Protección contra sobrecarga o térmica (ANSI 49)
Introducción
La protección contra sobrecarga o térmica protege todos los tipos de aplicaciones de motor contra corrientes de sobrecarga.
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La protección de largo retardo se ajusta a través de dos reguladores conforme a las características de arranque de la aplicación. El ajuste de disparo Ir para la protección de largo retardo de la unidad de control se expresa en amperios:
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Principio de funcionamiento
La protección contra sobrecarga o térmica es I2t IDMT (Inverse Definite Minimum Time, tiempo mínimo definido inverso):
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Integra la función de imagen térmica de motor.
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Se puede configurar como umbral de disparo Ir y como la clase de disparo (Class).
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Elemento |
Parámetro |
Descripción |
|---|---|---|
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A |
Ir |
Disparo de protección contra sobrecarga o térmica |
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B |
Clase |
Clase de disparo de protección contra sobrecarga o térmica (conforme a la norma IEC/EN 60947-4-1) |
Valor de ajuste de disparo Ir
El disparo de protección contra sobrecarga o térmica (Ir) se ajusta mediante un conmutador de varias posiciones.
El valor de ajuste de disparo Ir predeterminado es 0,4 × In (valor mínimo del conmutador).
El rango de disparo de protección contra sobrecarga o térmica es de 1,05 a 1,20 × Ir conforme a la norma IEC/EN 60947-4-1.
En la siguiente tabla se muestran los valores predefinidos del conmutador de ajuste Ir en amperios para cada valor nominal de corriente In:
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Valor nominal de la unidad de control In (A) |
150 A |
220 A |
320 A |
500 A |
|---|---|---|---|---|
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Disparo Ir (A) |
70 |
100 |
160 |
250 |
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80 |
120 |
180 |
280 |
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90 |
140 |
200 |
320 |
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100 |
155 |
220 |
350 |
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110 |
170 |
240 |
380 |
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120 |
185 |
260 |
400 |
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130 |
200 |
280 |
440 |
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140 |
210 |
300 |
470 |
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150 |
220 |
320 |
500 |
Valor de ajuste de clase de disparo
La clase de disparo (Class) se ajusta utilizando un conmutador de ajuste:
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Clase 5
-
Clase 10 (valor predeterminado)
-
Clase 20
La clase de disparo corresponde al valor del tiempo de disparo para una corriente de 7,2 × Ir según la norma IEC/EN 60947-4-1.
En la tabla siguiente se muestra el valor del tiempo de disparo en función de la corriente presente en la carga para las tres clases:
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Corriente presente en la carga |
Tiempo de disparo (en segundos) |
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|---|---|---|---|
|
Class 5 |
Class 10 |
Class 20 |
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|
1,5 × Ir |
96-120 |
192-240 |
320-400 |
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6 × Ir |
5,2-6,5 |
10,8-13,5 |
20,8-26 |
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7,2 × Ir |
4-5 |
8-10 |
16-20 |
El rango de precisión es de −20% a + 0%
Imagen térmica de motor
El modelo representativo del calentamiento y del enfriamiento en una carga de motor se basa en el algoritmo para calcular la demanda térmica teniendo en cuenta las pérdidas de hierro y cobre.
La siguiente figura representa las curvas límite de los componentes de hierro y cobre calculadas para la clase 20:
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A Curva de temperatura límite para el cobre B Curva de temperatura límite para el hierro C Curva (envolvente baja) de disparo |
Memoria térmica
La unidad de control utiliza una función para proteger el motor contra sobrecalentamientos en caso de fallos repetitivos de baja amplitud.
La protección electrónica sin función de memoria térmica no protege contra fallos repetitivos porque la duración de cada sobrecarga por encima del ajuste de disparo es demasiado breve para provocar el disparo. Sin embargo, cada sobrecarga provoca un aumento de temperatura en la instalación. El efecto acumulativo de sobrecargas sucesivas puede sobrecalentar el sistema. La función de memoria térmica recuerda e integra el calentamiento provocado por cada rebasamiento de ajuste de disparo. La función de memoria térmica recuerda los valores de calentamiento durante 20 minutos antes o después del disparo.
Ejemplo: Comparación del cálculo del aumento de calor sin imagen térmica (esquema A) y con imagen térmica (esquema B):
Con la imagen térmica, la unidad de control añade el efecto térmico de los intervalos de corriente sucesivos. El disparo se produce en función del estado térmico real del motor.
Ventilador de enfriamiento
La imagen térmica del motor se calcula considerando que el motor es autoventilado (ventilador montado en su eje).