Acionamentos Elétricos - Aula 05 - Relés de Sobrecarga + Relés Auxiliares

ACIONAMENTOS ELÉTRICOS

DIAGRAMAS DE COMANDO

Aula 05 – Relés de Sobrecarga + Relés Auxiliares

• A sobre carga é o defeito que se produz mais frequentemente em máquinas elétricas;

• É uma situação que leva a um superaquecimento por perda Joule, onde os materiais utilizados suportam somente até um determinado valor e por um tempo limitado;

• Tais determinações são feitas por meios de normas técnicas.

• Sempre que a temperatura de funcionamento de um motor é ultrapassada, o seu tempo de vida útil é reduzido significativamente;

• Isto ocorre por causa do envelhecimento prematuro dos isolantes;

• Com temperatura de funcionamento 10°C acima da definida, pode reduzir em até 50% a vida de um motor.

• Contudo, um aquecimento superior ao normal não gera efeitos se for limitada no tempo e pouco frequente;

• Para isto, é necessário uma parada do motor e restabelecimento das condições normais de funcionamento;

• É função do relé de sobrecarga atuar antes que os limites de deterioração sejam atingidos;

• Assim, garante-se uma vida útil apropriada aos componentes do circuito;

• É um dispositivo de proteção baseado em um método indireto de detecção de sobrecarga;

• É criado um modelo térmico do motor a ser protegido por um elemento térmico.

• Um relé térmico tripolar tem três bimetálicos;

• Cada um é formado por dois metais unidos por laminação com diferentes coeficientes de dilatação e um enrolamento de aquecimento em volta de cada bimetálico;

• Cada enrolamento está ligado em série com uma das fases do motor;

• O aquecimento dos enrolamentos provoca uma deformação nos bimetálicos.

• A deformação é maior ou menor, conforme o valor da corrente.

• A curvatura do conjunto bimetálico provoca dois efeitos:

– Liberação do dispositivo de trava: ocasiona a abertura dos contatos principais do relé de sobrecarga;

– Abertura de um contato fechado: causa a abertura do circuito de comando de um acionamento do motor.

• São usados para proteger motores e transformadores de possíveis superaquecimentos ocasionados por:

– Sobrecarga mecânica;

– Tempo de partida muito alto; – Rotor bloqueado;

– Falta de fase;

– Elevada frequência de manobra; – Desvio de tensão e de frequência.

• Em motores trifásicos há a necessidade de instalação de um elemento térmico por fase;

• O relé térmico não protege em caso de curto-circuito, logo deve ser associado a fusíveis para proteger de forma completa a partida do motor;

• O relé deve ser rearmado manualmente e só pode ocorrer quando os bimetálicos estiverem suficientemente frios.

• Os fusíveis protegem o circuito contra curto-circuito e o relé térmico protege o motor contra

• Os fabricantes oferecem relés térmicos que encaixam mecanicamente em seus contatores.

• Compensação da temperatura ambiente: há um bimetálico que é influenciado apenas pela temperatura ambiente. Assim, somente a deformação originada pela corrente dispara o relé;

• Classes de desligamento térmico: devem suportar as corrente de pico nas partidas do motor:

– Classe 10: tempo de partida inferior a 10 segundos; – Classe 20: tempo de partida de até 20 segundos; – Classe 30: tempo de partida de até 30 segundos.

• Possuem os seguintes elementos:

1 – Botão de rearme; 2 – Contatos auxiliares; 3 – Botão de teste;

4 – Lâmina bimetálica para

compensação de temperatura; 5 – Cursor de arraste;

6 – Lâmina bimetálica principal;

NF NA

Botão de testes Botão de regulagem

Botão de testes Botão de regulagem

• É possível parametrizar sua atuação de acordo com funções na sua parte frontal:

– A: somente rearme automático;

– Auto: rearme automático e possibilidade de teste; – Hand: rearme manual e possibilidade de teste;

• Dimensionamento:

– Devem conter em sua faixa de ajuste a corrente nominal (In) que circulará por ele;

– É ajustada com o auxílio de um botão que gira atuando sobre o alongamento ou sobre a curvatura das lâminas bimetálicas;

– Cada relé cobre apenas uma faixa de corrente, assim há uma grande variedade de relés de proteção.

• Dimensionamento:

– Não deve ser dimensionado com a corrente nominal, pois pode haver necessidade de usar fator de serviço acima de 1;

– In: corrente nominal do motor;

• É comum o uso de relés para controle de acionamentos, alarmes, proteção etc. Os mais comuns são:

– Relé de tempo com retardo na ligação;

– Relé de tempo com retardo no desligamento; – Relé de tempo estrela-triângulo (Y-Δ);

– Relé de sequência de fase; – Relé de proteção PTC;

• Comuta seus contatos em um determinado tempo após os contatos A1 e A2 serem energizados.

Onde:

a: instante da comutação; b: retorno ao estado inicial;

• Usado em chaves de partida estrela-triângulo;

• Possui dois circuitos de temporização separados; • Um controla o contator estrela e o outro tem um

tempo fixo (100 ms) para controle do contator da ligação das bobinas triângulo.

Sendo:

a: início da comutação; b: retorno ao repouso;

• Usado para controle da sequência de fase em sistemas trifásicos;

• O relé atua caso haja alguma inversão na sequência das fases R, S, T;

• Seu contato de saída não comuta, bloqueando o comando do sistema.

• Empregados em motores que usam sondas PTC (Positive Temperature Coeficient);

• O PTC sofre brusca alteração de sua resistência em virtude da elevação da temperatura;

• A instalação é feita entre as espiras, no início das

bobinas, sempre no lado oposto ao ventilador.

• É projetado de acordo com a temperatura de proteção;

• Protege o motor contra qualquer tipo de aquecimento no enrolamento;

• O relé PTC atua fazendo com que o contato de saída abra;

• Detecta a falta de uma ou mais fases e desliga um contato quando a falta ocorrer;

• Tem um retardo de aproximadamente cinco segundos, evitando assim que opere sem necessidade na partida ou na falta de fase por instante muito breve;

• Dois tipos: com ligação do neutro e sem a ligação do neutro.

• Ligação do neutro:

• Usado como proteção em redes monofásicas e trifásicas;

• Atua quando a rede encontra-se fora dos limites estabelecidos;