Disparador térmico para la protección de motores - ElectroInstalador ...

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rotección de motores
La Norma que rige a la protección
de motores trifásicos es la IEC
60 947-4. Ella específica qué condiciones
debe cumplir un aparato
(fabricado según su propia Norma)
para poder ser llamado protector de
motores.
Básicamente, la mencionada Norma
establece que todo aparato para la
protección de motores:
1. debe proteger a las tres fases de
alimentación;
2. el punto de disparo debe ser ajustable;
3. debe ser insensible a las variaciones
de la temperatura ambiente;
4. debe ser sensible a la falta de una
fase;
Disparador térmico para
la protección de motores
Como ya sabemos, es posible fabricar dispositivos para la protección
contra sobrecargas mediante cintas bimetálicas calefaccionadas por
la corriente de carga de un circuito. En ocasiones anteriores hemos
descripto como funciona el disparador térmico de sobrecargas de un
interruptor automático. El disparador de sobrecargas actúa sobre
el cerrojo del interruptor y causa su apertura, en cambio, un relé
de sobrecargas actúa sobre un contacto que a su vez desactiva
a algún otro aparato; en general a un contactor.
P
Imagen 1. Esquema de un relé de sobrecargas trifásico.
5. el disparo del dispositivo debe responder al calentamiento típico de un
motor y permitir las sobrecargas establecidas por la correspondiente Norma
de motores.
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Un relé de protección tripolar está compuesto por tres sistemas de bimetal más resistencias, agrupados para actuar
sobre una corredera, que a su vez acciona al disparador de un contacto.
Es decir, que no hay un contacto por sistema de bimetal, sino que hay uno sólo actuado por un conjunto de corredera
más disparador único.
Entre la corredera y el disparador hay una distancia “d” de ajuste que permite calibrar a los relés para que todos actúen
de la misma manera. Esta distancia representa la corriente mínima que es necesaria para que el sistema pueda
actuar sobre el contacto disparando al relé.
De la misma manera funcionan los disparadores de sobrecarga térmicos de los interruptores compactos y de los guardamotores,
solo que la corredera actúa sobre el cerrojo del interruptor.
Figura 2. Calibración del disparador de un relé térmico.
Ajuste de un relé de sobrecargas
El ajuste del disparador de un relé de sobrecargas térmico se logra acercando o alejando al disparador del contacto de la
corredera mediante una rueda excéntrica. Al alejar al disparador de la corredera será necesaria más corriente para llevar a
las cintas bimetálicas al punto de disparo. De esta manera podemos ajustar a nuestro relé al valor deseado.
Figura 3. Ajuste del disparador de un relé térmico.
Disparador térmico para la protección de motores
Compensación de la temperatura ambiente
Las cintas bimetálicas son tan sensibles que pueden deformarse con la variación de la temperatura del ambiente donde está
instalado el relé.
Hay dos cuestiones a tener en cuenta; un relé fabricado y calibrado en pleno mes de febrero (verano) debe funcionar exactamente
igual que uno fabricado en julio (pleno invierno) independientemente de la temperatura del ambiente donde se realiza
la tarea. Y del mismo modo, dos relés que salen el mismo día de la fábrica, si uno es instalado en Tierra del Fuego y el
otro en Salta, también deben funcionar exactamente igual. Esto es una condición necesaria para mantener la seguridad del
motor.
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Figura 4. Compensación de la temperatura ambiente.
Como dijimos anteriormente, cuando en la fábrica se calibra al relé de sobrecargas se ajusta la distancia “d” para que todos los relés funcionen
de la misma manera. Llamemos a la temperatura del ambiente del taller t 0 . Al ser diferente la temperatura del ambiente de trabajo
del relé, supongamos t 1 , las cintas bimetálicas se deformarán. Según el ejemplo de la figura 4 t 1 es mayor t 0 , por eso la corredera se
desplazó hacia arriba reduciendo la distancia de calibración “d´ < d”. Para evitar esto al disparador se lo fabrica también con un bimetal
de tal manera que sufra la misma deformación que las cintas principales para mantener así constante a la distancia de calibración “d”.
Los relés de sobreintensidad suelen estar compensados para funcionar
correctamente entre -10 y 55°C (algunos fabricante ofrecen
sus productos para entre -20 y 60°C). Para valores más elevados
se debe aplicar un factor de corrección para el ajuste del relé.
Los pequeños interruptores automáticos (PIA) no tienen compensación
de temperatura ambiente y los interruptores compactos la
tienen entre 0 y 50°C.
Sensibilidad ante la falta de fase
Cuando falta una fase, por la misma no circula corriente, por lo
tanto, la cinta correspondiente no se calienta y no se deforma
como las vecinas y estas dos deben hacer el trabajo de tres. El
relé se vuelve más lento.
Esto se soluciona instalando una segunda corredera que, en lugar de
ser empujada por las cintas bimetálicas, sea empujada por un resorte
de tal manera que cense la posición de las tres cintas bimetálicas.
Ambas correderas se ajustan de tal manera que guardan una
posición relativa entre ambas y hacen que una palanca de disparo
mantenga una distancia fija al disparador.
Cuando el motor funciona correctamente y sus tres fases están cargadas
simétricamente el funcionamiento del relé es el normal con carga tripolar.
En cambio, cuando falta una fase y deja de circular corriente por
ella, la cinta de esa fase se enfría y retraza su posición relativa
frente a la principal, ya que el resorte no tiene la fuerza suficiente
como para vencer a la cinta que se enfrió.
De esta manera, la palanca de disparo se acerca al disparador acelerando
al disparo del relé.
Disparador térmico para la protección de motores
La sensibilidad ante la falta de fase es una particularidad distintiva de los relés de sobrecargas
y guardamotores, ya que ningún interruptor para la protección de redes (compactos o termomagnéticas-PIA)
tienen este dispositivo, porque en las redes es importante mantener el servicio
de las dos fases restantes aunque falte una. En un motor es una falla grave ya que conduce
al deterioro del mismo; en una red es una falla de servicio pero no tan grave porque se traslada
el problema a la protección del motor.
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Figura 5. Relé con sensibilidad a la falta de fase – Carga tripolar.
Figura 6. Relé con sensibilidad a la falta de fase – Carga bipolar.
l
Alejandro Francke
Especialista en productos eléctricos de
baja tensión, para la distribución de
energía; control, maniobra y protección
de motores y sus aplicaciones.