Investigación sobre la Aplicación del Relé de Tiempo JSZ3A - B en el Sistema de Control de Motores
Los relés de tiempo son dispositivos de control industrial comúnmente utilizados. Según sus características de temporización, se pueden clasificar en tres tipos: relés de retardo de encendido, relés de retardo de apagado y relés de retardo de encendido/apagado combinados. Entre estos, los relés de retardo de encendido son los más ampliamente utilizados y fácilmente disponibles en el mercado. Sin embargo, muchos relés de retardo de encendido tienen un número limitado de contactos y solo proporcionan contactos con retardo sin contactos instantáneos, lo que supone una inconveniencia para los diseños de circuitos de control eléctrico que requieren contactos de respuesta inmediata.
Además, durante el diseño de circuitos de equipos, la falta de un tipo específico de relé a menudo crea dificultades para los ingenieros. Por lo tanto, dos cuestiones clave deben abordarse: (1) ¿Cómo expandir el rango de aplicación de los relés de retardo de encendido que carecen de contactos instantáneos? (2) ¿Pueden los relés de retardo de encendido utilizarse como sustitutos de los relés de retardo de apagado cuando estos no están disponibles? Para abordar estas preguntas, este documento presenta un estudio sistemático basado en el relé de tiempo JSZ3A-B, utilizando como ejemplos circuitos de arranque con retardo, circuitos de parada con retardo y circuitos de arranque estrella-triángulo, proporcionando referencias prácticas.
1. Principio de funcionamiento y tipos de relés de tiempo
El funcionamiento de los relés de tiempo se basa principalmente en los principios de atracción y liberación electromagnética. Un relé típico consta de un electroimán con una bobina y un núcleo de hierro móvil. Cuando la bobina se energiza, el campo magnético generado atrae el núcleo móvil, cerrando o abriendo un circuito. El retraso necesario se establece ajustando un botón o dial en el relé.
2. Parámetros del relé de retardo de encendido JSZ3A-B
El relé de tiempo JSZ3A-B destaca por su tamaño compacto, ligereza, alta integridad estructural, amplio rango de temporización, alta precisión de temporización, excelente confiabilidad y larga vida útil, lo que lo hace adecuado para sistemas de control automático en máquinas-herramienta y equipos integrados. Ofrece múltiples opciones de voltaje de control nominal, seleccionables desde AC 12–380 V o DC 12–220 V. El rango de temporización incluye 1 s, 10 s, 60 s y 6 min, intercambiables mediante un interruptor selector en el panel frontal. El relé proporciona cuatro conjuntos de contactos temporizados: dos contactos normalmente abiertos de cierre temporizado y dos contactos normalmente cerrados de apertura temporizada. La precisión de temporización es ≤0,5%, y el rango de temperatura de operación es de -5°C a +40°C.
Como relé de retardo de encendido, el JSZ3A-B tiene ocho terminales. Las terminales 2 y 7 se conectan a la fuente de alimentación; los contactos 1-3 y 8-6 son de cierre temporizado (NO); los contactos 1-4 y 8-5 son de apertura temporizada (NC). Los usuarios pueden seleccionar los contactos apropiados para el diseño del circuito según sus necesidades.
3. Aplicaciones del relé de retardo de encendido JSZ3A-B
Los relés de tiempo se utilizan ampliamente en circuitos de control eléctrico que requieren operaciones de motor con temporización, incluyendo circuitos de arranque con retardo, circuitos de parada con retardo y circuitos de arranque estrella-triángulo.
3.1 Diseño de circuito de control de arranque con retardo del motor
El circuito de control de arranque con retardo del motor se basa en un circuito de bloqueo (latching). Logra el control de motor con retardo al conectar el contacto normalmente abierto temporizado del relé de tiempo JSZ3A-B en serie con la bobina del contactor. El circuito de control se muestra en la Figura 1(a). Como se muestra en la Figura 1(a), el circuito de control incluye la bobina del relé de tiempo, un contacto auxiliar normalmente abierto temporizado y un contacto instantáneo. Sin embargo, el relé de retardo de encendido JSZ3A-B solo proporciona contactos temporizados y carece de contactos instantáneos. Al diseñar circuitos prácticos, si surge un problema similar, se pueden utilizar los siguientes dos métodos para resolverlo.
3.1.1 Método Uno
El primer método es el más simple y comúnmente utilizado: usar el contacto auxiliar normalmente abierto de un relé intermedio o contactor para proporcionar la ruta de bloqueo del motor. Este método es fácil de entender e implementar para principiantes. El diagrama específico del circuito de control del motor se muestra en la Figura 1(b). Además, reemplazar el relé auxiliar intermedio KA en el circuito de control con otro contactor KM también puede cumplir con los requisitos de control.
3.1.2 Método Dos
El segundo método utiliza el contacto normalmente abierto temporizado de otro relé de retardo de encendido JSZ3A-B para proporcionar la ruta de bloqueo. Esto se logra simplemente configurando su retardo a cero. El diagrama correspondiente del circuito de control del motor se muestra en la Figura 1(c).
Además de los circuitos de control de arranque con retardo, los circuitos de control de parada con retardo del motor también son representativos.
3.2 Diseño de circuito de control de parada con retardo del motor
Los relés de retardo de apagado funcionan de tal manera que sus contactos actúan inmediatamente al energizar la bobina sin ningún retraso, pero se reinician con retraso cuando la bobina se desenergiza. Esta característica se alinea perfectamente con los requisitos de control de parada con retardo del motor. Por lo tanto, el uso de relés de retardo de apagado hace que sea relativamente sencillo diseñar un circuito de control de parada con retardo del motor. El diagrama del circuito de control se muestra en la Figura 2(a).
3.2.1 Relé de retardo de apagado sin contactos instantáneos
El diseño del circuito ilustrado en la Figura 2(a) es bastante fácil de entender. Sin embargo, en aplicaciones prácticas, si un relé de retardo de apagado no incluye contactos instantáneos, se pueden utilizar relés auxiliares intermedios o los contactos auxiliares normalmente abiertos de los contactores como sustitutos de los contactos instantáneos del relé de tiempo. El diagrama modificado del circuito de control del motor se muestra en la Figura 2(b).
Proceso de operación: Cerrar el interruptor de cuchilla principal QS, presionar el botón de inicio SB2, y el relé intermedio KA y el relé de tiempo KT se energizan. El contacto auxiliar normalmente abierto de KA se cierra, logrando el bloqueo. El contacto de apertura temporizada de KT se cierra inmediatamente, energizando el contactor KM, permitiendo que el motor funcione normalmente. Al presionar el botón de parada SB1, tanto KA como KT se desenergizan. Después de que transcurra el tiempo de retardo preestablecido, el contacto de apertura temporizada de KT se abre, desenergizando la bobina de KM, causando que el motor se detenga.
3.2.2 Uso de relés de retardo de encendido en lugar de relés de retardo de apagado
¿Si un relé de retardo de apagado no está disponible, se puede utilizar un relé de retardo de encendido como sustituto? Tomando como ejemplo el relé de retardo de encendido JSZ3A-B, el diagrama de control del circuito se puede modificar en consecuencia. El diagrama revisado del circuito de control del motor se muestra en la Figura 2(c).
Proceso de operación: Cerrar el interruptor de cuchilla principal QS, presionar el botón de inicio SB2, y el contactor KM se energiza. El contacto auxiliar normalmente abierto de KM se cierra, logrando el bloqueo, permitiendo que el motor funcione normalmente. Presionar el botón de inicio SB3 energiza el relé intermedio KA y el relé de tiempo KT. El contacto auxiliar normalmente abierto de KA se cierra, logrando el bloqueo. Después de que transcurra el tiempo de retardo preestablecido, el contacto de ruptura temporizada de KT se abre, desenergizando la bobina de KM, deteniendo el motor. Simultáneamente, el contacto de bloqueo de KM1 se abre, desenergizando tanto el relé de tiempo KT como el relé intermedio KA.
Este enfoque permite una solución flexible cuando no están disponibles tipos específicos de relés de tiempo, asegurando la operación continua y la confiabilidad en los circuitos de control del motor.
3.3 Diseño de circuito de control de arranque estrella-triángulo del motor
En la producción industrial y agrícola, para reducir el impacto del arranque del motor en el voltaje de alimentación y otros equipos, para motores de mayor capacidad que normalmente operan con las bobinas de estator trifásicas conectadas en configuración delta, se puede utilizar el arranque estrella-triángulo a tensión reducida para limitar la corriente de arranque. Durante el arranque, el motor se conecta primero en configuración estrella. Cuando la velocidad del motor alcanza un valor determinado, el relé de tiempo se activa, cambiando la conexión a delta para la operación normal.
3.3.1 Uso de relés de retardo de apagado para circuitos de control
El circuito de control puede utilizar los contactos de apertura temporizada de un relé de retardo de apagado. El diseño del circuito de control se muestra en la Figura 3(a).
Proceso de operación: Cerrar el interruptor de cuchilla principal QS, presionar el botón de inicio SB2, y el relé intermedio KA, el relé de tiempo KT y el contactor KM3 se energizan simultáneamente. El contacto auxiliar normalmente abierto de KA se cierra, logrando el bloqueo. El contacto de apertura temporizada de KT se cierra inmediatamente, energizando la bobina del contactor KM1 y desenergizando KM2, iniciando el motor en configuración estrella.
Dado que KM1 se energiza, su contacto normalmente cerrado se abre, desenergizando la bobina de KT. Después de que transcurra el tiempo de retardo preestablecido, el contacto de apertura temporizada de KT se abre, desenergizando la bobina de KM1. El contacto normalmente cerrado de KM1 luego se cierra, energizando las bobinas del contactor KM2 y el relé de tiempo KT. El contacto normalmente abierto de KM2 se cierra, logrando el bloqueo, mientras que su contacto normalmente cerrado se abre, desenergizando KM3, desconectando la conexión estrella y cambiando a configuración delta. Simultáneamente, el contacto de apertura temporizada de KT vuelve a cerrarse, reenergizando la bobina de KM1, permitiendo que el motor funcione normalmente en configuración delta. Presionar el botón de parada SB1 desenergiza la bobina de KM1, desconectando el circuito principal y deteniendo el motor.
3.3.2 Uso de relés de retardo de encendido para circuitos de control
Cuando el tipo de relé de tiempo está limitado, los contactos de apertura temporizada de un relé de retardo de encendido pueden reemplazar los contactos de apertura temporizada de un relé de retardo de apagado. El diagrama modificado del circuito de control del motor utilizando JSZ3A-B se muestra en la Figura 3(b).
Proceso de operación: Cerrar el interruptor de cuchilla principal QS, presionar el botón de inicio SB2, y el relé intermedio KA, el relé de tiempo KT, el contactor KM1 y KM3 se energizan simultáneamente, mientras que KM2 se desenergiza. El contacto auxiliar normalmente abierto de KA se cierra, logrando el bloqueo, iniciando el motor en configuración estrella. Después de que transcurra el tiempo de retardo preestablecido, el contacto de apertura temporizada de KT se abre, desenergizando la bobina de KM1.
El contacto normalmente cerrado de KM1 luego se cierra, energizando la bobina de KM2. El contacto normalmente abierto de KM2 se cierra, logrando el bloqueo, mientras que su contacto normalmente cerrado se abre, desenergizando KM3, desconectando la conexión estrella y cambiando a configuración delta. Simultáneamente, el contacto normalmente cerrado de KM3 se cierra, reenergizando la bobina de KM1, permitiendo que el motor funcione normalmente en configuración delta. Presionar el botón de parada SB1 desenergiza la bobina de KM1, desconecta el circuito principal y detiene el motor.
A lo largo de todo el proceso de conmutación en ambos circuitos de control mencionados, el contactor principal KM1 permanece desenergizado, proporcionando protección efectiva para el motor.
4. Conclusión
Este documento, utilizando el JSZ3A-B como ejemplo, presenta la aplicación de relés de retardo de encendido sin contactos instantáneos en circuitos de control de arranque con retardo, circuitos de control de parada con retardo y circuitos de arranque estrella-triángulo. Proporciona soluciones prácticas para el diseño de circuitos eléctricos cuando no están disponibles tipos específicos de relés de tiempo.
