Os motores elétricos servem como a fonte de energia fundamental para equipamentos industriais, eletrodomésticos e sistemas de transporte. Sua operação segura e estável é crucial, mas você está ciente dos riscos que os motores enfrentam durante condições de sobrecarga? Como essas ameaças potenciais podem ser efetivamente prevenidas para garantir a confiabilidade a longo prazo do equipamento? Este artigo explora a tecnologia crítica dos relés de sobrecarga para proteção de motores.

Os motores elétricos convertem energia elétrica em energia mecânica, alimentando equipamentos que vão de sopradores e ventiladores a compressores, guindastes, extrusoras e britadores. Dentre estes, os motores de indução CA dominam as aplicações industriais e comerciais devido à sua construção robusta e excelentes características de operação. Os motores de indução são categorizados principalmente como monofásicos ou trifásicos, cada um adequado para diferentes aplicações.

Quando um motor consome corrente excedendo sua capacidade nominal, ocorre sobrecarga. Essa condição gera calor excessivo que pode danificar os enrolamentos e potencialmente causar danos irreversíveis tanto ao motor quanto aos componentes do circuito associados. A proteção eficaz contra sobrecarga para motores e seus circuitos derivados é, portanto, essencial. Os relés de sobrecarga desempenham essa função crítica, monitorando a corrente do circuito e interrompendo prontamente a energia quando os limites predefinidos são excedidos.

Os relés de sobrecarga normalmente combinam-se com contatores para formar partidas de motores, desempenhando funções de controle e proteção. Seu papel principal envolve o monitoramento contínuo da corrente do motor. Quando a corrente excede os limites de segurança por uma duração predeterminada, o relé desarma para abrir o circuito de controle do motor, desenergizando o contator e desconectando a energia para evitar danos relacionados ao calor.

Após o desarme, os relés de sobrecarga podem ser rearmados manualmente, embora alguns modelos apresentem recursos de rearme automático após um período de resfriamento. Os motores só devem ser reiniciados após resolver a causa raiz da sobrecarga.

• Elemento de detecção de corrente: Detecta a magnitude da corrente do circuito usando tiras bimetálicas, bobinas magnéticas ou sensores eletrônicos
• Elemento térmico: Responde ao calor gerado por elementos de aquecimento por meio de tiras bimetálicas, ligas fusíveis ou sensores eletrônicos
• Mecanismo de desarme: Ativa quando a corrente excede os níveis de segurança para interromper a energia
• Mecanismo de rearme: Permite a restauração do circuito após a solução de problemas, manual ou automaticamente
• Contatos auxiliares: Sinalizam o status do relé para outros componentes do sistema, como alarmes ou indicadores
• Controles de ajuste: Permitem a personalização dos pontos de disparo para aplicações específicas e classificações de motores

• Evitam danos ao equipamento causados por corrente e calor excessivos
• Aumentam a segurança, reduzindo os riscos de incêndio durante sobrecargas
• Reduzem custos, evitando reparos e substituições caros
• Fornecem resposta automática sem monitoramento contínuo
• Oferecem configurações ajustáveis para diversas aplicações
• Mantêm a operação confiável em temperaturas e cargas variáveis

Conectados em série com os motores, os relés de sobrecarga monitoram a corrente de operação. Quando a corrente ultrapassa os limites definidos, o relé desarma para desconectar a energia. O rearme manual ou automático segue após a resolução da condição de sobrecarga.

Esses relés amplamente utilizados empregam duas tiras de metal com diferentes coeficientes de expansão. O fluxo de corrente aquece as tiras, causando flexão diferencial que ativa o mecanismo de disparo. A geração de calor segue a lei de Joule (H ∝ I²Rt), produzindo disparos mais rápidos em correntes mais altas. Alguns modelos apresentam compensação ambiental para estabilidade de temperatura.

Contendo enrolamentos de aquecimento e misturas de metal fusível, esses relés disparam quando a corrente de sobrecarga derrete a liga, liberando o mecanismo de disparo. Eles normalmente exigem rearme manual após resolver a causa da sobrecarga.

As versões eletrônicas eliminam os elementos de aquecimento, reduzindo os custos de instalação. Eles oferecem proteção superior contra perda de fase e configurações de disparo ajustáveis, permanecendo insensíveis às mudanças de temperatura ambiente.

Esses relés econômicos usam cápsulas de metal preenchidas com solda que derretem durante sobrecargas, acionando a interrupção do circuito. O rearme manual é necessário após o disparo.

Usando campos magnéticos proporcionais à corrente, esses relés respondem rapidamente a sobrecorrentes repentinas, tornando-os ideais para proteção contra curto-circuito. Suas configurações de disparo ajustáveis acomodam várias aplicações.

Modelos avançados fornecem monitoramento preciso da corrente e proteção contra perda de fase. Sua confiabilidade e precisão se adequam a aplicações industriais modernas que exigem proteção sofisticada do motor.

Projetados para estabilidade de temperatura, esses relés se ajustam às variações ambientais para evitar disparos falsos, mantendo a precisão da proteção.

Os relés de sobrecarga apresentam curvas de tempo-corrente inversas classificadas por classes de disparo (5, 10, 20, 30). Estas indicam os tempos de disparo a 720% da corrente de carga total. A seleção depende da capacidade térmica do motor e das características da carga:

• Classe 5: Disparo rápido para aplicações críticas
• Classe 10: Comum para motores de baixa capacidade térmica (por exemplo, bombas submersíveis)
• Classes 10/20: Aplicações de uso geral
• Classe 30: Cargas de alta inércia que exigem disparo retardado

Este exame abrangente dos relés de sobrecarga ilumina seu papel crítico na proteção do motor, cobrindo riscos operacionais, princípios de funcionamento, tipos, vantagens e características de disparo. A implementação adequada desses dispositivos garante a confiabilidade e longevidade do motor em aplicações industriais e comerciais.