Pesquisa sobre a Aplicação do Relé de Tempo JSZ3A - B no Sistema de Controle de Motores

Os relés de tempo são dispositivos de controle industrial comumente utilizados. Com base em suas características de temporização, podem ser classificados em três tipos: relés de atraso de ligação, relés de atraso de desligamento e relés de atraso combinado de ligação e desligamento. Entre esses, os relés de atraso de ligação são os mais amplamente utilizados e facilmente disponíveis no mercado. No entanto, muitos relés de atraso de ligação têm um número limitado de contatos e fornecem apenas contatos com atraso, sem contatos instantâneos, o que causa inconveniência para projetos de circuitos de controle elétrico que requerem contatos de resposta imediata.

Além disso, durante o projeto de circuitos de equipamentos, a indisponibilidade de um tipo específico de relé frequentemente cria dificuldades para os engenheiros. Portanto, duas questões-chave precisam ser abordadas: (1) Como expandir o alcance de aplicação dos relés de atraso de ligação que carecem de contatos instantâneos? (2) Os relés de atraso de ligação podem ser usados como substitutos para relés de atraso de desligamento quando estes não estão disponíveis? Para responder a essas perguntas, este artigo apresenta um estudo sistemático baseado no relé de tempo JSZ3A-B, usando circuitos de partida com atraso, circuitos de parada com atraso e circuitos de partida em estrela-triângulo como exemplos, fornecendo referências práticas.

1. Princípio de Funcionamento e Tipos de Relés de Tempo

O funcionamento dos relés de tempo baseia-se principalmente nos princípios de atração e liberação eletromagnética. Um relé típico consiste em um eletroímã com uma bobina e um núcleo de ferro móvel. Quando a bobina é energizada, o campo magnético gerado atrai o núcleo móvel, fechando ou abrindo um circuito. O atraso necessário é ajustado por meio de um botão ou discador no relé.

2. Parâmetros do Relé de Atraso de Ligação JSZ3A-B

O relé de tempo JSZ3A-B possui tamanho compacto, peso leve, alta integridade estrutural, amplo intervalo de temporização, alta precisão de temporização, excelente confiabilidade e longa vida útil, tornando-o adequado para sistemas de controle automático em máquinas-ferramenta e equipamentos integrados. Oferece várias opções de tensão de controle nominal, selecionáveis de AC 12–380 V ou DC 12–220 V. O intervalo de temporização inclui 1 s, 10 s, 60 s e 6 min, alternável por meio de um seletor na frente do painel. O relé fornece quatro conjuntos de contatos com atraso: dois contatos normalmente abertos com fechamento com atraso e dois contatos normalmente fechados com abertura com atraso. A precisão de temporização é ≤0,5%, e a faixa de temperatura de operação é de -5°C a +40°C.

Como um relé de atraso de ligação, o JSZ3A-B tem oito terminais. Os terminais 2 e 7 conectam-se à fonte de alimentação; os contatos 1–3 e 8–6 são de fechamento com atraso (NA); os contatos 1–4 e 8–5 são de abertura com atraso (NF). Os usuários podem selecionar contatos apropriados para o projeto de circuitos conforme suas necessidades.

3. Aplicações do Relé de Atraso de Ligação JSZ3A-B

Os relés de tempo são amplamente utilizados em circuitos de controle elétrico que requerem operações motorizadas com atraso, incluindo circuitos de partida com atraso, circuitos de parada com atraso e circuitos de partida em estrela-triângulo.

3.1 Projeto de Circuito de Controle de Partida com Atraso do Motor

O circuito de controle de partida com atraso do motor é baseado em um circuito de trava (latching). Ele realiza o controle motorizado com atraso conectando o contato normalmente aberto com atraso do relé de tempo JSZ3A-B em série com a bobina do contato. O circuito de controle está mostrado na Figura 1(a). Como mostrado na Figura 1(a), o circuito de controle inclui a bobina do relé de tempo, um contato auxiliar normalmente aberto com atraso e um contato instantâneo (imediato). No entanto, o relé de atraso de ligação JSZ3A-B fornece apenas contatos com atraso e não possui contatos instantâneos. Ao projetar circuitos práticos, se surgir um problema semelhante, os seguintes dois métodos podem ser usados para resolvê-lo.

3.1.1 Método Um

O primeiro método é o mais simples e mais comumente usado: usar o contato auxiliar normalmente aberto de um relé intermediário ou contato para fornecer o caminho de trava do motor. Este método é fácil de entender e implementar para iniciantes. O diagrama específico do circuito de controle do motor está mostrado na Figura 1(b). Além disso, a substituição do relé auxiliar intermediário KA no circuito de controle por outro contato KM também pode atender aos requisitos de controle.

3.1.2 Método Dois

O segundo método usa o contato normalmente aberto com atraso de outro relé de atraso de ligação JSZ3A-B para fornecer o caminho de trava. Isso é alcançado simplesmente configurando seu atraso para zero. O diagrama correspondente do circuito de controle do motor está mostrado na Figura 1(c).

Além dos circuitos de controle de partida com atraso, os circuitos de controle de parada com atraso do motor também são representativos.

3.2 Projeto de Circuito de Controle de Parada com Atraso do Motor

Os relés de atraso de desligamento funcionam de tal forma que seus contatos agem imediatamente ao energizar a bobina, sem qualquer atraso, mas reiniciam com atraso quando a bobina é desenergizada. Essa característica alinha perfeitamente com os requisitos de controle de parada com atraso do motor. Portanto, o uso de relés de atraso de desligamento torna relativamente simples o projeto de um circuito de controle de parada com atraso do motor. O diagrama do circuito de controle está mostrado na Figura 2(a).

3.2.1 Relé de Atraso de Desligamento Sem Contatos Instantâneos

O projeto de circuito ilustrado na Figura 2(a) é bastante fácil de entender. No entanto, em aplicações práticas, se um relé de atraso de desligamento não incluir contatos instantâneos, relés auxiliares intermediários ou contatos auxiliares normalmente abertos de contatos podem ser usados como substitutos para os contatos instantâneos do relé de tempo. O diagrama modificado do circuito de controle do motor está mostrado na Figura 2(b).

Processo de operação: Feche o interruptor de faca do circuito principal QS, pressione o botão de partida SB2, e o relé intermediário KA e o relé de tempo KT serão energizados. O contato auxiliar normalmente aberto de KA fecha, alcançando a trava. O contato de desligamento com atraso de KT fecha imediatamente, energizando o contato KM, permitindo que o motor funcione normalmente. Ao pressionar o botão de parada SB1, tanto KA quanto KT são desenergizados. Após o tempo de atraso pré-definido, o contato de desligamento com atraso de KT abre, desenergizando a bobina de KM, fazendo com que o motor pare.

3.2.2 Usando Relés de Atraso de Ligação em Substituição a Relés de Atraso de Desligamento

Se um relé de atraso de desligamento não estiver disponível, um relé de atraso de ligação pode ser usado como substituto? Tomando o relé de atraso de ligação JSZ3A-B como exemplo, o diagrama de controle do circuito pode ser modificado de acordo. O diagrama modificado do circuito de controle do motor está mostrado na Figura 2(c).

Processo de operação: Feche o interruptor de faca do circuito principal QS, pressione o botão de partida SB2, e o contato KM será energizado. O contato auxiliar normalmente aberto de KM fecha, alcançando a trava, permitindo que o motor funcione normalmente. Pressionando o botão de partida SB3, o relé intermediário KA e o relé de tempo KT são energizados. O contato auxiliar normalmente aberto de KA fecha, alcançando a trava. Após o tempo de atraso pré-definido, o contato de interrupção com atraso de KT abre, desenergizando a bobina de KM, parando o motor. Simultaneamente, o contato de trava de KM1 abre, desenergizando tanto o relé de tempo KT quanto o relé intermediário KA.

Essa abordagem permite uma solução flexível quando tipos específicos de relés de tempo não estão disponíveis, garantindo operação contínua e confiabilidade em circuitos de controle de motores.

3.3 Projeto de Circuito de Controle de Partida em Estrela-Triângulo do Motor

Na produção industrial e agrícola, para reduzir o impacto da partida do motor na tensão de energia e em outros equipamentos, para motores de maior capacidade que operam normalmente com enrolamentos de estator trifásico conectados em configuração delta, pode-se usar a partida em estrela-triângulo com tensão reduzida para limitar a corrente de partida. Durante a partida, o motor é inicialmente conectado em configuração de estrela. Quando a velocidade do motor atinge um determinado valor, o relé de tempo ativa, mudando a conexão para delta para operação normal.

3.3.1 Usando Relés de Atraso de Desligamento para Circuitos de Controle

O circuito de controle pode utilizar os contatos de desligamento com atraso de um relé de atraso de desligamento. O projeto do circuito de controle está mostrado na Figura 3(a).

Processo de operação: Feche o interruptor de faca do circuito principal QS, pressione o botão de partida SB2, e o relé intermediário KA, o relé de tempo KT e o contato KM3 serão simultaneamente energizados. O contato auxiliar normalmente aberto de KA fecha, alcançando a trava. O contato de desligamento com atraso de KT fecha imediatamente, energizando a bobina do contato KM1 e desenergizando KM2, iniciando o motor em configuração de estrela.

Como KM1 está energizado, seu contato normalmente fechado abre, desenergizando a bobina de KT. Após o tempo de atraso pré-definido, o contato de desligamento com atraso de KT abre, desenergizando a bobina de KM1. O contato normalmente fechado de KM1 então fecha, energizando as bobinas do contato KM2 e do relé de tempo KT. O contato normalmente aberto de KM2 fecha, alcançando a trava, enquanto seu contato normalmente fechado abre, desenergizando KM3, desconectando a conexão de estrela e mudando para configuração delta. Simultaneamente, o contato de desligamento com atraso de KT recerra, reenergizando a bobina de KM1, permitindo que o motor funcione normalmente em configuração delta. Pressionando o botão de parada SB1, a bobina de KM1 é desenergizada, desconectando o circuito principal e parando o motor.

3.3.2 Usando Relés de Atraso de Ligação para Circuitos de Controle

Quando o tipo de relé de tempo é limitado, os contatos de desligamento com atraso de um relé de atraso de ligação podem substituir os contatos de desligamento com atraso de um relé de atraso de desligamento. O diagrama modificado do circuito de controle do motor usando JSZ3A-B está mostrado na Figura 3(b).

Processo de operação: Feche o interruptor de faca do circuito principal QS, pressione o botão de partida SB2, e o relé intermediário KA, o relé de tempo KT, o contato KM1 e KM3 serão simultaneamente energizados, enquanto KM2 será desenergizado. O contato auxiliar normalmente aberto de KA fecha, alcançando a trava, iniciando o motor em configuração de estrela. Após o tempo de atraso pré-definido, o contato de desligamento com atraso de KT abre, desenergizando a bobina de KM1.

O contato normalmente fechado de KM1 então fecha, energizando a bobina de KM2. O contato normalmente aberto de KM2 fecha, alcançando a trava, enquanto seu contato normalmente fechado abre, desenergizando KM3, desconectando a conexão de estrela e mudando para configuração delta. Simultaneamente, o contato normalmente fechado de KM3 fecha, reenergizando a bobina de KM1, permitindo que o motor funcione normalmente em configuração delta. Pressionando o botão de parada SB1, a bobina de KM1 é desenergizada, desconectando o circuito principal e parando o motor.

Ao longo de todo o processo de comutação nos dois circuitos de controle mencionados acima, o contato principal KM1 permanece desenergizado, fornecendo proteção eficaz de segurança para o motor.

4. Conclusão

Este artigo, usando o JSZ3A-B como exemplo, apresenta a aplicação de relés de atraso de ligação sem contatos instantâneos em circuitos de controle de partida com atraso, circuitos de parada com atraso e circuitos de partida em estrela-triângulo. Fornece soluções práticas para o projeto de circuitos elétricos quando tipos específicos de relés de tempo não estão disponíveis.