Descreva o relé de sobrecarga ideal

Descreva o relé de sobrecarga ideal

Motores elétricos são o backbone da indústria moderna atual. Eles oferecem a energia mecânica necessária para a maioria dos processos de fabricação. As agências governamentais impuseram requisitos rígidos para a implementação de algumas formas de proteção contra sobrecarga térmica para todos os motores elétricos com mais de 1 cavalo de potência. Com tantas opções diferentes à disposição, como você deve escolher o relé de sobrecarga para sua aplicação de partida de motor?

Para descrever o relé de sobrecarga ideal para uma partida de motor de tensão plena, você precisa levar em consideração os seguintes aspectos dos relés de sobrecarga.

  • Recursos de proteção
  • Recursos de diagnóstico
  • Recursos de integração

Um relé de sobrecarga precisa, pelo menos, oferecer uma proteção contra sobrecarga térmica. Essa forma de proteção mede a corrente consumida pelo motor elétrico e a aplica a um modelo de sobrecarga térmica para simular o calor dentro do motor elétrico. Existem dois tipos de modelos de sobrecarga: I2T e dois corpos. I2T é o modelo mais comum, usado pela maioria dos relés bimetálicos, eutéticos e de sobrecarga eletrônicos. Um modelo de dois corpos leva em conta as características de partida e operação de um motor elétrico. Esse modelo oferece uma simulação mais precisa do calor dentro de um motor elétrico, especialmente para motores elétricos de alta ou média tensão.

O segundo recurso de proteção mais importante a considerar é a proteção contra o desbalanceamento de fase. O desbalanceamento de fase é o principal motivo de falha no motor. O desbalanceamento de fase ocorre quando uma fase tem corrente igual a 0 A e ocorre por causa de um fusível queimado. Leva 30 minutos ou mais para um algoritmo de proteção contra sobrecarga detectar o desbalanceamento de fase. Uma exposição longa ao desbalanceamento de fase causará danos ao motor elétrico, e somente relés de sobrecarga eletrônicos podem detectar uma condição de desbalanceamento de fase em três segundos ou menos.

Outros recursos de proteção que devem ser levados em consideração na proteção proativa de máquina e motor incluem corrente de falta à terra, travamento, estolagem, subcarga, desequilíbrio e proteção de tensão e alimentação. Os motores maiores e mais caros podem aproveitar esses recursos de proteção adicionais, que podem parar o motor elétrico a fim de evitar danos antes dos algoritmos de proteção contra sobrecarga. Somente relés de sobrecarga eletrônica podem oferecer esses recursos de proteção adicionais.

Outro recurso de projeto que você deve levar em consideração são as informações de diagnóstico fornecidas pelo relé de sobrecarga. Os relés de sobrecarga eletrônica são capazes de exibir ou transmitir informações para um sistema de controle ou operador. Os relés de sobrecarga eletrônicos devem pelo menos informar a utilização da capacidade térmica percentual (%TCU) e a corrente de carga máxima percentual (%FLA). Esses dois parâmetros de diagnóstico informam o calor em tempo real e o consumo de corrente do motor elétrico, podendo dar ao operador do motor uma indicação de quando a sobrecarga pode ocorrer. Quando a %TCU alcançar 100%, a sobrecarga eletrônica forçará um disparo de sobrecarga.

Os relés de sobrecarga eletrônicos de extremidade podem apresentar informações de diagnóstico de tempo de disparo, tempo de redefinição, corrente RMS, corrente de falta à terra, tensão RMS, potência, histórico e energia. Essas informações são úteis na proteção de motores caros ou de processo crítico. Essas informações de diagnóstico podem prever quando a sobrecarga irá disparar para permitir que os operadores tomem decisões de operação de negócios críticas e podem ser usadas para apresentar dados úteis à equipe de manutenção a fim de minimizar o tempo de reparo quando ocorrem problemas inesperados no motor.

O recurso de projeto final a ser considerado são os recursos de integração que os relés de sobrecarga oferecem. Os relés de sobrecarga eletrônicos têm uma faixa de corrente ampla, que ajuda a minimizar os códigos de peças necessários à proteção de uma grande linha de motores. Alguns relés de sobrecarga são montados diretamente no lado da carga de um contator, o que ajuda a economizar tempo de instalação, espaço e fiação. Alguns relés de sobrecarga oferecem bornes removíveis para minimizar o tempo de substituição. Alguns relés de sobrecarga eletrônicos são modulares, o que permite ao usuário escolher os recursos específicos de proteção e integração necessários a uma aplicação específica de partida de motor. E alguns relés de sobrecarga oferecem acessórios mecânicos para ajudar a reduzir a fiação de controle adicional necessária para uma partida de tensão plena.

Os relés de sobrecarga eletrônicos com opções de comunicação e E/S podem se integrar facilmente ao sistema de controle correspondente da marca com apenas alguns cliques do mouse. Esses sistemas usam o relé de sobrecarga eletrônicos como um dispositivo de E/S distribuída para controlar a bobina do contator usando um comando da rede de comunicação.

Como você descreve o relé de sobrecarga ideal? A resposta a essa pergunta depende muito da aplicação específica do motor elétrico. Para sistemas de controle do motor simples que controlam operações críticas que não sejam de processo, relés de sobrecarga bimetálicos ou eutéticos básicos funcionarão bem. Para aplicações de controle do motor complexas que controlam operações críticas de processo, um projetista deve considerar relés de sobrecarga eletrônicos para ajudar a reduzir a complexidade do sistema de controle e fornecer informações de diagnóstico.

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