Com es fan els relés per ajudar amb la protecció contra sobrecàrregues en sistemes de control industrial?
Els relés són commutadors electromagnètics ampliament utilitzats en sistemes de control industrial per controlar l'obertura i tancament de circuits. En termes de protecció contra sobrecàrregues, els relés detecten canvis en la corrent, temperatura o altres paràmetres i desconecten ràpidament l'aprovitallament elèctric o activen mecanismes de protecció per evitar danys a l'equipament deguts a sobrecàrregues. A continuació es presenten les formes principals en què els relés aconsegueixen la protecció contra sobrecàrregues en els sistemes de control industrial:
1. Relé Tèrmic
El relé tèrmic és un dels dispositius més comuns per a la protecció contra sobrecàrregues, especialment per a motors elèctrics. Funciona basant-se en el calor generat per la corrent per activar el mecanisme de protecció.
Principi de funcionament:
El relé tèrmic conté una fitxa bimetàlica feta de dos metalls amb diferents coeficients d'expansió tèrmica.
Quan la corrent del motor supera el seu valor nominal, la corrent que passa pel relé tèrmic escalfa la fitxa bimetàlica, fent que es deformi i obri els contactes, tallant així la alimentació del motor.
El temps de resposta del relé tèrmic és inversament proporcional a la severitat de la sobrecàrrega: més severa sigui la sobrecàrrega, més ràpidament es deforma la fitxa bimetàlica i més ràpidament s'obre els contactes.
Característiques:
Simula les característiques de calentament del motor: El relé tèrmic està dissenyat per imitar les característiques de calentament de les bobines del motor, reflectint amb precisió la condició real d'operació del motor.
Adequat per a la protecció contra sobrecàrregues a llarg termini: És molt sensible a sobrecàrregues prolongades i lleus, fent-lo ideal per a protegir els motors de sobrecalentament degut a sobrecàrregues a llarg termini.
Reset automàtic: Un cop resolta la condició de sobrecàrrega, el relé tèrmic es refreda i els contactes es restableixen automàticament, restablint la alimentació.
Aplicacions:
Ampliament utilitzat en els processos d'arrancada i funcionament dels motors, especialment en aplicacions amb arrancades i parades freqüents o càrregues variables.
2. Relé Electrònic de Sobrecàrrega
Un relé electrònic de sobrecàrrega és un dispositiu modern utilitzat per a la protecció contra sobrecàrregues en sistemes de control industrial. Utilitza circuits electrònics per monitorar paràmetres com la corrent, la temperatura i proporciona protecció basada en llindars preestablerts.
Principi de funcionament:
El relé electrònic de sobrecàrrega utilitza un transformador de corrent o un sensor de corrent per monitorar continuament la corrent del motor.
Quan la corrent detectada supera el llindar de sobrecàrrega preestablert, el relé envia un senyal per tallar la alimentació del motor o activar altres mesures de protecció.
Els relés electrònics també poden monitorar paràmetres addicionals com la temperatura del motor, el factor de potència, la descompensació de fase i proporcionar una protecció integral.
Característiques:
Alta precisió i resposta ràpida: Els relés electrònics oferixen una precisió més alta i temps de resposta més ràpids, permetent-los detectar sobrecàrregues i actuar ràpidament.
Configuració programable: Els usuaris poden ajustar els llindars de protecció contra sobrecàrregues, els temps de retard i els mètodes de reset segons el tipus específic de motor i les condicions de càrrega.
Múltiples funcions de protecció: A més de la protecció contra sobrecàrregues, els relés electrònics poden proporcionar protecció contra pèrdua de fase, descompensació de fase i condicions de rotor bloquejat.
Interfícies de comunicació: Molts relés electrònics disposen d'interfícies de comunicació (per exemple, Modbus, Profibus) per integrar-los amb PLCs o altres sistemes de control, permetent la monitorització i gestió remota.
Aplicacions:
Adequats per a aplicacions que requereixen nivells alts de protecció, com ara línies de producció automatitzades, equipaments industrials grans i sistemes de bombes.
3. Combinació de Fusibles i Relés per a la Protecció contra Sobrecàrregues
Els fusibles són dispositius de protecció contra sobrecorrents simples que fonen ràpidament quan la corrent supera el seu valor nominal, tallant el circuit. Si bé els fusibles proporcionen una protecció ràpida contra curtes circuits, no poden distingir entre corrents d'entrada normals i corrents de sobrecàrrega, per tant, sovint es fan servir en combinació amb relés per a una protecció integral.
Principi de funcionament:
Els fusibles protegeixen el circuit contra curtes circuits i corrents elevades instantànies, mentre que els relés monitoritzen les sobrecàrregues a llarg termini.
En cas de curt circuit, el fusible fon immediatament i talla l'aprovitallament; en cas de sobrecàrrega, el relé talla l'aprovitallament basant-se en el llindar i el temps de retard preestablits.
Aquesta combinació assegura una protecció efectiva tant contra curtes circuits com contra sobrecàrregues.
Característiques:
Doble protecció: Els fusibles proporcionen una protecció ràpida contra curtes circuits, mentre que els relés oferixen protecció contra sobrecàrregues a llarg termini, formant un mecanisme de doble protecció.
Econòmic: Els fusibles són simples i econòmics, fent-los adequats per a dispositius petits o aplicacions sensibles al cost.
Aplicacions:
Adequats per a motors petits a mitjans, electrodomèstics, sistemes d'il·luminació i altres aplicacions de baixa potència.
4. Protecció Coordinada amb Contactors i Relés
Un contactor és un commutador electromagnètic de gran potència utilitzat per controlar l'arrancada i aturada de motors elèctrics. Els contactors sovint es fan servir en conjunció amb relés per formar un sistema complet de protecció contra sobrecàrregues.
Principi de funcionament:
El contactor controla el circuit principal del motor, mentre que el relé monitoritza les condicions de sobrecàrrega.
Quan el relé detecta una sobrecàrrega, envia un senyal per desenergetitzar la bobina del contactor, tallant l'aprovitallament del motor.
La operació coordinada dels contactors i relés assegura que l'aprovitallament es talli ràpidament en cas de sobrecàrrega, protegint el motor i altres equips.
Característiques:
Capacitat d'alta corrent: Els contactors poden manejar corrents elevades, fent-los adequats per a motors de gran potència.
Control remot: Els contactors es poden controlar remotament a través de PLCs o altres sistemes de control, facilitant les operacions automatitzades.
Segur i fiable: La combinació de contactors i relés proporciona una protecció contra sobrecàrregues fiable, assegurant l'operació segura de l'equipament.
Aplicacions:
Adequats per a equipaments industrials grans, línies de producció automatitzades, sistemes d'ascensors i altres aplicacions de gran potència.
Resum
Els relés ajuden a aconseguir la protecció contra sobrecàrregues en els sistemes de control industrial a través de diversos mètodes, incloent-hi:
Relés tèrmics: Simulant les característiques de calentament del motor, ofereixen protecció contra sobrecàrregues a llarg termini, especialment per als processos d'arrancada i funcionament dels motors.
Relés electrònics de sobrecàrrega: Utilitzant circuits electrònics per monitorar la corrent, la temperatura i altres paràmetres, oferixen una protecció contra sobrecàrregues de alta precisió i resposta ràpida amb múltiples funcions de protecció addicionals.
Combinació de fusibles i relés: Els fusibles proporcionen una protecció ràpida contra curtes circuits, mentre que els relés oferixen protecció contra sobrecàrregues a llarg termini, formant un mecanisme de doble protecció.
Operació coordinada de contactors i relés: Els contactors manejen corrents elevades, mentre que els relés monitoritzen les sobrecàrregues, assegurant un tall ràpid de l'aprovitallament en situacions de sobrecàrrega.
