos do estator igual a múltiplos do desequilíbrio de tensão fase-fase. Este momento, por sua vez, é acompanhado por um aumento do aquecimento, principal motivo da rápida destruição do isolamento do motor.

Pode-se dizer que um enrolamento do estator do motor queimado é uma ocorrência comum onde o controle do relé não foi introduzido no circuito de controle

Com base em todos os fatores técnicos e tecnológicos descritos, torna-se evidente a importância da utilização deste tipo de relé, não só para o funcionamento de motores elétricos, mas também de geradores, transformadores e outros equipamentos elétricos.

Como conectar o dispositivo de controle?

Os projetos de relés que monitoram fases, apesar da ampla gama de produtos disponíveis, possuem um invólucro unificado.

Elementos estruturais do produto

Os blocos terminais para conexão de condutores elétricos geralmente estão localizados na parte frontal da caixa, o que é conveniente para trabalhos de instalação.

O próprio dispositivo é feito para instalação em trilho DIN ou simplesmente em uma superfície plana. A interface do bloco de terminais é geralmente uma braçadeira confiável padrão projetada para fixar condutores de cobre (alumínio) com seção transversal de até 2,5 mm².

O painel frontal do dispositivo contém um botão/controles de controle, bem como uma indicação de controle de luz. Este último mostra a presença/ausência de tensão de alimentação, bem como o estado do atuador.

Entre os elementos de ajuste do potenciômetro pode haver um indicador de alarme, um indicador de carga conectado, um potenciômetro de seleção de modo, ajuste de nível de assimetria, um regulador de queda de tensão, um potenciômetro de ajuste de atraso de tempo

A ligação da tensão trifásica é feita nos terminais de funcionamento do dispositivo, indicados pelos símbolos técnicos correspondentes (L1, L2, L3). A instalação de um condutor neutro em tais dispositivos geralmente não é fornecida, mas este ponto é determinado especificamente pelo projeto do relé - o tipo de modelo.

Para conectar aos circuitos de controle, é utilizado um segundo grupo de interfaces, geralmente composto por pelo menos 6 terminais operacionais. Um par do grupo de contato do relé comuta o circuito da bobina da partida magnética e, através do segundo, o circuito de controle do equipamento elétrico.

Tudo é bem simples. No entanto, cada modelo individual de relé pode ter seus próprios recursos de conexão. Portanto, ao utilizar o dispositivo na prática, você deve sempre se orientar pela documentação que o acompanha.

Etapas de configuração do aparelho

Novamente, dependendo do projeto, o projeto do produto pode ser equipado com diferentes configurações de circuito e opções de ajuste. Existem modelos simples projetados para conectar um ou dois potenciômetros ao painel de controle. E existem dispositivos com elementos de personalização avançados.

Elementos de ajuste através de microinterruptores: 1 – bloco de microinterruptores; 2, 3, 4 – opções de configuração de tensões de operação; 5, 6, 7, 8 – opções para configurar as funções de assimetria/simetria

Entre esses elementos de ajuste avançados, são frequentemente encontrados microinterruptores de bloco, localizados diretamente na placa de circuito impresso sob o corpo do dispositivo ou em um nicho de abertura especial.Ao instalar cada um deles em uma posição ou outra, é criada a configuração necessária.

O ajuste geralmente se resume a definir os valores nominais de proteção girando potenciômetros ou colocando microinterruptores. Por exemplo, para monitorar o estado dos contatos, o nível de sensibilidade à diferença de tensão (ΔU) é geralmente definido como 0,5 V.

Caso seja necessário controlar as linhas de alimentação da carga, o regulador de sensibilidade à diferença de tensão (ΔU) é ajustado para uma posição limite onde o ponto de transição do sinal de operação para o sinal de emergência é marcado com uma pequena tolerância em relação ao valor nominal.

Como regra, todas as nuances da configuração dos dispositivos estão claramente descritas na documentação anexa.

Marcação do dispositivo de controle de fase

Os dispositivos clássicos são marcados de forma simples. Uma sequência simbólica numérica é aplicada ao painel frontal ou lateral da caixa, ou a designação é anotada no passaporte.

Opção de etiquetagem para um dos dispositivos populares produzidos internamente. A designação está localizada no painel frontal, mas também existem variações colocadas nas laterais

Assim, um dispositivo de fabricação russa para conexão sem fio neutro está marcado:

EL-13M-15 AC400V

onde: EL-13M-15 é o nome da série, AC400V é a tensão CA permitida.

Amostras de produtos importados possuem marcações ligeiramente diferentes.

Por exemplo, o relé da série PAHA é marcado com a seguinte abreviatura:

PAHA B400 A A 3 C

A decodificação é mais ou menos assim:

1. PAHA é o nome da série.
2. B400 – tensão padrão 400 V ou conectado a um transformador.
3. A – ajuste por potenciômetros e microinterruptores.
4. A (E) – tipo de carcaça para montagem em trilho DIN ou em conector especial.
5. 3 – tamanho da caixa 35 mm.
6. C – final da marcação do código.

Em alguns modelos, pode ser adicionado mais um valor antes do ponto 2. Por exemplo, “400-1” ou “400-2”, e a sequência do resto não muda.

É assim que são marcados os dispositivos de controle de fase equipados com uma interface de alimentação adicional para uma fonte externa. No primeiro caso, a tensão de alimentação é de 10 a 100 V, no segundo é de 100 a 1000 V.

Irá familiarizá-lo com o princípio de operação, características de design e finalidade do interruptor de carga próximo artigo, que recomendamos fortemente a leitura.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

O vídeo é dedicado à descrição e análise de um único produto da empresa EKF. No entanto, quase todos os dispositivos de controle de fase fabricados operam com o mesmo princípio:

Com toda a variedade de dispositivos no mercado, é difícil determinar qualquer padrão de rotulagem. Se os fabricantes estrangeiros rotulam de acordo com um cânone, os nacionais - de acordo com outro. No entanto, é sempre possível referir-se a dados de referência se for necessária uma descodificação precisa das características.

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