Os danos ao motor são causados principalmente pelo superaquecimento da resistência do enrolamento ou pela diminuição do desempenho do isolamento, sendo que o superaquecimento do enrolamento geralmente é causado pela corrente excessiva que o atravessa. Existem dois tipos principais de dispositivos de proteção para motores elétricos: detecção de corrente e detecção de temperatura.
Dispositivos de proteção de motores elétricos do tipo detecção de corrente
O relé térmico utiliza a corrente de carga negativa que flui através de um resistor calibrado para aquecer o elemento térmico bimetálico, fazendo com que ele se dobre e acione os contatos do relé antes que o enrolamento do motor se queime. Suas características de atuação são próximas às características de sobrecarga admissíveis do enrolamento do motor. Embora a precisão do tempo de atuação do relé térmico geralmente não seja muito alta, ele pode proteger o motor contra sobrecargas de forma eficaz. Com o aprimoramento contínuo e a otimização do projeto, além da compensação de temperatura, ele também possui outras funções, como proteção contra falta de fase e proteção contra desequilíbrio de carga.
O disjuntor com disparo termomagnético é utilizado para proteção contra sobrecarga. Sua estrutura e princípio de funcionamento são semelhantes aos do relé térmico. Após a flexão do elemento térmico bimetálico, parte dele atinge diretamente o dispositivo de disparo, enquanto outra parte faz com que os contatos se conectem, o que eventualmente causa o disparo do disjuntor. O valor de ajuste da bobina eletromagnética é alto e ela só atua durante um curto-circuito. Sua estrutura é simples, compacta, de baixo custo, as características de atuação atendem aos padrões atuais e a proteção é confiável, por isso ainda é amplamente utilizado, especialmente em disjuntores de baixa capacidade.
O relé eletrônico de sobrecorrente detecta o sinal de corrente de falha através dos transformadores de corrente em cada fase interna e executa a ação correspondente após o processamento do circuito eletrônico. O circuito eletrônico é flexível e as funções de ação são diversas, o que permite a proteção de vários tipos de motores.
• O relé de estado sólido é um dispositivo microprocessado desenvolvido a partir de um componente eletrônico simples que executa a função de relé. Seu custo e preço variam de acordo com as funções, e os relés mais complexos só podem ser usados em motores maiores e mais caros, ou em aplicações importantes.
• Os dispositivos de proteção de motores elétricos com disparo eletrônico são projetados com o mesmo princípio de funcionamento do relé eletrônico de sobrecorrente ou do relé de estado sólido.
O circuito principal do soft starter utiliza tiristores, e o dispositivo de proteção que controla sua interrupção ou conexão geralmente é implementado em um módulo de detecção de falhas para realizar a detecção de falhas anormais antes e depois da partida do motor, como perda de fase, superaquecimento, curto-circuito, fuga de corrente e desequilíbrio de carga. Ele emite as instruções de ação correspondentes. Suas características incluem estrutura de sistema simples, possibilidade de implementação em um microcontrolador de chip único e sua adequação para controle industrial.
Dispositivos de proteção de motor elétrico do tipo detecção de temperatura
• O relé térmico bimetálico é embutido diretamente nos enrolamentos do motor. Quando o motor está sobrecarregado e a temperatura do enrolamento se aproxima do valor limite, a lâmina bimetálica com um dos contatos aquece e se deforma, fazendo com que os contatos se abram e interrompam o circuito.
O protetor térmico é um relé de proteção contra sobrecarga termodinâmica utilizado no corpo do motor. Ao contrário dos relés de temperatura convencionais, a lâmina bimetálica em formato de tigela com dois contatos atua como uma ponte no circuito do motor. A corrente de sobrecarga que a atravessa provoca seu aquecimento, e a temperatura do motor também contribui para o aumento da temperatura do protetor. Quando atinge um determinado valor, a lâmina bimetálica retorna instantaneamente à sua posição original, desconectando os contatos e interrompendo a corrente do motor. Pode ser utilizado para proteção contra sobretemperatura, sobrecarga e falta de fase em pequenos motores trifásicos.
• A temperatura dos enrolamentos do estator do motor é monitorada enterrando-se de 1 a 2 bobinas de detecção em cada enrolamento de fase, e monitorada por um termômetro de equilíbrio automático.
• O relé de temperatura com termistor é embutido diretamente nos enrolamentos do motor e, quando a temperatura especificada é excedida, seu valor de resistência aumenta drasticamente de 10 a 1000 vezes. Quando em uso, ele é equipado com um circuito eletrônico de detecção, que então aciona o relé.
Data da publicação: 28/04/2025