Los motores eléctricos sirven como la fuente de energía fundamental para equipos industriales, electrodomésticos y sistemas de transporte. Su funcionamiento seguro y estable es crucial, pero ¿es consciente de los riesgos que enfrentan los motores durante las condiciones de sobrecarga? ¿Cómo se pueden prevenir eficazmente estas amenazas potenciales para garantizar la fiabilidad a largo plazo de los equipos? Este artículo explora la tecnología crítica de los relés de sobrecarga para la protección de motores.

Los motores eléctricos convierten la energía eléctrica en energía mecánica, alimentando equipos que van desde sopladores y ventiladores hasta compresores, grúas, extrusoras y trituradoras. Entre estos, los motores de inducción de CA dominan las aplicaciones industriales y comerciales debido a su construcción robusta y excelentes características de funcionamiento. Los motores de inducción se clasifican principalmente como monofásicos o trifásicos, cada uno adecuado para diferentes aplicaciones.

Cuando un motor consume una corriente que excede su capacidad nominal, se produce una sobrecarga. Esta condición genera un calor excesivo que puede dañar los devanados y potencialmente causar daños irreversibles tanto al motor como a los componentes del circuito asociados. Por lo tanto, es esencial una protección eficaz contra sobrecargas para los motores y sus circuitos derivados. Los relés de sobrecarga cumplen esta función crítica al monitorear la corriente del circuito e interrumpir rápidamente la energía cuando se exceden los límites preestablecidos.

Los relés de sobrecarga suelen combinarse con contactores para formar arrancadores de motor, realizando funciones de control y protección. Su función principal implica el monitoreo continuo de la corriente del motor. Cuando la corriente excede los umbrales seguros durante una duración predeterminada, el relé se dispara para abrir el circuito de control del motor, desenergizando el contactor y desconectando la energía para evitar daños relacionados con el calor.

Después de dispararse, los relés de sobrecarga pueden restablecerse manualmente, aunque algunos modelos cuentan con capacidades de restablecimiento automático después de un período de enfriamiento. Los motores solo deben reiniciarse después de abordar la causa raíz de la sobrecarga.

• Elemento de detección de corriente: Detecta la magnitud de la corriente del circuito utilizando tiras bimetálicas, bobinas magnéticas o sensores electrónicos
• Elemento térmico: Responde al calor generado por los elementos calefactores a través de tiras bimetálicas, aleaciones fusibles o sensores electrónicos
• Mecanismo de disparo: Se activa cuando la corriente excede los niveles seguros para interrumpir la energía
• Mecanismo de reinicio: Permite la restauración del circuito después de la solución de problemas, ya sea manual o automáticamente
• Contactos auxiliares: Indican el estado del relé a otros componentes del sistema, como alarmas o indicadores
• Controles de ajuste: Permiten la personalización de los puntos de disparo para aplicaciones específicas y clasificaciones de motores

• Evitan daños en los equipos por exceso de corriente y calor
• Mejoran la seguridad al reducir los riesgos de incendio durante las sobrecargas
• Reducen los costos al evitar costosas reparaciones y reemplazos
• Proporcionan una respuesta automática sin monitoreo continuo
• Ofrecen configuraciones ajustables para diversas aplicaciones
• Mantienen un funcionamiento fiable en diferentes temperaturas y cargas

Conectados en serie con los motores, los relés de sobrecarga monitorean la corriente de funcionamiento. Cuando la corriente supera los umbrales establecidos, el relé se dispara para desconectar la energía. El restablecimiento manual o automático sigue después de resolver la condición de sobrecarga.

Estos relés de uso generalizado emplean dos tiras metálicas con diferentes coeficientes de expansión. El flujo de corriente calienta las tiras, lo que provoca una flexión diferencial que activa el mecanismo de disparo. La generación de calor sigue la ley de Joule (H ∝ I²Rt), produciendo disparos más rápidos a corrientes más altas. Algunos modelos cuentan con compensación ambiental para la estabilidad de la temperatura.

Conteniendo devanados calefactores y mezclas de metal fusible, estos relés se disparan cuando la corriente de sobrecarga derrite la aleación, liberando el mecanismo de disparo. Por lo general, requieren un restablecimiento manual después de abordar la causa de la sobrecarga.

Las versiones electrónicas eliminan los elementos calefactores, lo que reduce los costos de instalación. Ofrecen una protección superior contra la pérdida de fase y configuraciones de disparo ajustables, al tiempo que permanecen insensibles a los cambios de temperatura ambiente.

Estos relés económicos utilizan cápsulas metálicas llenas de soldadura que se derriten durante las sobrecargas, lo que activa la interrupción del circuito. Se requiere un restablecimiento manual después de dispararse.

Utilizando campos magnéticos proporcionales a la corriente, estos relés responden rápidamente a las sobrecorrientes repentinas, lo que los hace ideales para la protección contra cortocircuitos. Sus configuraciones de disparo ajustables se adaptan a diversas aplicaciones.

Los modelos avanzados proporcionan un monitoreo preciso de la corriente y protección contra la pérdida de fase. Su fiabilidad y precisión se adaptan a las aplicaciones industriales modernas que requieren una protección sofisticada del motor.

Diseñados para la estabilidad de la temperatura, estos relés se ajustan a las variaciones ambientales para evitar disparos falsos, manteniendo la precisión de la protección.

Los relés de sobrecarga cuentan con curvas de tiempo-corriente inversas clasificadas por clases de disparo (5, 10, 20, 30). Estos indican los tiempos de disparo al 720% de la corriente a plena carga. La selección depende de la capacidad térmica del motor y las características de la carga:

• Clase 5: Disparo rápido para aplicaciones críticas
• Clase 10: Común para motores de baja capacidad térmica (por ejemplo, bombas sumergibles)
• Clases 10/20: Aplicaciones de uso general
• Clase 30: Cargas de alta inercia que requieren un disparo retardado

Este examen exhaustivo de los relés de sobrecarga ilumina su papel fundamental en la protección del motor, cubriendo los riesgos operativos, los principios de funcionamiento, los tipos, las ventajas y las características de disparo. La implementación adecuada de estos dispositivos garantiza la fiabilidad y la longevidad del motor en aplicaciones industriales y comerciales.