A relé es un interruptor operado eléctricamente que se usa para abrir y cerrar los circuitos o para hacer o romper conexiones eléctricas simplemente recibiendo señales eléctricas de fuentes externas. Estos son necesarios cuando el aislamiento eléctrico es obligatorio en los circuitos de control, de lo contrario, cuando es necesario controlar varios circuitos con una sola señal. Hay diferentes tipos de reles disponibles en el mercado que se utilizan dependiendo de la aplicación. Por lo tanto, el relé térmico es uno de los tipos de relé, que se utiliza para proporcionar una seguridad completa contra monofásicos, voltajes desequilibrados y sobrecargas. Los relés térmicos son la solución perfecta para brindar protección a los motores que proporciona el disparo más preciso para el motor eléctrico durante monofásico y sobrecarga. Este artículo analiza una descripción general de un relé térmico – trabajar con aplicaciones.
¿Qué es un relé térmico?
La definición de relé térmico es; el relé que se utiliza para proporcionar protección electromecánica a los motores eléctricos contra la sobrecarga y también el consumo de corriente de entrada extrema se conoce como relé térmico. Estos relés brindan una gran protección contra daños eléctricos estables durante anomalías eléctricas como sobretensiones y fallas de fase. El símbolo del relé térmico se muestra a continuación.
Construcción de Relé Térmico
La construcción del relé térmico es bastante simple. Este relé está construido con partes importantes como tiras bimetálicas, bobinas de calentamiento y el CT ( transformador de corriente ).
El transformador de corriente (CT) en este relé simplemente suministra el flujo de corriente a las bobinas del calentador. Entonces, la energía térmica de la bobina del calentador calentará las tiras bimetálicas donde estas tiras están hechas usando diferentes materiales como el acero y la aleación de níquel. Estos materiales tienen la máxima resistividad del acero y también están libres de envejecimiento térmico.
En el relé anterior, un brazo de hígado aislado simplemente se conecta a la bobina de disparo a través de las tiras bimetálicas y el resorte. La tensión del resorte se cambia con la ayuda de la placa de modelo de sector.
Una vez que el sistema esté en condiciones normales de funcionamiento, el resorte permanecerá recto. Entonces, cuando se produce una falla en el sistema, el resorte bimetálico se calentará y se doblará. La tensión del resorte se liberará para disparar los contactos del relé. Por lo tanto, el contacto del relé energizará el troquel del circuito de disparo al que se cierran los contactos del interruptor automático. Por lo tanto, el sistema permanece seguro.
Principio de funcionamiento del relé térmico
El principio de funcionamiento del relé térmico es que cada vez que un tira bimetálica en el relé térmico se calienta a través de una bobina de calentamiento, luego se dobla y hace contactos normalmente abiertos (NO).
Una vez que el motor funciona normalmente, el elemento térmico del relé térmico no producirá suficiente calor para que funcione la función de protección y su contacto normalmente cerrado (NC) se mantendrá cerrado. Una vez que el motor está sobrecargado, el elemento térmico en el relé producirá suficiente calor para que la función de protección funcione y su contacto normalmente cerrado (NC) se romperá para hacer que el motor eléctrico pierda potencia en todo el circuito de control para proteger el motor eléctrico. Una vez que se realiza la solución de problemas, este relé debe restablecerse antes de que se reinicie el motor eléctrico.
Generalmente, el relé térmico tiene dos formas de reinicio automático y reinicio manual. La conversión de estas dos formas de reinicio se completa simplemente cambiando el tornillo de reinicio. Una vez que se diseña el relé térmico, el fabricante generalmente lo establece en la condición de reinicio automático. Durante el uso, si el relé se establece en estado de reinicio automático o de reinicio manual depende principalmente de la condición particular del circuito de control.
Tipos de relé térmico
Los relés térmicos están disponibles en tres tipos: térmico bimetálico, estado sólido y control de temperatura.
Térmica bimetálica
Un relé térmico bimetálico utiliza una tira bimetálica para abrir los contactos mecánicamente. Esta tira incluye dos piezas metálicas unidas que aumentan a diferente velocidad una vez que se exponen al calor. Una vez que se calientan, la tira bimetálica se doblará. En este relé, la tira bimetálica está conectada al contacto por un resorte. Una vez que el exceso de calor hace que la tira se doble debido a la sobrecorriente y se tira del resorte, los contactos en el relé se separan y el circuito se rompe. Una vez que la tira se enfría, vuelve a su forma real.
Relé de estado sólido
Los relés de estado sólido no tienen partes mecánicas o móviles. Este relé simplemente calcula la información de la Térmica relé de sobrecarga y la temperatura normal del motor simplemente monitoreando sus corrientes de inicio y funcionamiento. Estos relés son más rápidos en comparación con los relés electromecánicos y también incluyen tiempos de disparo y puntos de ajuste ajustables porque no son capaces de generar una chispa, por lo que se utilizan en entornos inestables.
Relés de control de temperatura
Estos tipos de relés se utilizan para detectar la temperatura del motor directamente mediante una sonda de dispositivo térmico de resistencia y un termistor fijados en el devanado del motor. Una vez que se alcanza la temperatura nominal de la sonda RTD, su resistencia aumenta rápidamente. Posteriormente, este aumento se detecta a través de un circuito de umbral, que abre los contactos del relé.
Relé de aleación de fusión
Un relé térmico de aleación de fusión incluye una bobina de calentamiento, una aleación eutéctica y un mecanismo para romper el circuito. Al usar esta bobina del calentador, este relé medirá la temperatura del motor simplemente monitoreando la corriente consumida.
Diagrama de circuito de relé térmico y funcionamiento
A continuación se muestra un circuito de relé térmico para protección contra sobrecarga que se utiliza para evitar que ocurra una falla en el motor. Este circuito de protección contra sobrecarga comprende un fusible, un contactor, un relé térmico, un botón de inicio y un botón de parada.
Cuando el relé térmico se usa para proteger el motor de una sobrecarga, el elemento térmico del relé simplemente se conecta en serie al devanado del estator del motor. El contacto normalmente cerrado del relé térmico se conecta simplemente en serie con el circuito de control del contactor de CA
Si el motor eléctrico está sobrecargado, entonces el flujo de corriente dentro del devanado aumentará y el flujo de corriente dentro del elemento térmico del relé también aumentará, y la temperatura de la lámina bimetálica aumentará más y el nivel de flexión aumentará. Después de eso, empuja el contacto NC para desconectar y desconecta el circuito de la bobina del contactor de CA, de modo que este contactor desconecte la fuente de alimentación del motor eléctrico. Por lo tanto, el motor eléctrico estará protegido al detenerse.
Por lo tanto, la bobina del contactor de alimentación de CA se apaga y luego el contacto principal se apaga para detener el motor eléctrico M. Finalmente, la ruptura por sobrecarga del devanado del motor se eliminará de manera efectiva. Una vez que se elimine la falla de sobrecarga, se presionará el botón Restablecer del relé térmico y el botón de arranque ST para que el motor comience a funcionar nuevamente.
¿Cómo seleccionar un relé térmico?
La función del relé térmico es proteger el motor eléctrico de la sobrecarga. Para asegurarse de que el motor eléctrico pueda lograr la protección de sobrecarga suficiente y necesaria, se requiere conocer completamente el rendimiento del motor y asignarle un relé térmico apropiado para lograr los ajustes requeridos. En general, las condiciones relacionadas del motor son la corriente de arranque, el entorno de trabajo, el sistema de trabajo, la naturaleza de la carga, la capacidad de sobrecarga permitida, etc.
La selección adecuada de este relé está muy relacionada con el funcionamiento del motor. Una vez que el relé térmico se utiliza para proteger el motor a largo plazo, se selecciona en función de la corriente nominal del motor. Por ejemplo, el valor de configuración del relé térmico puede ser equivalente a 0,95-1,05 veces la corriente nominal del motor; de lo contrario, el valor medio de la corriente establecida del relé es equivalente a la corriente nominal del motor y luego se ajusta.
Una vez que este relé se utiliza para proteger un motor que se opera con frecuencia durante un tiempo breve, entonces este relé tiene simplemente un cierto rango de flexibilidad. Si hay varias operaciones para cada hora, entonces se debe preferir un relé térmico con un transformador de corriente con saturación de velocidad.
Para motores particulares que trabajan con frecuentes fases de encendido y apagado hacia adelante y hacia atrás, no es adecuado utilizar estos relés como dispositivos de protección contra sobrecargas. Como alternativa, se utilizan relés de temperatura o termistores en los devanados de los motores para protegerlos.
Este relé tiene la capacidad de sobrecarga baja, por lo que está diseñado principalmente para trabajar por debajo de 6 a 7 veces más que la corriente de carga completa.
Este relé no se utiliza en condiciones de cortocircuito. Cuando la corriente de cortocircuito aumenta la temperatura de la tira bimetálica, los contactos del relé se cerrarán. Por lo tanto, este relé es utilizado principalmente por el relé de cortocircuito solo con el fusible de límite de tiempo.
Ventajas
Las ventajas de los relés térmicos incluyen lo siguiente.
- Los relés térmicos tienen mayor precisión.
- Protegen los motores eléctricos del sobrecalentamiento eventual. Por lo tanto, se pueden usar convenientemente en motores de 1 y 3 θ.
- Estos relés se instalan fácilmente.
- Se pueden montar directamente en los contratistas y, de lo contrario, se pueden montar fácilmente en el panel de operación con adaptadores de riel.
- Algunos modelos de relés se equipan simplemente mediante botones internos de selección de clase de disparo.
- Estos relés están disponibles con funciones de restablecimiento automático y manual para operaciones simples.
- Incluyen un botón de prueba interno que se utiliza para la resolución de problemas.
- Estos son muy activos en un rango amplio y ajustable de corriente.
- Disponen de un mecanismo trip-free utilizado para su óptimo funcionamiento.
- Incluyen características de compensación de temperatura utilizadas para un funcionamiento preciso.
- Estos se pueden utilizar fácilmente en cualquier lugar.
Desventajas
Las desventajas de los relés térmicos incluyen lo siguiente.
- Los relés térmicos no vienen con protección contra cortocircuitos aunque ofrecen protección eléctrica.
- El funcionamiento de la mayoría de los dispositivos basados en relés térmicos es lento.
- Estos no están diseñados para funciones de interrupción directa, pero deben utilizarse con otros dispositivos de conmutación y protección eléctrica para desconectar un circuito activo.
- Trabajan de manera óptima contra circuitos de baja resistencia.
- Cuando se utilizan en circuitos de servicio pesado, no siempre funcionan bien.
- Estos no son capaces de soportar vibraciones y descargas eléctricas.
- Estos relés no están disponibles con una frecuencia de conmutación alta, por lo que con frecuencia necesitan tiempo para enfriarse cuando se disparan y se sobrecalientan.
Aplicaciones
Las aplicaciones de los relés térmicos incluyen las siguientes.
- El relé térmico se utiliza en la protección de sobrecarga del motor.
- Este es un dispositivo de protección diseñado principalmente para cortar la alimentación una vez que el motor eléctrico utiliza corriente adicional durante un período prolongado de tiempo.
- Estos relés son útiles para proteger dispositivos eléctricos, motores y transformadores contra el sobrecalentamiento.
- Este relé está diseñado principalmente para la protección de aplicaciones dependientes de la corriente en condiciones normales de arranque contra aumentos de temperatura inadmisiblemente altos como resultado de una falla de fase o sobrecarga.
- Se trata de aparatos eléctricos de protección utilizados principalmente para la protección contra sobrecargas de circuitos y dispositivos eléctricos.
- Se utiliza principalmente en motores de CC de baja potencia nominal y motores de inducción de jaula de ardilla basados en bajo voltaje.
- Estos relés se utilizan en los circuitos de arranque del motor para evitar que el motor use una corriente extrema que es muy peligrosa para el aislamiento del motor.
- Estos relés evitan daños en el motor y también mantienen el equipo funcionando durante mucho tiempo.
- Este relé se utiliza en un motor de CC con una potencia de salida baja y un motor de inducción de jaula de ardilla con bajo voltaje.
Por lo tanto, esta es una descripción general de una térmica relé - trabajando con aplicaciones. Estos relés son dispositivos eléctricos de protección que se utilizan principalmente para la protección contra sobrecargas de motores eléctricos, equipos eléctricos y circuitos eléctricos. Aquí hay una pregunta para usted, ¿cuál es la función de un relé?
