Relés. .

Relé.

El relé mantiene la fuerza de arranque en el circuito hasta que el motor alcanza su velocidad de régimen (normalmente durante unos 3 segundos). En este momento, el relé corta el circuito ya sea condensador o del devanado de arranque, según sea el tipo de arranque empleado.

Existen 2 clases de relés:

 Relé amperometrico o Relé de intensidad

 Relé de tensión o Relé de Voltaje.

Relé amperométrico

El relé de arranque juega un papel fundamental en el arranque de los motores de compresores herméticos que lo necesitan. En el instante de arranque del motor se conecta la bobina auxiliar, que determina el sentido de rotación del motor y proporciona el torque necesario para el inicio del movimiento. Después del arranque, se desconecta la bobina auxiliar (excepto en los motores con capacitor de marcha permanente "PSC"), y solamente la bobina de marcha permanece funcionando.

Por su diseño requiere que se lo instale de manera que el eje de la bobina esté en posición vertical [una desviación de 5º con respecto a la vertical es suficiente para que la velocidad de actuación se vea disminuida, lo que afecta la vida de los contactos], con los contactos normalmente abiertos por encima de ella. Es un dispositivo electromecánico, con contactos normalmente abiertos mientras está en reposo. Desde el punto de vista eléctrico, el relé se conecta de tal forma que su bobina quede en serie con la bobina de marcha del motor del compresor y los contactos del relé - normalmente abiertos, en serie con la bobina de arranque y conectando a esta (cuando cierran) con la misma línea a la que está conectada la bobina del relé. Cuando el circuito de control del artefacto envía la señal de puesta en marcha del compresor (cerrando los contactos del control de temperatura, en términos generales, el termostato), se aplica una tensión a la bobina del relé, en serie con el borne M (correspondiente a la bobina de marcha del motor) y el borne C (común) del compresor. La tensión aplicada a la serie de la bobina del relé y la bobina de marcha produce el paso de una corriente que es proporcional a la fuerza contraelectromotriz de la bobina de marcha, que es lo suficientemente elevada como para generar en la bobina del relé una fuerza electromagnética que eleva una armadura deslizante en el interior de esta, que provoca el cierre de los contactos y como consecuencia el cierre del circuito de alimentación de la bobina de arranque conectada internamente al borne A (arranque).

Esquema eléctrico de relé amperométrico.

Al energizarse la bobina de arranque se genera un campo magnético rotatorio en el estator del motor, cuya dirección depende de la conexión relativa de los extremos de las bobinas de marcha y arranque y su magnitud de la intensidad de las corrientes en cada bobina y desfase relativo entre estas, que a su vez dependen de las componentes inductivas, resistivas y capacitivas de cada bobina (por ello es que el diámetro de los alambres y número de espiras son tan distintos entre una y otra). Este campo magnético rotatorio interactuando con las barras de aluminio inyectadas en el rotor, unidas en sus extremos por dos anillos denominados "anillos de cortocircuito" genera en estas una fuerza perpendicular a ellas y al campo magnético que cruza el entrehierro entre los dientes del estator y el rotor, y que es tangencial a la superficie cilíndrica del rotor. La sumatoria de las fuerzas generadas en cada una de las barras del rotor multiplicada por el radio del rotor es lo que genera el torque que da inicio a su movimiento rotativo. Una vez iniciado el giro del rotor, este alcanza su velocidad final muy rápidamente (en cuestión de 1 a 3 segundos, dependiendo del torque resistente) y el rotor mismo genera su propio campo electromagnético que interactúa con el de la bobina de marcha, con lo que la intervención de la bobina de arranque ya no es necesaria.

Oportunamente, la presencia del campo magnético rotativo generado en el rotor reduce rápidamente la fuerza contraelectromotriz, que requiere una elevada corriente en la bobina de marcha; a consecuencia de lo cual la corriente disminuye considerablemente (hacia lo que constituye lo que denominamos corriente nominal). La intensidad de esta corriente no es suficiente para mantener la armadura en el interior de la bobina del relé en su posición superior y esta desciende bruscamente (ayudada por la acción de un resorte calibrado ubicado en su eje), para forzar una apertura brusca de los contactos que energizan la bobina de arranque dejando a esta fuera del circuito hasta el próximo arranque (a menos que se trate de una aplicación de capacitor de marcha permanente).

Si por alguna circunstancia el rotor no pudiera alcanzar la velocidad necesaria para que la disminución en la corriente en la bobina de marcha provoque la apertura de los contactos del relé, la corriente mantenida en la bobina de arranque provoca un paulatino pero muy rápido aumento de su temperatura que afecta rápidamente el aislamiento (barniz) de esta y eventualmente la lleva a su destrucción. Esta condición se produce cuando, por ejemplo, el termostato indica que el compresor debe arrancar antes de que las presiones del sistema se hayan equilibrado. Esto a su vez puede ser causado por: apertura de puerta demasiado frecuente, intentos de arranque del compresor interrumpidos por actuación del protector térmico del mismo, fluctuaciones o interrupciones momentáneas del servicio eléctrico, o cualquier otra acción externa que requiera de una frecuencia de arranques más corta que la prevista por el fabricante del artefacto que a su vez estará predeterminada por las especificaciones del fabricante del compresor.

La vida media útil del relé ha sido calculada para un número predeterminado de cierres de contactos, en determinadas condiciones de carga, que usualmente es de 100.000 actuaciones. La vida útil real dependerá de la carga a la cual son sometidos los contactos.

El problema más común asociado con el relé amperométrico es el generado por desgaste por chisporroteo de los contactos, que puede derivar en contactos soldados o, el caso contrario, que no cierran el circuito. Estas dos condiciones pueden verificarse con un multímetro o probador de continuidad, en el primer caso con el relé en su posición normal de trabajo (en estas condiciones los contactos deben estar abiertos, si están cerrados están soldados) y en el segundo caso con el relé en posición invertida (en estas condiciones los contactos deben estar cerrados, si no hay continuidad están dañados al punto de no hacer contacto eléctrico).

Selección del relé amperométrico.

La selección del relé es crítica pues para cada uno de ellos existe una combinación de dos parámetros importantes: la corriente de cierre (enganche) de los contactos "pick up" y la corriente de apertura (desenganche) de estos "drop out". Como ya vimos más arriba, el relé actúa por el efecto de la corriente que pasa por la bobina de marcha, la cual asciende abruptamente al energizarse el motor, pero luego desciende rápidamente. El relé debe seleccionarse de manera que su corriente de enganche esté por debajo de la máxima corriente que circula por la bobina de marcha en el momento de arranque (para garantizar que cierre los contactos) y su corriente de desenganche se alcance cuando el rotor ha alcanzado aproximadamente el 75% de su velocidad de funcionamiento (puesto que a esta velocidad el rotor puede generar su campo magnético tal como se describió más arriba. Hay que seleccionar cuidadosamente estos valores pues debe evitarse que en alguna condición de sobrecarga la corriente en la bobina de marcha se mantenga en un valor elevado que impida que los contactos abran, por estar por encima de la corriente de apertura, lo que provocará que la bobina de arranque no se desconecte y su temperatura suba hasta provocar la apertura de la protección térmica.

Cada relé viene identificado por una combinación de letras y números que nos indican una cantidad de datos tales cómo características constructivas, tipo de conexiones externas y la clasificación según corrientes de enganche y desenganche, en los tres últimos dígitos del código.

Los contactos están normalmente abiertos. El aumento instantáneo de corriente (intensidad) hace actuar una armadura que cierra el circuito del devanado de arranque y el motor se pone en marcha. Cuando el motor alcanza su velocidad de régimen ( en unos 3 segundos), la corriente baja a su valor normal. En este caso, el peso de la armadura contrarresta la fuerza de la bobina y el devanado de arranque ( o el condensador de arranque, si se emplea), se desconecta del circuito. Los relés de intensidad pueden emplearse sin condensador de arranque y por lo tanto, resultan ideales para motores de fase partida