Protección térmica contra sobrecargas del motor

Ajuste de la protección térmica contra sobrecargas del motor

La protección térmica contra sobrecargas es un mecanismo de seguridad que evita el sobrecalentamiento del motor detectando corrientes excesivas y deteniendo el motor.

Causas del sobrecalentamiento

Al considerar el sobrecalentamiento del motor, la primera causa que se nos viene a la mente es la sobrecarga. La sobrecarga mecánica hace que el motor consuma una corriente más alta, lo que lleva al sobrecalentamiento. Si el rotor se bloquea por fuerzas externas, consumiendo demasiada corriente, el motor también se sobrecalientará. Un voltaje de alimentación bajo es otra razón; El motor consume más corriente para mantener el par. Cuando falla una fase de la fuente de alimentación, la fase única y la fuente de alimentación están desequilibradas, lo que resulta en una corriente de secuencia negativa, lo cual también puede llevar al sobrecalentamiento. Cuando el motor acelera hasta su velocidad nominal, la pérdida y recuperación súbita del voltaje pueden llevar al sobrecalentamiento, lo que consume una gran corriente.

Dado que el sobrecalentamiento o la sobrecarga térmica del motor pueden llevar a fallos de aislamiento y daños en los devanados, para una adecuada protección térmica contra sobrecargas del motor, este debe protegerse de las siguientes condiciones

• Sobrecarga mecánica

• El eje del motor está bloqueado

• Bajo voltaje de alimentación

• Fuente de alimentación monofásica

• Desequilibrio de potencia

• Pérdida y reconstrucción súbita del voltaje de alimentación

El esquema de protección más básico del motor es la protección térmica contra sobrecargas, que cubre principalmente la protección de todas las situaciones mencionadas anteriormente. Para comprender el principio básico de la protección térmica contra sobrecargas, veamos el diagrama esquemático del esquema de control básico del motor.

En la figura anterior, cuando se cierra el pulsador START, la bobina de arranque se energiza a través del transformador. Cuando la bobina de arranque se energiza, el contacto normalmente abierto (NO) 5 se cierra, por lo que el motor obtiene el voltaje de alimentación en sus terminales y comienza a girar. La bobina de arranque también cierra el contacto 4, energizando la bobina de arranque incluso si el contacto del botón Start se libera de su posición cerrada.

Para detener el motor, hay varios contactos normalmente cerrados (NC) en serie con la bobina de arranque, como se muestra en la figura. Uno de ellos es el contacto del botón STOP. Si se presiona el botón STOP, este contacto se abrirá y desconectará la continuidad del circuito de la bobina de arranque, resultando en un corte de energía de la bobina de arranque.

Así, los contactos 5 y 4 regresan a sus posiciones normalmente abiertas. Entonces, en ausencia de voltaje en los terminales del motor, este finalmente dejará de funcionar. De manera similar, cualquier otro contacto NC (1, 2 y 3), si se abre, conectado en serie con la bobina de arranque; también detendrá el motor. Estos contactos NC están acoplados eléctricamente con varios relés protectores para detener la operación del motor en diferentes condiciones anormales

Otro punto importante de la protección térmica contra sobrecargas del motor es el valor predeterminado de tolerancia a la sobrecarga del motor. Cada motor puede operar durante un período de tiempo excediendo su carga nominal según las condiciones de carga especificadas por el fabricante. Esta relación entre la carga del motor y el tiempo de operación seguro se muestra en la curva límite térmica. Aquí hay un ejemplo de dicha curva.

Aquí, el eje Y o eje vertical representa el tiempo permitido en segundos, y el eje X o eje horizontal representa el porcentaje de sobrecarga. Es evidente a partir de la curva que el motor puede operar de manera segura a 100% de su carga nominal durante mucho tiempo sin causar ningún daño debido al sobrecalentamiento. Puede operar de manera segura durante 1000 segundos a 200% de su carga nominal normal. Puede operar de manera segura durante 100 segundos a 300% de la carga nominal normal.

Puede operar de manera segura durante 600 segundos a 15% de su carga nominal normal. La parte superior de la curva indica las condiciones de operación normales del rotor, y la parte inferior indica el estado de bloqueo mecánico del rotor

Relé de sobrecarga térmica

El relé utiliza láminas bimetálicas que se calientan y doblan cuando la corriente es demasiado alta, interrumpiendo el circuito para detener el motor.

Curva límite térmica

Esta curva muestra cuánto tiempo puede operar el motor a diferentes niveles de sobrecarga sin dañarse, ayudando a establecer límites de protección.

Protección avanzada RTD

Los detectores de temperatura de resistencia (RTDS) proporcionan una protección precisa del motor mediante la monitorización de los cambios de temperatura y la activación de medidas de protección.