Qué es un relé de sobrecarga : Tipos y sus aplicaciones

Un relé de sobrecarga es un dispositivo eléctrico utilizado para proteger un motor eléctrico del sobrecalentamiento. Por lo tanto, es esencial tener una protección suficiente del motor. Un motor eléctrico puede funcionar de forma segura con la ayuda de relés de sobrecarga, fusibles o disyuntores. Pero este relé protege el motor, mientras que el disyuntor o el fusible protegen el circuito. Más concretamente, los fusibles, así como los disyuntores, están destinados a detectar la sobrecorriente dentro del circuito, mientras que el relé está destinado a detectar el sobrecalentamiento si un motor eléctrico se calienta. Por ejemplo, un relé de sobrecarga puede explorar sin que se dispare un CB (disyuntor). Uno no restablece al otro. Este artículo trata de una visión general del relé de sobrecarga, sus tipos y su funcionamiento.

¿Qué es un relé de sobrecarga?

Un puede definirse comoes un dispositivo eléctrico diseñado principalmente para imitar los prototipos de calentamiento del motor eléctrico, así como para interrumpir el flujo de corriente cuando el dispositivo de detección de calor del relé alcanza una temperatura fija. El diseño de un relé de sobrecarga puede realizarse con un calentador acoplado con conexiones generalmente cerradas que se desbloquean cuando el calentador adquiere una temperatura demasiado alta. Las conexiones de este relé pueden hacerse en serie, así como colocarse entre el motor y el propio contactor para evitar que el motor vuelva a arrancar cuando se dispare la sobrecarga.

Diagrama de conexión

El diagrama de cableado de un relé de sobrecarga se muestra a continuación, y las conexiones de un símbolo de relé de sobrecarga puede parecer como dos signos de interrogación opuestos o, de lo contrario, como el símbolo de la "S". El funcionamiento del relé de sobrecarga se discute a continuación.

Aunque hay varios tipos de relés de sobrecarga disponibles en el mercado, el más frecuente es el "relé de sobrecarga térmica bimetálico". El diseño de este relé puede realizarse utilizando dos tipos distintos de tiras metálicas, y estas tiras pueden conectarse mutuamente, así como agrandarse a diversos ritmos mientras se calientan. Cuando la tira se calienta a una temperatura determinada, la tira puede girar lo suficiente para romper el circuito.

Siempre que el flujo de corriente hacia el motor es superior a lo que los calentadores están cargados, el relé de sobrecarga explora después de algunos segundos. Las clases de relé de sobrecarga pueden clasificarse en tres tipos en función de la duración de la exploración del relé. Los relés de sobrecarga de clase 10, clase 20 y clase 30 pueden explorar más tarde de 10 segundos, 20 segundos y 30 segundos, respectivamente. Una de las principales características de seguridad de este relé es que impide que el motor se reinicie instantáneamente. Por ejemplo, cuando el relé de sobrecarga explora dentro de un relé bimetálico, entonces el NC (normalmente cerrado) las conexiones bimetálicas se desbloquean el circuito hasta que la banda se enfríe. Si alguien intenta pulsar el interruptor de arranque para cerrar los interruptores del contactor, el motor no se encenderá.

Funcionamiento del relé de sobrecarga

El principio de funcionamiento de un relé de sobrecarga depende de una propiedad electrotérmica dentro de una banda bimetálica. La disposición de ésta en el circuito del motor puede hacerse como el flujo de corriente al motor puede hacerse utilizando sus polos. Cuando el flujo de corriente aumenta el valor fijado, la banda bimetálica se calienta y se dobla.

Estos relés siempre funcionan con contratistas. Una vez que las tiras bimetálicas se calientan, se puede activar el disparo del contacto y se interrumpe la alimentación hacia la bobina del contactor, se desactiva y se interrumpe el flujo de corriente hacia el motor. El tiempo de disparo es siempre inversamente proporcional al flujo de corriente a través del relé. Por lo tanto, estos relés se denominan relés dependientes de la corriente, así como relés inversamente retardados.

La conexión de este relé puede hacerse con el motor en serie, de modo que el flujo de corriente se dirija hacia el motor. Cuando el motor se activa, el motor fluye a través del OLR. Una vez que el excedente de corriente fluya a través del relé, éste se disparará a un determinado nivel, por lo que se abrirá el circuito entre la fuente de alimentación y el motor. Después de un periodo preestablecido, este relé puede restablecerse automática o manualmente. Una vez reconocida y corregida la sobrecarga, el motor se activará de nuevo.

Partes del relé de sobrecarga

Además de los contactos y de la banda bimetálica, el relé de sobrecarga dispone de otras piezas que se describen a continuación.

Terminal

En el diagrama del relé, los terminales de entrada se indican con L1, L2 y L3, que están montados directamente hacia el contactor. La alimentación del motor puede conectarse a los terminales T1, T2 y T3.

Ajuste del rango de amperios

Puede haber un mando giratorio en el OLD. Utilizándolo, se puede ajustar el flujo de corriente nominal hacia el motor. El flujo de corriente puede ajustarse entre los límites superior e inferior previstos. En los OLD electrónicos, también se proporciona un mando adicional para la selección de la clase de disparo.

Botón de reinicio

Este botón está disponible sobre el OLD y se utiliza para restablecer el relé una vez que se ha producido una desconexión y un fallo.
Botón de selección de rearme manual o automático

Mediante estos botones, se puede seleccionar entre el rearme manual y el automático de los relés después de un disparo. Una vez que el dispositivo se fija en el rearme automático, se puede realizar un rearme remoto del relé

Contacto auxiliar

Este relé incluye dos contactos auxiliares, uno NA y otro NC. Para la señalización de disparo se utiliza el contacto NA, mientras que para la desconexión del contratista se utiliza el contacto NC. Los contactos NC son capaces de conmutar directamente las bobinas del contactor.

Botón de prueba

El botón de prueba se utiliza para comprobar el cableado de control.

Tipos de relés de sobrecarga

Se clasifican en dos tipos, a saber relé de sobrecarga térmica y relé de sobrecarga magnética.

Relé de sobrecarga térmica

Un relé de tipo térmico es un dispositivo de protección, y está diseñado principalmente para cortar la corriente cuando el motor utiliza demasiada corriente durante un periodo de tiempo prolongado.

Para conseguirlo, estos relés incluyen un relé NC (normalmente cerrado). Una vez que se suministra una corriente extrema en todo el circuito del motor, entonces el relé se abre debido a la mejora de la temperatura del motor, a la temperatura del relé, o a la corriente de sobrecarga detectada, según el tipo de relé.

Estos relés están relacionados con los disyuntores tanto en la construcción como en la aplicación; sin embargo, la mayoría de los disyuntores perturban el circuito si se produce una sobrecarga aunque sea por un momento. Por lo tanto, la sobrecarga debe producirse durante un periodo completo antes de que se interrumpa el circuito. Los relés térmicos de sobrecarga se clasifican en dos tipos: de olla soldada y de banda bimetálica.

Relé magnético de sobrecarga

El relé de sobrecarga magnética puede funcionar detectando la intensidad del campo magnético que genera el flujo de corriente hacia el motor. Este relé puede construirse con un núcleo magnético variable dentro de una bobina que retiene la corriente del motor. La disposición del flujo dentro de la bobina arrastra el núcleo hacia arriba. Cuando el núcleo aumenta lo suficiente, entonces dispara un conjunto de conexiones en la cúspide del relé.

El mayor diferencia entre los relés de tipo térmico y los de tipo magnético es que el relé de sobrecarga de tipo magnético no responde a la temperatura ambiente. Por lo general, se utilizan en las zonas donde se producen cambios extremos en la temperatura ambiente. Los relés de sobrecarga magnéticos se clasifican en dos tipos: electrónicos y de pistón.

Relé de sobrecarga térmica bimetálico

El funcionamiento de un relé térmico de sobrecarga bimetálico depende principalmente de la propiedad de calentamiento de la banda bimetálica. En la técnica de calentamiento directo, el flujo completo de corriente hacia el motor se puede suministrar mediante el relé de sobrecarga que también se llama OLR. Como resultado, se calienta directamente debido al flujo de corriente.

Sin embargo, en el caso de que no se caliente directamente, la cinta puede disponerse dentro de un contacto estrecho a través del conductor dentro del relé. El flujo extremo de corriente hacia el motor eléctrico se calienta por el conductor y la banda bimetálica. En este caso, el conductor estará aislado, por lo que no habrá flujo de corriente en toda la banda.

Relé electrónico de sobrecarga

Normalmente, los relés de sobrecarga electrónicos se denominan relés de sobrecarga de estado sólido. El interior de este tipo de relés no contiene una banda bimetálica. Como alternativa, incluye transformadores de corriente o, en su defecto, sensores de temperatura para notar la suma del flujo de corriente hacia el motor. Para la protección, este tipo de relé utiliza una tecnología basada en un microprocesador. Aquí el PTC desempeña un papel clave para detectar la temperatura, así como para disparar el circuito cuando se producen errores de sobrecarga. Algunos tipos de relés de sobrecarga incorporan sensores de efecto Hall y transformadores de corriente para detectar directamente el flujo de corriente.

La principal ventaja de un relé de sobrecarga electrónico frente a un relé de sobrecarga térmico es que carece de la banda bimetálica, lo que provoca menos pérdidas de calor en el relé. Además, estos tipos de relés son más precisos en comparación con los relés térmicos.

Algunos de los fabricantes de diseños OLD electrónicos incluyen características adicionales como protecciones de fallo a tierra y de bloqueo del motor. Los relés electrónicos de sobrecarga se utilizan cuando es necesario arrancar y parar los motores con frecuencia. El diseño de estos relés se puede hacer de forma que soporten la corriente inicial del motor durante un periodo restringido.

Relé de sobrecarga eutéctico

El relé de sobrecarga eutéctico incluye un calentador de bobina, una aleación eutéctica y un dispositivo mecánico para activar el mecanismo de disparo. En este caso, una aleación eutéctica es una mezcla de dos o más materiales, que se funde o endurece a una temperatura precisa. En el OLR, la aleación eutéctica está encerrada dentro de un tubo para utilizarla frecuentemente a través de una rueda de trinquete cargada con un muelle para hacer que se active el dispositivo de disparo durante todo el proceso de sobrecarga.

La corriente en el motor suministra a través del pequeño devanado del calentador a lo largo de la sobrecarga, el tubo de aleación eutéctica puede calentarse a través del devanado del calentador y la aleación se disuelve debido al calor para que la rueda de trinquete gire. Este acto comienza a abrir los contactos auxiliares cerrados dentro del OLR. Este tipo de relés puede restablecerse manualmente una vez que se produce el disparo. Así que, normalmente, este restablecimiento se puede hacer mediante un botón de restablecimiento, que está dispuesto en la cubierta del relé. La unidad de calentamiento que se conecta sobre el relé puede seleccionarse en función de la corriente de carga completa del motor.

Relé de sobrecarga del frigorífico

En el circuito del compresor del frigorífico se utiliza un dispositivo de protección como un relé de sobrecarga. El suministro de energía se da a los devanados del motor del compresor mediante la máquina de sobrecarga. Este tipo de relé se utiliza principalmente para incluir el devanado de arranque dentro del circuito hasta que el compresor esté en velocidad de funcionamiento.

¿Cómo protege un OLR de los fallos de fase?

En el funcionamiento normal del OLR, el flujo de corriente a lo largo de cada polo del motor eléctrico se mantiene similar a la vez. Si se interrumpe alguna fase, el flujo de corriente a través de las dos fases restantes aumenta hasta el valor habitual. Por tanto, el relé se calienta y se dispara. Los fallos de fase también se denominan pérdida de fase o monofásica del motor.

Estos relés no pueden defenderse de los cortocircuitos, sino que deben utilizarse mediante dispositivos de protección de un cortocircuito para protegerlos o cualquier cortocircuito dentro del motor eléctrico puede dañarlos fácilmente. Estos relés pueden defenderse de la pérdida de fase, el desequilibrio de fase y las sobrecargas, pero no de los cortocircuitos.

¿Qué provoca el disparo del OLR?

A partir de la discusión anterior, hay tres estados principales para el exceso de viajes:

• Sobrecarga del motor.
• Pérdida de fase de entrada
• Desequilibrio de fase

Y también hay algunas características de protección adicionales disponibles, pero cambian de un diseñador a otro.

Disparo del relé de sobrecarga

El tiempo utilizado para desbloquear el contactor a lo largo de las sobrecargas se puede denotar a través de la clase de disparo. Generalmente, se divide en diferentes clases como Clase5, 10, 20 y 30. Este relé se dispara en 5 segundos, 10 segundos, 20 segundos y 30 segundos, respectivamente, con la corriente de carga completa del motor eléctrico.

Los relés de sobrecarga más utilizados son los de clase 10 y 20, mientras que el OLR de clase 30 se utiliza principalmente para proteger los motores cuando funcionan con cargas de alta inactividad. Los relés de clase 5 se utilizan principalmente para los motores que requieren un disparo extremadamente rápido.

Aplicaciones

El aplicaciones de un relé de sobrecarga incluyen las siguientes.

• Se utiliza ampliamente para proteger el motor.
• Se puede utilizar para detectar tanto las condiciones de sobrecarga como las de fallo y, a continuación, declarar las órdenes de disparo para un dispositivo de protección.
• Este relé ha evolucionado hacia sistemas con microprocesador y electrónica de estado sólido.
• Estos relés desactivan el dispositivo cuando tira de una corriente extrema.

Por tanto, se trata de una visión general del relé de sobrecarga. De la información anterior, finalmente, podemos concluir que se trata de un relé electromecánico relé de protección contra sobrecargas dispositivos utilizados para los circuitos. Estos dispositivos proporcionan una protección consistente para los motores mientras se produce el fallo de la fase o la sobrecarga. Aquí tienes una pregunta, ¿cuál es la función del relé de sobrecarga?

Fuentes de imagen: Temco Industrial