Protección térmica contra sobrecargas do motor

Conxunto de protección térmica de sobrecarga do motor

A protección térmica de sobrecarga é un mecanismo de seguridade que evita o sobreaquecemento do motor detectando corrente excesiva e detendo o motor.

Causas do sobreaquecemento

Ao considerar o sobreaquecemento do motor, a primeira causa que nos ve en mente é a sobrecarga. A sobrecarga mecánica fai que o motor consuma unha corrente superior, o que leva ao sobreaquecemento. Se o rotor está bloqueado por forzas externas, consumindo demasiada corrente, o motor tamén se sobreaquecerá. Unha baixa tensión de alimentación é outra razón; o motor consume máis corrente para manter o par. Cando falla unha fase da alimentación, a alimentación monofásica e a alimentación están desequilibradas, resultando en corrente de secuencia negativa, que tamén pode levar ao sobreaquecemento. Cando o motor acelera ata a súa velocidade nominal, a perda e recuperación súbitas de tensión poden levar ao sobreaquecemento, que consume unha gran corrente.

Dado que o sobrecalentamento térmico ou sobreaquecemento do motor pode levar ao fallo do aislamento e danos nas bobinas, para unha adecuada protección térmica de sobrecarga do motor, o motor debe protexerse das seguintes condicións

• Sobrecarga mecánica

• O eixo do motor está bloqueado

• Baixa tensión de alimentación

• Alimentación monofásica

• Desbalance de potencia

• Pérdida e reconstrución súbita da tensión de alimentación

O esquema básico de protección do motor é a protección térmica de sobrecarga, que cubre principalmente a protección de todas as situacións anteriores. Para entender o principio básico da protección térmica de sobrecarga, vexamos o esquema do esquema básico de control do motor.

No esquema anterior, cando o botón INICIAR está pechado, a bobina de inicio está energizada a través do transformador. Cando a bobina de inicio está energizada, o contacto normalmente aberto (NA) 5 pechase, polo que o motor obtén a tensión de alimentación nos seus bornes e comeza a rotar. A bobina de inicio tamén pecha o contacto 4, energizando a bobina de inicio incluso se o contacto do botón INICIAR está liberado da súa posición pechada.

Para detener o motor, hai varios contactos normalmente pechados (NP) en serie coa bobina de inicio, como se mostra no esquema. Un deles é o contacto do botón PARAR. Se se preme o botón PARAR, este contacto abrirase e desconectarase a continuidade do circuito da bobina de inicio, resultando nunha perda de enerxía da bobina de inicio. 

Así, os contactos 5 e 4 volven ás súas posicións normalmente abertas. Entón, na ausencia de tensión nos bornes do motor, acabará deténdose. De xeito semellante, calquera outro contacto NP (1, 2 e 3), se se abre, está conectado en serie coa bobina de inicio; tamén detenderá o motor. Estes contactos NP están acoplados eléctricamente con diversos reles de protección para detener a operación do motor en diferentes condicións anómalas

Outro punto importante da protección térmica de sobrecarga do motor é o valor predeterminado de tolerancia a sobrecargas do motor. Cada motor pode operar durante un período de tempo en excesso da súa carga nominal segundo as condicións de carga especificadas polo fabricante. Esta relación entre a carga do motor e o tempo de operación seguro amósase na curva de límite térmico. Aquí está un exemplo dunha tal curva.

Neste caso, o eixe Y ou eixe vertical representa o tempo permitido en segundos, e o eixe X ou eixe horizontal representa o porcentaxe de sobrecarga. É claro a partir da curva que o motor pode operar de xeito seguro a unha carga nominal do 100% durante moito tempo sen causar ningún dano debido ao sobreaquecemento. Pode operar de xeito seguro durante 1000 segundos a unha carga do 200% da súa carga nominal normal. Pode operar de xeito seguro durante 100 segundos a unha carga do 300% da súa carga nominal normal. 

Pode operar de xeito seguro durante 600 segundos a unha carga do 15% da súa carga nominal normal. A metade superior da curva indica as condicións normais de operación do rotor, e a metade inferior indica o estado de bloqueo mecánico do rotor

Relé de sobrecarga térmica

O relé usa láminas bimetálicas que se aquecen e dobran cando a corrente é demasiado alta, rompendo o circuito para detener o motor.

Curva de límite térmico

Esta curva amosa durante cantos tempo o motor pode operar a diferentes niveis de sobrecarga sen sufrir danos, axudando a estabelecer límites de protección.

Protección avanzada RTD

Os detectores de temperatura por resistencia (RTDS) proporcionan unha protección precisa do motor monitorizando os cambios de temperatura e activando medidas de protección.