Un relevador magnético de sobrecarga tiene un núcleo móvil dentro de una bobina, el relevador se conecta en serie con el motor. El flujo magnético de la bobina empuja al núcleo hacia arriba, cuando el núcleo se eleva lo suficiente (movimiento que es determinado por la corriente y la posición del núcleo) esto opera unos contactos en la parte superior del relevador. El movimiento del núcleo es detenido lentamente por un pistón que trabaja en un cilindro amortiguador lleno de aceite que se encuentra debajo de la bobina, esto
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produce una característica de inversión de tiempo. El valor efectivo de la corriente se ajusta moviendo el núcleo en una varilla roscada. El tiempo de disparo varía dejando de cubrir los agujeros de derivación en el pistón.
El relevador de sobrecarga magnético se utiliza algunas veces para proteger a los motores que tengan largos periodos de aceleración o ciclos de trabajo no usuales.
2.1.4 Protección por pérdida de fase
Un motor eléctrico trifásico tiene una corriente muy similar en cada una de sus fases, lo ideal sería que la corriente en cada una de estas fuese la misma pero siempre se dan pequeñas perdidas que se pueden despreciar.
Una pérdida de fase se puede generar por las siguientes causas:
Pérdida en la red de subministro eléctrico.
Quemadura de un fusible.
Daño en el contactor del motor.
Apertura de uno de los conductores de alimentación del motor.
Cuando se sufre una pérdida de fase, el motor sigue funcionando, esta vez como un sistema bifásico esto hará que pierda capacidad de potencia de entrega y que las dos fases que continúan trabajando incrementen hasta un 75% la corriente y la potencia entregada por el motor disminuirá alrededor del 50 %, lo que puede producir un exceso de vibración, ruido fuera de lo normal, y el factor más importante que es el incremento en la temperatura del motor. Un motor se debe proteger adecuadamente contra las pérdidas de fase para evitar daños en sus enrollamientos y en sus conductores ya que entre más tiempo permanezca trabajando con una pérdida de fase más calor generara y el motor corre el riesgo de quemarse.
En la mayoría de los casos, la sobrecorriente hará que se disparen las unidades de sobrecarga, desconectando el motor de la línea y así evitando que se quemen sus devanados. En ciertas condiciones de carga el motor puede
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trabajar con dos fases, sin que lleguen a actuar los dispositivos térmicos y se quemen sus devanados por esto aunque se tenga un dispositivo doble siempre se considera un tercer dispositivo para proteger al motor por una pérdida de fase.
Para proteger al motor se utilizan relés de sobrecargas o disparador por sobrecargas estos pueden ser de mínima tensión que se basan en si se pierde una fase la tensión en esta será igual a cero y los de asimetría de las fases que calculan la diferencia de potencia entre la línea de mayor y la de menor tensión. Relevador de mínima tensión
Mide la diferencia de tensión entre las fases cuando existe una diferencia de potencial entre alguna de ellas, se produce el disparo estos relés son adecuados para la protección de las redes de distribución.
Relevador de asimetría de fases
Comparan las tensiones de las tres líneas, estás deben mantenerse en un rango cuando alguna supera este valor se produce el disparo. De esta manera es posible mejorar la protección del motor si existe una pérdida de fase.
Monitor de voltaje trifásico
En la actualidad se utilizan este tipo de dispositivos, puesto que ofrece las siguientes funciones, supervisar las redes trifásicas en cuanto a la secuencia de fase, falla de fase, desequilibrio de la fase y subtensión.
Este dispositivo trabaja bajo el principio de un circuito cerrado y pose una fuente de poder interna, los rangos de ajustes manejados por Siemens en este tipo de dispositivos son: 160-690, 110-115, 220 y 240. Y se ajustan mediante potenciómetros.
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2.2 Componentes de circuito de control
2.2.1 Arrancadores magnéticos para el voltaje de la línea
En el control magnético se emplea energía electromagnética para cerrar sus interruptores. Los arrancadores magnéticos para voltaje son dispositivos electromecánicos y son un medio eficaz en el arranque y paro de motores. Estos dispositivos se conectan directamente a la línea con el motor, pese a que un motor conectado de esta forma alcanza al arranca una corriente elevada y un par máximo. Se utiliza un arrancador debido a que un par alto de arranque puede dañar las diferentes piezas del motor (engranes, coples, etc.)
Los arrancadores son muy utilizados en la industria, ya que son seguros y económicos, pero su característica principal es que se pueden operar desde puntos remotos. Generalmente se utilizan cuando se puede aplicar con seguridad un torque de arranque a pleno voltaje a la maquina impulsada y cuando no hay objeción a la oleada de corriente resultante del arranque a través de la línea.
Los arrancadores magnéticos son controlados por medio de dispositivos pilotos como pueden ser las estaciones de botones (local y remota), relevadores de control de tiempo o interruptores de tipo flotador.
Los arrancadores magnéticos deben tener la capacidad de interrumpir el circuito del motor, existen gran variedad de motores de diferentes capacidades por ende los arrancadores magnéticos se fabrican en diferentes tamaños, cada uno con determinada capacidad en caballos de fuerza. La tabla de tamaños de controladores se muestra en el Anexo 5.
Los arrancadores de tres polos son para aplicaciones con motores que operan para los sistemas trifásicos de corriente alterna. Los arrancadores de dos polos se utilizan para motores monofásicos.
Para proteger a un motor contra sobrecalentamiento, se emplean relevadores de sobrecarga en un arrancador para limitar a un valor determinado la cantidad
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de corriente. Está se conoce como protección contra sobrecarga. Los relevadores de sobrecarga de un arrancador sirven para impedir que el motor tome una corriente excesiva que dañe el aislante.
Los relevadores magnéticos pueden ser de tipo reversible o de tipo combinado. Los de tipo reversible se utilizan como su nombre lo dice para invertir la dirección de rotación del motor. El ejemplo más sencillo es en un motor trifásico tipo jaula de ardilla donde se logra cambiar el sentido del motor sólo cambiando dos de las líneas e invertirlas.
Por otro lado el arrancador magnético combinado está compuesto por un dispositivo de protección contra cortocircuito. Ya sea interrumpe los fusibles o los termomagnéticos. Son de los más comunes en la industria pese a que utiliza menos espacio y son de fácil instalación. Generalmente se instalan en gabinetes el cual se mantiene cerrado mecánicamente por la palanca de este y no permite que se abra a menos que se desconecte el interruptor lo cual es una buena medida de seguridad tanto para la empresa como para el operario. En la Figura 2.2 se muestra un contactor magnético operado por solenoide, éste cuenta con tres contactos móviles y tres estacionarios los cuales al momento de entra en operación la solenoide pasaran de normalmente abiertos a normalmente cerrados.
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