Relé Térmico

Relé Térmico

El relé térmico,es un dispositivo electromecánico protector, que se utiliza especialmente en motores eléctricos. Es un aparato pequeño, pero contribuye a asegurar la vida de los motores industriales. Parte de su nombre, “térmico”, identifica la manera en que funciona. Estos dispositivos calientan los conductores a través de los cuales circula la corriente eléctrica. La función principal del relé térmico es proteger al motor de sobrecargas y recalentamientos.

Existen varios aparatos, diseñados para realizar una función similar y alargar la vida útil de los motores. El relé térmico, posee ciertas características que lo convierten en el dispositivo idóneo para realizar esta función.

Características del Relé Térmico

 

  • La característica principal es que está compuesto por una lámina bimetálica, formada por la unión de dos láminas de aleación de varios metales con diferentes coeficientes de dilatación.
  • Los relé térmicos pueden ser utilizados en corriente alterna o continúa.
  • Compensan la Temperatura.
  • Después del disparo del relé, permite el reinicio de la máquina de forma rápida y con menor riesgo.
  • Tienen función de parada y testeo.
  • Evitan y reducen el tiempo de las paradas de la producción.
  • Protege a los motores, pues impide que éstos funciones con sobrecarga débil y prolongada o recalentamiento.
  • Permiten el rearranque manual, en máquinas que por razones de seguridad o técnica, requieren de la presencia de un operador calificado, o son de difícil acceso.
  • Permiten el arranque automático, cuando se trata de son máquinas simples. Esto ocurre cuando se enfrían las biláminas, en un tiempo determinado.

Cómo funciona el Relé Térmico

 

El relé térmico está compuesto por dos láminas de una aleación de diferentes metales, hierro y niquel, y de latón. Estas láminas están unidas por soldadura o remache y son de diferentes coeficientes de dilatación, que reaccionan al calor. Esta es la base fundamental del funcionamiento del relé térmico. Al encender el motor  se energiza la bobina magnética y el motor comienza a funcionar. Al recibir la corriente, tanto la resistencia de calentamiento como la lámina bimetálica del motor se calientan. Ante un paso normal de corriente la dilatación de la lámina es mínima y permite el normal funcionamiento del motor.

Cuando ocurre una sobrecarga, o hay fallos o diferencias de carga en algunas de las fases, se activa la protección del relé. El calor generado por la resistencia es mayor, por lo tanto el calor que recibe la lámina bimetálica también. La lámina se curvara hacia arriba desplazando una placa de fibra. Este desplazamiento liberará la palanca que abre los contactos de la bobina magnética, desconectando el circuito y parando el motor. Evitando que el bobinado del motor se queme. Lo que facilita la curvatura de la lámina, es la diferencia en la dilatación de los metales que la conforman. La curvatura se producirá hacia la lámina del metal con menor dilatación térmica.

El relé térmico cuenta con una ruleta de intensidad, con la cual se puede regular, tomando en cuenta la Intensidad Nominal del Motor. Esta intensidad nominal se puede comprobar en la laminillas de las características del motor. Se debe tener precaución, en cuanto al tiempo que pudiera soportar el motor, un aumento en la intensidad. Esto permite que en ocasiones, aunque exista un aumento no muy prolongado en la intensidad de la corriente, el motor pueda seguir funcionando sin riesgo.

Los relé térmicos, protegen tanto al motor, como a la línea eléctrica que lo alimenta, ante sobrecargas de corriente.Al enfriarse las láminas, el motor puede encenderse nuevamente, con el botón de encendido que cierra los contactos, o de forma automática si así esté configurado.

Es importante resaltar que, si el motor se calienta, por razones diferentes a una sobrecarga, el relé no se disparará. Este puede ser el caso de cuando se daña el ventilador, lo que puede ocasionar que se queme el embobinado. El relé térmico no se dispara, porque no hay variación en la corriente.

Un caso práctico de utilización de rele térmico fue en el circuito de golf  del club de golf. Necesitaban utilizar motores para la iluminación de varias hectareas de campo para la realización de un campeonato. Utilizaron un relé térmico para la protección de la línea eléctrica.

Tipos de Relé Térmico

Existen tres diferentes tipos de relé térmico, con ciertas características que lo diferencian a uno de los otros, y los describimos a continuación:

  • Relé Tripolares: Este tipo de relé, es utilizado para cualquiera de las tres fases (monofásico, bifásico y trifásico).
  • Relé compensado: Estos dispositivos no son afectados por los cambios de la temperatura ambiental. (entre -40 oC y +60 oC). Existe una lámina de compensación montada en oposición a las biláminas principales que corrige la curvatura producida por la temperatura externa, cuando no hay corriente. Por lo tanto, la curvatura que produce el cambio de la corriente eléctrica, es la única que puede mover la placa que libera los contactos y ocasiona que el relé se dispare.
  • Relé Diferencial: Detectan las variaciones en alguna de las fases, tanto cortes como desequilibrios. Este tipo de relé, junto a las biláminas, tiene dos regletas que se mueven en conjunto con ellas. Cuando no hay corriente en una fase, esa bilámina no se deforma y se bloquea el movimiento de una de las regletas, lo que ocasionan que el relé se dispare. Es esencial en los cuadros automatizados industriales.
  • Principales beneficios del uso de relé térmico.
  • Ofrecen protección fiable para motores industriales.
  • Facilidad para crear arrancadores.
  • Es el sistema más simple de protección térmica por control indirecto.
  • Permite en algunos casos el rearme eléctrico remoto.

Clases de disparo del relé térmico

Durante la fase de arranque el relé debe permitir que pase la sobrecarga que provoca la subida de corriente. Esto de manera temporal sin que se dispare, permitiendo el encendido del motor. Sin embargo, si la duración del arranque es superior al tiempo normal de funcionamiento, el relé debe dispararse. La norma IEC 947-4-1-1, con respecto a la duración del arranque normal del motor, define tres diferentes tipos de disparo para los relé térmicos. Estos son clasificados de acuerdo a los segundos que dura el arranque, a un 600 % de su corriente nominal. Los hay de clase 10, clase 20 y clase 30, representando que el tiempo máximo de duración del arranque es de 10, 20 y 30 segundos respectivamente.

El relé térmico es un dispositivo de gran relevancia para proteger el motor de maquinarias. Como el todo, sus partes también son importantes.

Cuáles son los usos del Relé Térmico 

rele termico

Estos aparatos son muy usados para salvaguardar los motores contra las cargas prolongadas, pudiéndose manejar con corrientes continua o alterna.
Ellos aseguran la optimización u durabilidad de los motores, obstaculiza el recalentamiento anormal. Igualmente, certifican la continua explotación de las instalaciones y maquinarias, con el fin de evitar paradas imprevistas.
Además, tras un disparo, vuelven a arrancar con mayor agilidad, con mejores escenarios y seguridad, para las personas y los equipos.

Partes del Relé Térmico 

Los relés están integrados por dos láminas con distinto coeficiente de dilatación, provocando que se curven cuando se calienta, al ser atravesado por una corriente eléctrica.Es esa curvatura la que detona un mecanismo de disparo, haciendo que se corte la alimentación eléctrica que transita de la bobina al contactor.

parte interior rele termico
Parte interior de relé térmico

El relé térmico está compuesto por conductores eléctricos. Siendo estos últimos, elementos que aligeran la transferencia de energía eléctrica entre los receptores y el generador.
Ofreciendo una mínima resistencia de transporte de las cargas eléctricas, por tal razón se usan elementos como el aluminio, el cobre y la plata.

Por su parte, el conductor eléctrico del relé, está integrado por un alma de cobre, que contiene un hilo o quizás, varios que están trenzados.
También posee aislamiento, para impedir que exista un contacto directo entre los conductores y las personas o entre distintos conductores.

Dipsositivos para aislar el relé 

Los dispositivos más usados para aislar el relé, son las siliconas, propileno, etileno y el neopreno, entre otros.
Una cubierta protectora, es parte del conductor, por ende del relé térmico . Ellas son las encargadas de proveer protección de los agentes externos a todos los conductores y a su aislamiento.

A la cubierta se le coloca una pantalla que la bloquea contra las secuelas electromagnéticas.El conductor posee un hilo que puede ser de aluminio o de cobre. Varios hilos trenzados entre sí forman los cordones. De la misma manera los cables están integrados por diversos hilos sitiados entre sí.

Con respecto al aislamiento, los hay desnudos, pues no tienen ninguna cobertura que los proteja de los contactos externos. Los aislados que están guardados del contacto entre ellos y de los contactos externos.

Los relé térmicos contienen tres biláminas compuestas por metal, la corriente que impregna el motor calienta los bobinados. Es allí cuando las biláminas se desfiguran en mayor o menor proporción, según la fuerza de la corriente recibida.

La desfiguración de las láminas dobles genera el movimiento giratorio de una leva al elemento de disparo.
Cuando las biláminas reciben una cantidad de corriente mayor al valor del reglaje del relé, se deforman bastante. Entonces, la pieza unida a las partes móvil de los contactos se suelta del tope donde está sujeta.

Se podrá volver a armar el relé cuando las láminas dobles se enfríen.
Habitualmente los relés térmicos poseen una sola bobina. una bobina abierta es una de las causas en los fallos de los relés.

 

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El 1 de noviembre día de los santos, también puede ser necesaria la utilización de un rele térmico para la protección de los motores de nuestro electrodomésticos.