Relé térmico para motor elétrico: princípio de funcionamento, dispositivo, como escolher

Durante a operação de equipamentos elétricos, eles estão constantemente expostos a sobrecargas de corrente, o que reduz sua durabilidade.A proteção nessas situações é um relé térmico do motor elétrico, que desliga a alimentação quando surgem circunstâncias incomuns.

Sugerimos que você entenda o design, princípio de operação, tipos e nuances da conexão de dispositivos de proteção. Além disso, informaremos quais parâmetros e características devem ser levados em consideração na escolha de um relé térmico.

Projeto de relés térmicos

Relés térmicos de todos os tipos possuem um dispositivo semelhante. O elemento mais importante de qualquer um deles é a sensível tira bimetálica.

O valor da corrente operacional é influenciado pela temperatura do ambiente em que o relé opera. Um aumento na temperatura reduz o tempo de resposta.

Para minimizar esta influência, os desenvolvedores de dispositivos escolhem a temperatura bimetálica mais alta possível. Para a mesma finalidade, alguns relés são equipados com uma placa de compensação adicional.

O dispositivo consiste em uma caixa, um aquecedor de nicromo, uma placa bimetálica, uma trava, um parafuso, uma alavanca, um contato móvel e um botão de retorno (+)

Se aquecedores de nicromo estiverem incluídos no projeto do relé, eles serão conectados em um circuito paralelo, em série ou em série paralela com uma placa.

O valor da corrente no bimetal é regulado por meio de shunts. Todas as peças estão embutidas no corpo. O elemento bimetálico em forma de U é fixado no eixo.

Uma mola helicoidal repousa contra uma extremidade da placa. A outra extremidade é baseada em um bloco isolante balanceado, gira em torno de um eixo e serve de suporte para uma ponte de contato equipada com contatos prateados.

Para coordenar a corrente de ajuste, a placa bimetálica é conectada em sua extremidade esquerda ao seu mecanismo. O ajuste ocorre devido à influência na deformação primária da placa.

Se a magnitude das correntes de sobrecarga for igual ou superior às configurações, o bloco isolante gira sob a influência da placa. Quando tombado, o contato normalmente fechado do dispositivo é desligado.

Relé térmico TRT em seção. Aqui os elementos principais são: carcaça (1), mecanismo de ajuste (2), botão (3), eixo (4), contatos prateados (5), ponte de contato (6), bloco isolante (7), mola (8), placa bimetálica (9), eixo (10)

O relé retorna automaticamente à sua posição original. O processo de retorno automático não leva mais de 3 minutos a partir do momento em que a proteção é ativada. Uma reinicialização manual também é possível; uma tecla Reset especial é fornecida para isso.

Ao utilizá-lo, o aparelho assume sua posição original em 1 minuto. Para ativar o botão, gire-o no sentido anti-horário até que fique acima do corpo. A corrente de instalação geralmente é indicada no painel.

Princípio de funcionamento do dispositivo

Desempenhando uma função protetora, disjuntor desconecta os circuitos de alimentação. Um relé térmico difere dele porque, quando a carga é excedida, ele simplesmente emite um sinal de controle. Com essa proteção, pequenas correntes são comutadas em um circuito de controle.

No circuito em frente ao relé térmico existe interruptor magnético. Quando os circuitos são abertos em caso de emergência, não há necessidade de duplicar a operação do contator. Consequentemente, nenhum material é consumido para a fabricação de grupos de contato de potência.

Os mais populares são os dispositivos equipados com placas bimetálicas. A própria placa consiste em dois elementos semelhantes.

Um deles possui um coeficiente de temperatura significativo, enquanto o outro possui um coeficiente um pouco menor. Esses dois componentes se encaixam perfeitamente.

Como os componentes de uma tira bimetálica são feitos de um par de metais diferentes com coeficientes de expansão desiguais, o aquecimento faz com que ela se dobre e interaja com os contatos.

Essa fixação rígida é garantida por soldagem ou laminação a quente. Pelo fato da placa ficar fixa e imóvel, ao ser aquecida ela se curva em direção ao elemento com menor coeficiente de temperatura. Este princípio foi tomado como base na criação relés térmicos.

Em sua produção são utilizados aço cromo-níquel e aço não magnético, que possuem alto coeficiente de temperatura. Invar, um composto de níquel e ferro, é utilizado como material com baixo valor desse parâmetro.

Um relé térmico opera de acordo com este esquema. A ponta solta da placa bimetálica, ao dobrar, afeta os contatos do relé térmico (+)

A placa bimetálica é aquecida por correntes de carga. Na maioria das vezes, eles fluem através de um aquecedor especial. Existe também o aquecimento combinado, no qual, além do calor emitido pelo aquecedor, o bimetal também é aquecido pela corrente que o atravessa.

Como conectar um relé térmico

O contato fechado (conectado normalmente), que é utilizado para conectar o módulo térmico à partida magnética, é designado NC ou NC, que significa normalmente fechado. A combinação de letras NÃO indica um contato normalmente aberto.

Em um circuito simples, é usado para fornecer um sinal indicando que a proteção do motor disparou devido à ultrapassagem da temperatura limite.

Quando implementado em circuitos de controle complexos, é capaz de gerar um sinal de emergência para desativar o transportador.

O relé térmico é colocado atrás dos contatores, mas na frente do motor elétrico. A ligação do contacto de ligação normal ao botão “Stop” da central é efectuada segundo um circuito sequencial (+)

A designação dos terminais do contator é ditada pelo GOST: normalmente fechado - 95-96, normalmente aberto - 97-98. Uma partida é conectada ao primeiro par, o segundo é usado para circuitos de sinalização. Como o motor e o relé térmico precisam ser protegidos contra curto-circuitos, o circuito deve conter um disjuntor.

O circuito do dispositivo inclui botões “Test” e “Stop” ou “Reset”. O primeiro é utilizado para verificar a funcionalidade e o segundo é utilizado para desabilitar manualmente a proteção.

Através da chave rotativa de armar, após ligar a proteção, o motor elétrico é reiniciado. A tampa de vidro do produto é marcada e lacrada.

Com base no tipo de conexão, dois grandes grupos de relés térmicos podem ser distinguidos:

• primeiro grupo - dispositivos montados atrás da partida magnética e aqueles conectados por meio de jumpers;
• segundo grupo — dispositivos instalados diretamente no contator de partida.

Neste último caso, durante a inicialização, a carga principal recai sobre o contator.Aqui o módulo térmico é equipado com contatos de cobre conectados diretamente às entradas da partida.

Diagrama de relé térmico. As designações dos elementos de controle e saídas estão marcadas nele. Estas designações podem diferir para diferentes modelos (+)

Os fios do motor estão conectados ao TP. O próprio relé em tal circuito representa uma unidade intermediária que analisa a corrente que flui em trânsito para o motor a partir da partida magnética.

Nuances ao instalar o dispositivo

A velocidade de resposta do módulo térmico pode ser afetada não apenas por sobrecargas de corrente, mas também por indicadores externos de temperatura. A proteção funcionará mesmo na ausência de sobrecarga.

Acontece também que, sob a influência da ventilação forçada, o motor fica sujeito a sobrecarga térmica, mas a proteção não funciona.

Para evitar tais fenômenos, é necessário seguir as recomendações de especialistas:

1. Ao escolher um relé, concentre-se na temperatura operacional máxima permitida.
2. Instale a proteção na mesma sala que o objeto protegido.
3. Para instalação, escolha locais onde não existam fontes de calor ou dispositivos de ventilação.
4. Você precisa configurar o módulo térmico com base na temperatura ambiente real.
5. A melhor opção é ter compensação térmica integrada no projeto do relé.

Uma opção adicional para o relé térmico é a proteção em caso de falha de fase ou completa da alimentação. Para motores trifásicos este ponto é especialmente relevante.

A corrente em um relé térmico se move sequencialmente através do módulo de aquecimento e segue para o motor. O dispositivo está conectado ao enrolamento de partida por contatos adicionais (+)

Se houver problema em uma fase, as outras duas assumem uma corrente maior. Como resultado, ocorre rapidamente o superaquecimento e, em seguida, o desligamento.Se o relé não funcionar de forma eficaz, tanto o motor como a fiação poderão falhar.

Tipos de dispositivos existentes

A classe de relés térmicos inclui vários tipos: TRN, RTL, TRP, RTI, RTT. O uso de cada um é determinado pelos recursos de design.

Relé de corrente bifásico (TRN), são utilizados principalmente para proteção elétrica de motores assíncronos com rotor de gaiola de esquilo. Via de regra, operam em uma rede com classificação de até 500 V, frequência de 50 Hz.

O relé está equipado com um mecanismo de controle de contato manual. As dimensões do TRN permitem integrá-los em dispositivos completos de estações fechadas e abertas que coordenam a operação dos acionamentos. Eles não desempenham a função de proteção contra curto-circuito e precisam dela próprios.

Relé TRP Eles têm um mecanismo resistente a vibrações e um corpo resistente a choques. Projetado para proteger motores trifásicos assíncronos operando sob condições de cargas mecânicas pesadas.

São projetados para corrente máxima de 600 A e tensão máxima de 500 V, e em circuitos com corrente contínua - 440 V. A automação é insensível à temperatura externa e opera quando o indicador ultrapassa 200°C.

Dispositivos RTL — trifásico, além de proteger o motor contra sobrecargas, protege o rotor contra emperramento. Eles garantem contra danos em caso de desequilíbrio de fase durante uma inicialização prolongada.

Funcionam de forma autônoma com bornes KRL e na modificação com partida magnética PML. Faixa operacional atual - de 0,10 a 86 A.

Contator emparelhado com relé térmico. Quando o dispositivo é acionado, os contatos normalmente fechados e normalmente abertos mudam suas posições de forma síncrona

PTT — o dispositivo protege os motores assíncronos contra surtos de corrente, desequilíbrio de fase, bloqueios e outras situações de emergência.Ele é usado como dispositivo independente e como parte integrante dos starters PMA e PME.

Produto RTI trifásico dotado das mesmas funções do anterior, mas é utilizado em uma modificação com partidas KTM e KMI.

Como escolher um relé térmico

O motor necessita de um relé para proteção quando, por razões tecnológicas, existe uma ameaça potencial de sobrecarga. O segundo caso é a necessidade de limitar o tempo de arranque em condições de tensão reduzida.

Esses requisitos estão contidos nas instruções relevantes. Que estabelece um pedido para equipar um produto de proteção com atraso. Tudo isso é realizado por meio de relés térmicos.

Características básicas dos dispositivos

Os dados básicos do dispositivo que protege o motor são:

1. Desempenho do contato dependendo dos parâmetros atuais - indicador tempo-corrente.
2. Corrente operacional na qual o TP é acionado.
3. Limite os ajustes de configuração atuais. Em todos os dispositivos produzidos por diferentes fabricantes, este parâmetro difere ligeiramente. Exceder o valor nominal em 20% implica o funcionamento do dispositivo após 25 minutos.
4. Valor atual nominal da placa bimetálica de trabalho. Refere-se a um valor acima do qual o relé não desliga imediatamente.
5. Faixa de corrente na qual o relé opera.

Informações sobre o relé térmico podem ser obtidas decifrando suas marcações. O símbolo que indica o tipo de execução pode variar.

Contator emparelhado com relé térmico. Quando o dispositivo é acionado, os contatos normalmente fechados e normalmente abertos mudam de posição de forma síncrona (+)

A localização dos TPs domésticos é regulamentada pelo GOST 15150.Sua operação é influenciada por fatores como elevação acima do nível do mar, vibração, choque e aceleração.

Os fabricantes refletem todas essas nuances na rotulagem de seus produtos. Alguns deles incluem adicionalmente informações sobre a capacidade de trabalhar na presença de substâncias nocivas e gases explosivos.

Selecionando um dispositivo de acordo com as regras

Os requisitos para o relé térmico estão definidos nas instruções. Também está estipulado aqui que a proteção deve ter um atraso. Todas as solicitações são atendidas por meio de dispositivos especiais.

Características tempo-corrente do TR e do motor protegido. Em correntes de curto-circuito, os elementos de aquecimento do relé tornam-se termicamente instáveis ​​(+)

Ao analisar as características tempo-corrente de um TR, é necessário levar em consideração que a operação pode ocorrer a partir de um estado superaquecido ou frio.

A proteção impecável pressupõe que a curva que representa a dependência ideal da duração do fluxo de corrente no valor da corrente do relé e do motor para operação sem problemas do equipamento seja diferente. O primeiro deve ser inferior ao segundo.

A tabela apresenta as características técnicas do relé térmico tipo RTL. Com ele, você pode selecionar um dispositivo de proteção com os parâmetros necessários para a potência do motor (+)

A seleção correta de um produto de proteção é realizada com base em um parâmetro como a corrente nominal operacional. Seu valor está relacionado à corrente nominal de carga do motor elétrico.

As normas internacionais e nacionais estipulam que a corrente nominal do motor é semelhante à configuração da corrente operacional do relé térmico.

Isso significa que o dispositivo é colocado em operação com sobrecarga de 20 a 30% ou com Iav.x1.2 ou 1.3 no máximo 20 minutos.

Com base nisso, a escolha deve ser feita de forma que a corrente de não operação do TR supere em média 12% a corrente nominal do objeto coberto. O valor In é exibido no passaporte do dispositivo e em uma placa fixada no corpo.

Com base nele, são selecionados tanto o TR quanto o starter correspondente. A escala do relé é calibrada em amperes e, via de regra, corresponde ao valor da corrente configurada.

Um exemplo é a seleção de um relé térmico para um motor assíncrono conectado a uma rede de 380 V com potência de 1,5 kW.

A corrente nominal de operação para ele é de 2,8 A, o que significa que para um relé térmico a corrente limite será igual a: 1,2 * 2,8 = 3,36 A. Conforme tabela, a escolha deve ser feita pelo RTL-1008, cuja faixa de ajuste está na faixa de 2,4 a 4 A.

Quando a proteção é acionada, eles primeiro eliminam a causa raiz da parada e, em seguida, retornam o “aquecedor” ao seu estado original usando a tecla Return

Quando os dados da placa de identificação do motor são desconhecidos, a corrente é determinada usando dispositivos especiais - um alicate de corrente ou um multímetro com a opção apropriada. As medições são realizadas em cada uma das fases.

Na hora de escolher é importante ficar atento à voltagem indicada no aparelho. Se você planeja usar um conjunto TP-starter, é necessário levar em consideração o número de contatos.

Ao conectar o dispositivo a uma rede trifásica, é necessário um módulo que tenha função de proteção em casos de queima do condutor ou desequilíbrio de fase.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Esquema eficaz de proteção do motor:

Componentes de um relé térmico:

O princípio de interação entre vários dispositivos em diferentes opções de conexão de um relé térmico é o mesmo. Para melhor orientação nos diagramas, você precisa ser capaz de “ler” as marcações do dispositivo.Idealmente, todos os trabalhos de ligação devem ser realizados por um técnico certificado para trabalhar em condições de alta tensão.

Você tem algo a acrescentar ou tem dúvidas sobre a seleção e uso de um relé térmico? Você pode deixar comentários na publicação, participar de discussões e compartilhar sua própria experiência de uso dos aparelhos. O formulário de contato está localizado no bloco inferior.