Aula 4: Dimensionamento de Relés Térmicos

Nota O material a seguir é um slide de aula apresentado pelo William Caires Silva Amorim como material pedagógico do IFMG dentro de suas atividades curriculares ofertadas em ambiente virtual e presencial de aprendizagem Seu uso cópia e ou divulgação em parte ou no todo por quaisquer meios existentes ou que vierem a ser desenvolvidos somente poderá ser feito mediante autorização expressa deste docente e do IFMG Caso contrário estarão sujeitos às penalidades legais vigentes ACIONAMENTOS ELÉTRICOS Aula 4 Dimensionamento de Relés Térmicos Prof William Caires Silva Amorim ACIONAMENTOS ELÉTRICOS ACIONAMENTOS ELÉTRICOS ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 3 Sumário O que é um relé térmico Conexão do relé térmico Princípios de funcionamento Classificação do relé térmico Dimensionamento do relé térmico Vantagens e desvantagens Relé Térmico ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 4 ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 5 O que é um relé térmico São dispositivos que servem para proteger motores contra correntes de sobrecarga ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 6 O que é um relé térmico Normalmente são ligados entre o contator e a carga ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 7 Correntes de sobrecarga Possíveis causas de correntes de sobrecarga Sobrecarga mecânica na ponta do eixo Tempo de partida muito alto Rotor bloqueado por muito tempo Falta de fase Defeito no sistema de ventilação do motor Desvios de tensão e frequência da rede Defeitos oriundos de curtocircuito Conexões erradas do motor Relés térmicos não protegem contra correntes de curtocircuito sendo necessário ligar fusíveis em paralelo com estes elementos ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 8 Simbologia Simbologia dos contatos auxiliares do circuito de comando e de força ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 9 Outros tipos de Relés Contatores para manobra de capacitores ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 10 Outros tipos de Relés Relés de alta potência ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 11 Outros tipos de Relés Relé temporizado ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 12 Outros tipos de Relés Relé de sequência de fase proteção de sistemas trifásicos contra inversão da sequência direta das fases RST ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 13 Outros tipos de Relés Relé de subtensão e sobretensão ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 14 Outros tipos de Relés Disjuntor motor Proteção integrada para motores contra curtocircuito sobrecorrente falta de fase Além de operação como chave ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 15 Relés usual Proteção contra sobrecorrente para motores elétricos Possibilidade de ajuste da corrente de atuação no próprio relé Diversos tipos de curvas ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 16 Princípio de Funcionamento Normalmente o relé térmico é acoplado ao contator principal por onde passa a corrente de carga Ao escolher o rele térmico é importante que ele seja compatível com o contator a ser acoplado ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 17 Conexão Ligação no circuito de carga ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 18 Esquema de Ligação Proteção de motores em corrente contínua ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 19 Esquema de Ligação Proteção de motores em corrente alternada ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 20 Princípio de Funcionamento Baseiase no princípio de funcionamento de dilatação de partes bimetálicas devido à variação de temperatura Como os metais níquelferro possuem coeficiente de dilatação diferentes as lâminas se curvam sob ação do calor ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 21 Princípio de Funcionamento O relé térmico não desliga o circuito de carga diretamente É necessário conectar os contatos auxiliares no circuito de comando para desligar o motor ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 22 Tipos de Contatos NA ou NO normalmente aberto o contato permanece aberto caso a bobina esteja desenergizada NF ou NC normalmente fechado o contato permanece fechado caso a bobina esteja desenergizada ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 23 Tipos de Contatos Contato 9596 NF Circuito de comando Contato 9798 NA Alarme LED ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 24 Classificação do Relé Classes de desligamento térmico Classe de disparo 10 tempo de partida inferior a 10s Classe de disparo 20 tempo de partida de até 20s Classe de disparo 30 tempo de partida de até 30s É necessário consultar a informação de classificação do relé no datasheet do fabricante ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 25 Curva Característica Relação de tempo e corrente de desarme do relé para múltiplos da corrente de ajuste A curva de disparo do relé térmico é valida quando as três fases da corrente estão equilibradas Se ocorrer a falta de uma fase a curva de disparo não é mais válida devido ao desbalanço das correntes Muitos relés de sobrecarga são equipados com sensor relé de falta de fase que acelera a atuação das outras duas fases no caso de uma falta ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 26 Curva Característica ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 27 Elementos do Relé Os relés de sobrecarga possuem os seguintes elementos 1 Botão de rearme 2 Contatos auxiliares 3 Botão de teste 4 Lâmina bimetálica auxiliar 5 Cursor de arraste 6 Lâmina bimetálica principal 7 Ajuste de corrente ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 28 Elementos do Relé 2 7 ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 29 Elementos do Relé A atuação do relé pode ser de acordo com as seguintes funções A somente rearme automático AUTO rearme automático desligamento pelo botão de teste HAND rearme manual desligamento pelo botão de teste H somente rearme manual ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 30 Ajustes do Relé Botão de ajuste de corrente ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 31 Ajustes do Relé Botão de rearme ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 32 Ajustes do Relé Botão de teste ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 33 Codificação do Relé Relés térmicos da WEG ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 34 Condição de Operação Os relés térmicos normalmente são configurados para operação em temperatura ambiente entre 20 ºC a 60 ºC Para temperaturas acima desse valor um fator de correção deve ser aplicado ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 35 Condição de Operação Até 2000 metros de altitude os relés não sofrem nenhuma alteração em seu desempenho Conforme a altitude aumenta a resistência dielétrica muda alterando a capacidade de refrigeração e pressão Exemplo 75 C e 3000 m IR FSIn081096 0777 FSIn Altitude ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 36 Dimensionamento do Relé Os relés devem ser dimensionados de forma que contenham em sua faixa de ajuste a corrente nominal que circula pelo trecho onde está ligado Para motores com fator de serviço FS 115 𝐼𝑟 125 𝐼𝑛 Para motores com fator de serviço FS 115 𝐼𝑟 115 𝐼𝑛 Lembrar de corrigir em função da temperatura e altitude O relé não deve ser dimensionado com In igual à máxima variação da faixa de ajuste pois se FS 1 o relé não permitirá a partida do motor ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 37 Dimensionamento do Relé ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 38 Dimensionamento do Relé ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 39 Dimensionamento do Relé ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 40 Exemplo 2 Dimensionar o relé de sobrecarga para proteger o motor de 5cv 220V60Hz IV pólos supondo que o seu tempo de partida seja de 5s partida direta WEG Linha W21 ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 41 Exercícios Complementares Dimensione de forma completa o relé de sobrecarga para os seguintes motores 1 Motor monofásico IP55 de uso rural de 025cv 220V60Hz IV pólos supondo que o seu tempo de partida seja de 3s 2 Motor trifásico W21 Dahlander IP55 de 022037cv 220V60Hz IV e VIII pólos supondo que o seu tempo de partida seja de 6s 3 Motor trifásico W21 de 025cv 220V60Hz IV pólos supondo que o seu tempo de partida seja de 9s 4 Motor trifásico W21 Dahlander IP55 de 018030cv 220V60Hz II e IV pólos supondo que o seu tempo de partida seja de 4s ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 42 Partida Direta e Indireta O dimensionamento do relé térmico deve ser feito com base nos valores de corrente de sobrecarga FS do motor Partidas diretas e partidas indiretas possuem diferentes valores de corrente de partida que devem ser levados em consideração no cálculo O dimensionamento do relé para uma partida errada pode prejudicar o circuito não o deixando ligar o motor ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 43 Vantagens do Relé Térmico O relé compensa automaticamente as mudanças de temperatura ambiente porque o seu funcionamento depende da temperatura dos seus elementos térmicos Permite interface e teste com o circuito de comando Pode ser ajustado dentro de uma faixa determinada de correntes de acordo com a necessidade O relé possui tempo de resposta retardado evitando assim que o mesmo seja acionado por correntes de pico maiores que o valor nominal ACIONAMENTOS ELÉTRICOS 44 Desvantagens do Relé Térmico Não protege contra correntes de curtocircuito O seu acionamento é retardado necessitando de tempo para aquecer os contatos bimetálicos Se mal dimensionado o tempo de aquecimento das bobinas pode acabar danificando o motor Obrigado pela atenção Bons estudos Dúvidas Email williamamorimifmgbr 45 ACIONAMENTOS ELÉTRICOS