Principio de funcionamiento del relé térmico Construcción del relé de sobrecarga térmica

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Ultima edición el 21 septiembre, 2023

Los relés térmicos son dispositivos electrónicos diseñados para proteger los motores eléctricos de sobrecargas y cortocircuitos. Estos relés funcionan detectando la temperatura del motor y, en caso de que ésta supere los límites establecidos, activan un interruptor que desconecta el motor de la fuente de energía.

En este artículo se presentará el principio de funcionamiento del relé térmico, así como la construcción del relé de sobrecarga térmica. Se explicará cómo funciona el sensor de temperatura, cómo se ajustan los límites de temperatura y cómo se activa el interruptor de protección. Además, se describirán las diferentes partes que componen el relé de sobrecarga térmica y su función dentro del circuito de protección del motor eléctrico.

Indice de contenidos

Principios básicos de los relés térmicos

Los relés térmicos son dispositivos utilizados para proteger equipos eléctricos contra sobrecargas térmicas. Su funcionamiento se basa en la detección de la temperatura del equipo y la activación de un mecanismo de desconexión en caso de sobrecalentamiento.

Principios básicos

Los principios básicos de los relés térmicos son:

  • Sensor de temperatura: El relé térmico tiene un sensor de temperatura que detecta el calor generado por el equipo eléctrico.
  • Contactos: El relé térmico tiene contactos que se abren o cierran en función de la temperatura detectada por el sensor.
  • Elemento de disparo: El relé térmico tiene un elemento de disparo que se activa cuando la temperatura del equipo eléctrico supera un límite preestablecido.

Construcción del relé de sobrecarga térmica

El relé de sobrecarga térmica consta de varios componentes clave, incluyendo:

  • Elemento calefactor: Este elemento se encarga de generar el calor necesario para activar el relé.
  • Termistor: El termistor es un componente que cambia su resistencia eléctrica en función de la temperatura. Se utiliza para medir la temperatura del equipo eléctrico.
  • Interruptor: El interruptor se encarga de abrir o cerrar el circuito eléctrico en función de la temperatura detectada por el termistor.

Su funcionamiento se basa en la detección de la temperatura del equipo y la activación de un mecanismo de desconexión en caso de sobrecalentamiento. Los componentes clave incluyen un sensor de temperatura, contactos y un elemento de disparo. Además, el relé de sobrecarga térmica consta de un elemento calefactor, un termistor y un interruptor.

Características técnicas del relé de sobrecarga térmica

El relé de sobrecarga térmica es un dispositivo de protección utilizado en circuitos eléctricos para prevenir el sobrecalentamiento y el daño a los componentes. A continuación, se describen sus características técnicas:

Sensibilidad

El relé de sobrecarga térmica es altamente sensible y responde rápidamente a cualquier aumento de temperatura en el circuito eléctrico. Esto es esencial para prevenir el daño a los componentes.

Rango de ajuste de corriente

El relé de sobrecarga térmica tiene un rango de ajuste de corriente que puede ser configurado según las necesidades del circuito eléctrico. Esto permite ajustar el relé para que se active en caso de que la corriente supere un cierto umbral.

Capacidad de interrupción de corriente

El relé de sobrecarga térmica tiene una capacidad de interrupción de corriente que determina la cantidad de corriente que puede soportar antes de que se active. Esta capacidad debe ser suficiente para proteger el circuito eléctrico y los componentes de cualquier daño.

Indicador de estado

El relé de sobrecarga térmica tiene un indicador de estado que muestra si el relé está activado o desactivado. Esto es útil para diagnosticar problemas en el circuito eléctrico.

Reinicialización manual o automática

El relé de sobrecarga térmica puede tener una reinicialización manual o automática. En el caso de una reinicialización manual, el relé debe ser reiniciado manualmente después de que se haya activado. En el caso de una reinicialización automática, el relé se reiniciará automáticamente después de que se haya enfriado.

Compatibilidad con diferentes tipos de motores

El relé de sobrecarga térmica es compatible con diferentes tipos de motores, lo que lo hace ideal para su uso en una amplia gama de aplicaciones.

Protección contra cortocircuitos

El relé de sobrecarga térmica también proporciona protección contra cortocircuitos. Esto es esencial para prevenir el daño a los componentes del circuito eléctrico.

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Capacidad de desconexión manual

El relé de sobrecarga térmica tiene una capacidad de desconexión manual que permite la desconexión manual del circuito eléctrico en caso de emergencia.

Resistencia a la vibración

El relé de sobrecarga térmica es resistente a la vibración, lo que lo hace ideal para su uso en entornos industriales donde las vibraciones son comunes.

Conclusión

El relé de sobrecarga térmica es un dispositivo de protección esencial en los circuitos eléctricos. Sus características técnicas, como su sensibilidad, capacidad de interrupción de corriente y protección contra cortocircuitos, lo hacen ideal para su uso en una amplia gama de aplicaciones. Además, su capacidad de reinicialización manual o automática, compatibilidad con diferentes tipos de motores y resistencia a la vibración lo hacen aún más útil en entornos industriales.

Tipos de relés térmicos

Existen diferentes tipos de relés térmicos que se utilizan en función de las necesidades de cada aplicación. A continuación, se describen algunos de los más comunes:

Relé térmico bimetálico

Este tipo de relé térmico se basa en el principio de la dilatación de dos metales diferentes. Cuando se somete a una temperatura alta, uno de los metales se dilata más que el otro, lo que provoca la curvatura de una lámina bimetálica. Esta curvatura hace que se abra o cierre un contacto eléctrico. El relé térmico bimetálico es muy utilizado en motores eléctricos, ya que es fácil de instalar y no necesita una fuente de energía externa.

Relé térmico de expansión diferencial

Este tipo de relé térmico se basa en el cambio de longitud de un elemento que se expande con el calor, como un tubo capilar o una lámina de cobre. Cuando el elemento alcanza una temperatura determinada, se produce un cambio en su longitud que provoca la apertura o el cierre de un contacto eléctrico. Este tipo de relé térmico es muy utilizado en sistemas de refrigeración y aire acondicionado.

Relé térmico electrónico

Este tipo de relé térmico utiliza sensores electrónicos para detectar la temperatura. Cuando se alcanza una temperatura determinada, el sensor envía una señal a un circuito electrónico que activa un contacto eléctrico. El relé térmico electrónico es muy preciso y se utiliza en aplicaciones donde se requiere una alta precisión, como en la industria alimentaria.

El relé térmico bimetálico es fácil de instalar y no necesita una fuente de energía externa, el relé térmico de expansión diferencial es muy utilizado en sistemas de refrigeración y aire acondicionado, y el relé térmico electrónico es muy preciso y se utiliza en aplicaciones donde se requiere una alta precisión.

Montaje y mantenimiento del relé de sobrecarga térmica

Principio de funcionamiento del relé térmico

El relé térmico es un dispositivo de protección que se utiliza en los circuitos eléctricos para detectar sobrecargas y cortocircuitos. Funciona mediante el principio de expansión térmica de los metales, que se produce cuando la corriente eléctrica fluye a través del circuito. Cuando se produce una sobrecarga, la corriente excesiva hace que los metales se expandan y activen el relé, que interrumpe el circuito y evita daños en los equipos.

Construcción del relé de sobrecarga térmica

El relé de sobrecarga térmica está compuesto por diferentes elementos que garantizan su correcto funcionamiento. Algunos de estos elementos son:

  • Bimetal: es una lámina que se compone de dos metales con diferentes coeficientes de expansión térmica. Cuando la corriente eléctrica fluye por el circuito, el bimetal se calienta y se curva, activando el relé.
  • Resistencia calefactora: se utiliza para calentar el bimetal y acelerar su curvatura en caso de una sobrecarga eléctrica.
  • Muelle: se utiliza para devolver el bimetal a su posición original cuando se interrumpe la corriente eléctrica.
  • Contactos: son los elementos que interrumpen el circuito eléctrico cuando se activa el relé.

Montaje y mantenimiento del relé de sobrecarga térmica

El montaje y mantenimiento del relé de sobrecarga térmica es una tarea sencilla que se puede realizar siguiendo los siguientes pasos:

  1. Desconectar la corriente eléctrica del circuito donde se va a instalar el relé.
  2. Seleccionar el relé adecuado para el circuito, teniendo en cuenta la intensidad de corriente y la potencia del equipo.
  3. Instalar el relé en el circuito eléctrico, siguiendo las instrucciones del fabricante.
  4. Realizar pruebas de funcionamiento del relé para comprobar que se activa correctamente en caso de sobrecarga.
  5. Realizar mantenimiento periódico del relé, comprobando que los contactos están limpios y en buen estado, y que el bimetal no presenta deformaciones o roturas.

Es importante destacar que el relé de sobrecarga térmica es un elemento de seguridad que se debe utilizar en todos los circuitos eléctricos para evitar daños en los equipos y prevenir accidentes. Por ello, es fundamental que se realice su montaje y mantenimiento de forma adecuada. Como dijo Benjamin Franklin, «un gramo de prevención vale más que un kilo de reparación».

Funcionamiento del circuito del relé de sobrecarga térmica

El relé de sobrecarga térmica es un dispositivo que se utiliza para proteger los motores eléctricos de daños causados por sobrecalentamiento. Su funcionamiento se basa en la medición de la temperatura del motor y la desconexión del circuito eléctrico cuando se supera un valor preestablecido.

Principio de funcionamiento del relé térmico

El relé térmico se compone de dos elementos principales: un sensor de temperatura y un interruptor. El sensor de temperatura se encuentra en contacto con el motor y se encarga de medir su temperatura. Cuando la temperatura del motor aumenta, la resistencia del sensor disminuye, lo que hace que la corriente eléctrica que circula por el circuito del relé aumente.

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El interruptor del relé se activa cuando la corriente eléctrica supera un valor preestablecido. Cuando esto sucede, el interruptor se abre y desconecta el circuito eléctrico que alimenta el motor. De esta forma, se evita que el motor se sobrecaliente y se dañe.

Construcción del relé de sobrecarga térmica

El relé de sobrecarga térmica se compone de los siguientes elementos:

  • Sensor de temperatura: es el encargado de medir la temperatura del motor.
  • Interruptor: se activa cuando la corriente eléctrica supera un valor preestablecido.
  • Bimetal: es una lámina de dos metales con diferente coeficiente de dilatación térmica, que se curva cuando se calienta y activa el interruptor.
  • Resistencia: se encuentra en serie con el bimetal para limitar la corriente eléctrica que circula por el circuito del relé.

El bimetal y la resistencia están conectados en serie con el circuito eléctrico que alimenta el motor. Cuando la corriente eléctrica que circula por el circuito supera un valor preestablecido, el bimetal se curva y activa el interruptor, desconectando el circuito eléctrico que alimenta el motor.

Ejemplo de funcionamiento del relé de sobrecarga térmica

Supongamos que un motor eléctrico está funcionando y su temperatura comienza a aumentar. El sensor de temperatura del relé de sobrecarga térmica detecta este aumento de temperatura y disminuye su resistencia, lo que hace que la corriente eléctrica que circula por el circuito del relé aumente.

Si la corriente eléctrica supera un valor preestablecido, el bimetal del relé se curva y activa el interruptor, desconectando el circuito eléctrico que alimenta el motor. De esta forma, se evita que el motor se sobrecaliente y se dañe.

Una vez que el motor ha enfriado y su temperatura ha disminuido, el bimetal del relé vuelve a su posición original y el interruptor se cierra, permitiendo el funcionamiento del motor de nuevo.

Su funcionamiento se basa en la medición de la temperatura del motor y la desconexión del circuito eléctrico cuando se supera un valor preestablecido.

Aplicaciones del relé de sobrecarga térmica

El relé de sobrecarga térmica es un dispositivo importante en la protección de motores eléctricos. Su principal función es detectar el sobrecalentamiento del motor y desconectarlo automáticamente para evitar daños graves. Veamos algunas de las aplicaciones más comunes de este tipo de relé:

Protección de motores eléctricos

El relé de sobrecarga térmica es ampliamente utilizado en la protección de motores eléctricos de diferentes tipos y tamaños, como motores de inducción, motores monofásicos, motores trifásicos, motores de corriente continua, entre otros. Cuando el motor funciona de manera anormal, como por ejemplo cuando se produce un cortocircuito o una sobrecarga, el relé de sobrecarga térmica detecta el aumento de la temperatura y desconecta el motor para evitar daños mayores.

Protección de transformadores

El relé de sobrecarga térmica también se utiliza en la protección de transformadores eléctricos. En este caso, el relé se encarga de detectar la sobrecarga en el transformador y desconectarlo automáticamente para evitar daños. Además, algunos relés de sobrecarga térmica también pueden detectar otros problemas en el transformador, como la falta de fase o la inversión de la polaridad.

Protección de equipos eléctricos en general

Además de las aplicaciones mencionadas anteriormente, el relé de sobrecarga térmica también se utiliza en la protección de otros equipos eléctricos, como interruptores, contactores, dispositivos de protección contra sobretensión, entre otros. En estos casos, el relé se encarga de detectar cualquier anomalía que pueda causar el sobrecalentamiento del equipo y desconectarlo automáticamente para evitar daños.

Su función de detectar el sobrecalentamiento y desconectar el equipo automáticamente puede evitar daños graves e incluso salvar vidas. Por lo tanto, es importante que los profesionales de la electricidad conozcan su principio de funcionamiento y construcción para poder utilizarlo de manera efectiva en su trabajo diario.

Uso de materiales para la construcción del relé de sobrecarga térmica

El relé de sobrecarga térmica es un dispositivo esencial en la protección de motores eléctricos contra sobrecargas y cortocircuitos. Su construcción involucra una serie de materiales cuidadosamente seleccionados para garantizar su correcto funcionamiento.

Los materiales principales utilizados en la construcción del relé de sobrecarga térmica son:

  • Bimetal: es un material compuesto por dos metales con distintos coeficientes de dilatación térmica. Cuando se calienta, uno de los metales se dilata más que el otro, lo que provoca que el bimetal se curve. Este movimiento es utilizado para activar el relé de sobrecarga térmica.
  • Resistencias: se utilizan como elementos calefactores para mantener la temperatura constante y permitir el correcto funcionamiento del bimetal.
  • Conectores: se utilizan para conectar los diferentes componentes del relé de sobrecarga térmica. Estos conectores deben ser capaces de soportar altas temperaturas y corrientes eléctricas.
  • Materiales aislantes: se utilizan para separar los diferentes componentes del relé de sobrecarga térmica y evitar cortocircuitos. Estos materiales deben ser capaces de soportar altas temperaturas y ser resistentes al fuego.

Además de estos materiales principales, la construcción del relé de sobrecarga térmica también puede involucrar otros componentes como contactos eléctricos, resortes y carcasas protectoras.

Ejemplos de materiales utilizados en la construcción del relé de sobrecarga térmica:

  • Bimetal: aleaciones de níquel y hierro, aleaciones de hierro y cromo.
  • Resistencias: aleaciones de níquel y cromo.
  • Conectores: cobre, latón, acero inoxidable.
  • Materiales aislantes: mica, cerámica, vidrio.

Uso de materiales para la construcción del relé de sobrecarga térmica

El relé de sobrecarga térmica es un dispositivo esencial en la protección de motores eléctricos contra sobrecargas y cortocircuitos. Su construcción involucra una serie de materiales cuidadosamente seleccionados para garantizar su correcto funcionamiento.

Los materiales principales utilizados en la construcción del relé de sobrecarga térmica son:

  • Bimetal: es un material compuesto por dos metales con distintos coeficientes de dilatación térmica. Cuando se calienta, uno de los metales se dilata más que el otro, lo que provoca que el bimetal se curve. Este movimiento es utilizado para activar el relé de sobrecarga térmica.
  • Resistencias: se utilizan como elementos calefactores para mantener la temperatura constante y permitir el correcto funcionamiento del bimetal.
  • Conectores: se utilizan para conectar los diferentes componentes del relé de sobrecarga térmica. Estos conectores deben ser capaces de soportar altas temperaturas y corrientes eléctricas.
  • Materiales aislantes: se utilizan para separar los diferentes componentes del relé de sobrecarga térmica y evitar cortocircuitos. Estos materiales deben ser capaces de soportar altas temperaturas y ser resistentes al fuego.
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Además de estos materiales principales, la construcción del relé de sobrecarga térmica también puede involucrar otros componentes como contactos eléctricos, resortes y carcasas protectoras.

Ejemplos de materiales utilizados en la construcción del relé de sobrecarga térmica:

  • Bimetal: aleaciones de níquel y hierro, aleaciones de hierro y cromo.
  • Resistencias: aleaciones de níquel y cromo.
  • Conectores: cobre, latón, acero inoxidable.
  • Materiales aislantes: mica, cerámica, vidrio.

Análisis de fallas en el relé de sobrecarga térmica

El relé de sobrecarga térmica es un dispositivo de protección utilizado en sistemas eléctricos para evitar daños en los motores eléctricos por sobrecalentamiento. Su principio de funcionamiento se basa en la detección de la temperatura del motor y la comparación con un valor de referencia preestablecido. Si la temperatura del motor supera ese valor, el relé de sobrecarga térmica actúa para desconectar el motor y evitar daños mayores.

Construcción del relé de sobrecarga térmica

El relé de sobrecarga térmica está compuesto por varias partes:

  • Termistor: es un sensor de temperatura que detecta los cambios en la temperatura del motor eléctrico.
  • Circuito de referencia: establece el valor de temperatura de referencia para el motor eléctrico.
  • Mecanismo de ajuste: permite ajustar el valor de referencia del circuito de referencia.
  • Interruptor: actúa como un interruptor de corriente para desconectar el motor eléctrico en caso de sobrecalentamiento.

Análisis de fallas en el relé de sobrecarga térmica

El relé de sobrecarga térmica puede presentar fallas por diversas razones, algunas de las cuales se detallan a continuación:

  • Fallo en el termistor: si el termistor falla, el relé de sobrecarga térmica no podrá detectar la temperatura del motor eléctrico y, por lo tanto, no podrá actuar para evitar daños mayores.
  • Fallo en el circuito de referencia: si el circuito de referencia falla, el valor de temperatura de referencia para el motor eléctrico no será el correcto y, por lo tanto, el relé de sobrecarga térmica puede actuar de forma incorrecta o no actuar en absoluto.
  • Fallo en el mecanismo de ajuste: si el mecanismo de ajuste falla, no será posible ajustar el valor de referencia del circuito de referencia y, por lo tanto, el relé de sobrecarga térmica no funcionará correctamente.
  • Fallo en el interruptor: si el interruptor falla, el relé de sobrecarga térmica no podrá desconectar el motor eléctrico en caso de sobrecalentamiento, lo que podría provocar daños mayores.

Es importante realizar un mantenimiento regular del relé de sobrecarga térmica para evitar posibles fallas y garantizar su correcto funcionamiento en caso de emergencia. También es recomendable contar con un equipo de profesionales capacitados en la detección y resolución de fallas en sistemas eléctricos para garantizar la seguridad y el correcto funcionamiento de los equipos.

En conclusión, el relé térmico es una herramienta esencial para la protección de los motores eléctricos y otros equipos. Su principio de funcionamiento se basa en la medición de la temperatura del motor y la activación de un circuito de protección en caso de que se supere el valor máximo permitido. La construcción del relé de sobrecarga térmica es muy precisa y requiere de materiales de alta calidad para garantizar su eficacia y durabilidad en el tiempo. Es importante conocer su funcionamiento para poder seleccionar el modelo adecuado y asegurar la protección de los equipos eléctricos en todo momento.

En conclusión, el principio de funcionamiento del relé térmico se basa en la medición de la temperatura de un circuito eléctrico para protegerlo de sobrecargas y cortocircuitos. Este dispositivo es esencial para garantizar la seguridad y el correcto funcionamiento de los equipos eléctricos.

La construcción del relé de sobrecarga térmica es bastante sencilla, ya que consta de una resistencia calefactora y un bimetal que se curva en función de la temperatura. Sin embargo, su diseño es crucial para asegurar la precisión y la fiabilidad de su funcionamiento.

En definitiva, el relé térmico es un componente fundamental en la protección de los sistemas eléctricos, y su correcta elección y configuración pueden evitar accidentes y daños en los equipos. Por lo tanto, es importante contar con el asesoramiento de profesionales capacitados en su instalación y mantenimiento.

JORGE CABRERA BERRÍOS Administrator
Ingeniero Electrónico por la UNI, con maestría y doctorado por la University of Electro-Communications (Japón).

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