Describa su relé de sobrecarga ideal

Describa su relé de sobrecarga ideal

Los motores eléctricos son el eje principal de la industria moderna de hoy. Brindan la energía mecánica necesaria para la mayoría de los procesos de fabricación. Los organismos gubernamentales establecieron requisitos estrictos para implementar alguna forma de protección de sobrecarga térmica para todos los motores eléctricos de más de 1 potencia. Con tantas opciones diferentes disponibles, ¿cómo se supone que debe elegir el relé de sobrecarga correcto para su aplicación de arrancador de motor?

Para describir el relé de sobrecarga ideal para un arrancador de motor de voltaje completo, debe considerar los siguientes aspectos de los relés de sobrecarga.

  • Características de protección
  • Características de diagnóstico
  • Características de integración

Como mínimo, un relé de sobrecarga debe brindar protección contra sobrecarga térmica. Esta forma de protección mide la corriente que consume el motor eléctrico y la aplica a un modelo de sobrecarga térmica para simular la capacidad calorífica dentro del motor eléctrico. Hay dos tipos de modelos de sobrecarga: I2T y modelo de dos cuerpos. I2T es el modelo más común y lo utilizan la mayoría de los relés de sobrecarga bimetálicos, eutécticos y electrónicos. El modelo de dos cuerpos tiene en cuenta las características de arranque y de operación de un motor eléctrico. Este modelo brinda una simulación más precisa de la capacidad calorífica dentro de un motor eléctrico, especialmente para motores eléctricos de voltaje alto o medio.

La segunda característica de protección más importante que tener en cuenta es la protección contra la pérdida de fase. La pérdida de fase es la razón principal del fallo de los motores. La pérdida de fase se produce cuando una fase de corriente es igual a 0 amperios, que suele ser el resultado de un fusible fundido. Se necesitan 30 minutos o más para que un algoritmo de protección contra sobrecarga detecte la pérdida de fase. Una exposición prolongada a la pérdida de fase dañará el motor eléctrico y solo los relés de sobrecarga electrónicos pueden detectar una condición de pérdida de fase en tres segundos o menos.

Otras características de protección que se deben tener en cuenta para obtener una protección proactiva de motor y de máquina incluyen protección de corriente de fallo a tierra, atascos, obstrucciones, carga inferior, desequilibrio, voltaje y potencia. Los motores grandes y costosos se pueden beneficiar con estas características de protección adicionales, que pueden detener el motor eléctrico para evitar daños antes que los algoritmos de protección de sobrecarga. Solo los relés de sobrecarga electrónicos pueden brindar estas características de protección adicionales.

Otra característica de diseño que tener en cuenta es la información de diagnóstico que brinda el relé de sobrecarga. Los relés de sobrecarga electrónicos pueden mostrar o comunicar información a un sistema de control o a un operador. Como mínimo, los relés de sobrecarga electrónicos deben comunicar el porcentaje de utilización de la capacidad térmica (%TCU) y el porcentaje de la corriente a plena carga (%FLA). Estos dos parámetros de diagnóstico muestran, en tiempo real, la capacidad calorífica y el consumo de corriente del motor eléctrico, y pueden brindar al operador del motor una indicación sobre cuándo podría suceder un disparo por sobrecarga. Cuando el %TCU alcanza el 100%, la sobrecarga electrónica forzará un disparo por sobrecarga.

Los relés de sobrecarga electrónicos más sofisticados pueden brindar información sobre tiempo para disparo, tiempo para reinicio, RMS de corriente, corriente de fallo a tierra, RMS de voltaje, potencia, historiales y diagnósticos de energía. Esta información es útil para proteger motores costosos o procesos críticos. La información de diagnóstico puede anticipar cuándo la sobrecarga provocará un disparo, lo que les permite a los operadores tomar decisiones operativas críticas para el negocio, y se puede utilizar para brindar información útil al personal de mantenimiento para minimizar el tiempo de reparación cuando se producen problemas imprevistos en el motor.

La característica de diseño final que debe considerar son las características de integración que brindan los relés de sobrecarga. Los relés de sobrecarga electrónicos tienen un amplio rango de corriente, lo que ayuda a minimizar el número de piezas que se necesita para proteger una amplia gama de motores. Algunos relés de sobrecarga se montan directamente en el lado de carga de un contactor, lo que permite ahorrar tiempo de instalación, espacio y cableado. Algunos ofrecen bloques de terminales extraíbles para minimizar el tiempo de reemplazo. Algunos son modulares, lo que permite que el usuario seleccione las características de protección y de integración específicas necesarias para una aplicación de arrancador de motores específica. Otros ofrecen accesorios mecánicos que ayudan a reducir el cableado de control adicional que se necesita para un arrancador de voltaje completo.

Los relés de sobrecarga electrónicos con opciones de E/S y comunicación se pueden integrar fácilmente al sistema de control correspondiente a su marca con solo algunos clics del mouse. Estos sistemas utilizan el relé de sobrecarga electrónico como un dispositivo de E/S distribuidas para controlar la bobina de un contactor mediante un comando de la red de comunicación.

¿Cómo describiría su relé de sobrecarga ideal? La respuesta a esta pregunta depende realmente de la aplicación específica del motor eléctrico. Para los sistemas de control de motores simples que controlan operaciones críticas ajenas al proceso, considere utilizar los relés de sobrecarga básicos bimetálicos o eutécticos. Para aplicaciones de control de motores grandes y complejas que controlan operaciones críticas de los procesos, el diseñador debe considerar los relés de sobrecarga electrónicos para reducir la complejidad del sistema de control y brindar información de diagnóstico.

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Bill Martin
Publicado 20 Octubre 2014 Por Bill Martin, Product Manager, Electronic Overload Relays, Rockwell Automation
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