Proteção Térmica de Sobrecarga do Motor

Conjunto de proteção térmica do motor

A proteção térmica é um mecanismo de segurança que impede o superaquecimento do motor, detectando corrente excessiva e parando o motor.

Causas do superaquecimento

Ao considerar o superaquecimento do motor, a primeira causa que vem à mente é a sobrecarga. A sobrecarga mecânica faz com que o motor consuma uma corrente mais alta, levando ao superaquecimento. Se o rotor for bloqueado por forças externas, consumindo muita corrente, o motor também superaquecerá. Baixa tensão de alimentação é outra razão; O motor consome mais corrente para manter o torque. Quando uma fase da alimentação falha, a fase única e a alimentação ficam desequilibradas, resultando em corrente de sequência negativa, que também pode levar ao superaquecimento. Quando o motor acelera até sua velocidade nominal, a perda súbita e recuperação da tensão podem levar ao superaquecimento, consumindo uma corrente muito alta.

Como o superaquecimento ou a sobrecarga térmica do motor podem levar a falhas de isolamento e danos nas bobinas, para uma proteção adequada contra sobrecarga térmica do motor, o motor deve ser protegido das seguintes condições:

• Sobrecarga mecânica

• Eixo do motor bloqueado

• Baixa tensão de alimentação

• Alimentação monofásica

• Desequilíbrio de potência

• Perda súbita e reconstrução da tensão de alimentação

O esquema de proteção mais básico do motor é a proteção contra sobrecarga térmica, que abrange principalmente a proteção de todas as situações acima mencionadas. Para entender o princípio básico da proteção contra sobrecarga térmica, vamos analisar o diagrama esquemático do esquema de controle básico do motor.

No diagrama acima, quando o botão START é fechado, a bobina de partida é energizada através do transformador. Quando a bobina de partida é energizada, o contato normalmente aberto (NA) 5 se fecha, permitindo que o motor obtenha a tensão de alimentação em seus terminais e comece a girar. A bobina START também fecha o contato 4, energizando a bobina de partida mesmo se o contato do botão START for liberado de sua posição fechada.

Para parar o motor, existem vários contatos normalmente fechados (NF) em série com a bobina de partida, como mostrado no diagrama. Um deles é o contato do botão STOP. Se o botão STOP for pressionado, este contato abrirá e desconectará a continuidade do circuito da bobina de partida, resultando em uma falta de energia na bobina de partida.

Assim, os contatos 5 e 4 retornam às suas posições normalmente abertas. Em seguida, na ausência de tensão nos terminais do motor, ele eventualmente parará de funcionar. Da mesma forma, qualquer outro contato NF (1, 2 e 3), se aberto, conectado em série com a bobina de partida, também parará o motor. Esses contatos NF estão acoplados eletricamente a diversos relés de proteção para parar a operação do motor em diferentes condições anormais.

Outro ponto importante da proteção contra sobrecarga térmica do motor é o valor pré-determinado de tolerância à sobrecarga do motor. Cada motor pode operar por um período de tempo além de sua carga nominal, conforme as condições de carga especificadas pelo fabricante. Essa relação entre a carga do motor e o tempo de operação seguro é mostrada na curva de limite térmico. Aqui está um exemplo de tal curva.

Aqui, o eixo Y ou eixo vertical representa o tempo permitido em segundos, e o eixo X ou eixo horizontal representa a porcentagem de sobrecarga. É claro a partir da curva que o motor pode operar com segurança a 100% da carga nominal por um longo período sem causar danos devido ao superaquecimento. Pode operar com segurança por 1000 segundos a 200% de sua carga nominal. Pode operar com segurança por 100 segundos a 300% da carga nominal.

Pode operar com segurança por 600 segundos a 15% da carga nominal. A metade superior da curva indica as condições normais de operação do rotor, e a metade inferior indica o estado de bloqueio mecânico do rotor.

Relé de sobrecarga térmica

O relé usa lâminas bimetálicas que aquecem e dobram quando a corrente é muito alta, interrompendo o circuito para parar o motor.

Curva de limite térmico

Esta curva mostra quanto tempo o motor pode operar em diferentes níveis de sobrecarga sem danos, ajudando a definir limites de proteção.

Proteção avançada RTD

Os detectores de temperatura por resistência (RTDs) fornecem proteção precisa do motor, monitorando mudanças de temperatura e acionando medidas de proteção.