Relés de sobrecarga térmica Siemens 3UA50 3.2-5A

Explicação detalhada dos relés de sobrecarga térmica da série Siemens 3UA50 (3.2-5A/4-6,3A/5-8A)

A série Siemens 3UA50 é um bimetálico relé de sobrecarga térmica, usado principalmente para proteção contra sobrecarga e proteção contra falha de fase de motores CA, e também aplicável para proteção contra sobrecarga de eletroímãs CC e motores CC. Abaixo estão as informações detalhadas dos três modelos específicos sobre os quais você perguntou:

1. Modelo principal e comparação de parâmetros

2. Principais características técnicas

(1) Funções de proteção

– Proteção contra sobrecarga: Alcançado através do efeito térmico de tiras bimetálicas; quando a corrente excede o valor definido, the bimetallic strip bends to trigger the tripping mechanism.

– Proteção contra falha de fase: Adopts a differential phase failure protection design, which can reliably detect phase loss faults in three-phase circuits.

– Compensação de temperatura: Built-in temperature compensation device ensures stable protection characteristics within the ambient temperature range of -25℃ to +55℃.

(2) Operational Characteristics

– Trip Class 10A: Tripping time is 2s<tA≤10s at 7.2×Ie under cold condition; tripping time is ≤2min at 1.5×Ie under hot condition.

– Reset Modes: Supports two modes of automatic reset (sobre 5 minutos) and manual reset (manual pressing of the reset button required).

– Trip Indication: Equipped with a mechanical trip indicator to clearly display the operating status of the relay.

(3) Parâmetros Elétricos

– Overall rated operating current range of the 3UA50 series: 0.1~14.5 A

– Rated current of auxiliary circuit: 5A em AC-15/230V, 2.5A em AC-15/400V

– Grau de proteção: IP20 (proteção limitada contra contato com partes energizadas)

3. Pontos-chave de instalação e uso

(1) Métodos de instalação

– Instalação Combinada: Pode ser instalado diretamente com intertravamento mecânico no Siemens 3TB, 3TF, 3DT, 3O, 3Contatores da série TW.

– Instalação independente: Acessório de montagem especial 3UX1418 (para série 3UA50) é necessário.

– Dimensão de montagem: Montagem em trilho padrão, adequado para trilho DIN de 35mm.

(2) Método de configuração

– Gire o botão de ajuste de corrente na parte superior do relé para alinhar o ponteiro com o valor da corrente nominal do motor.

– A corrente de configuração recomendada é 0,95 ~ 1,05 vezes a corrente nominal do motor.

(3) Notas

– O comissionamento e a manutenção devem ser realizados por pessoal profissional.

– Evite o uso em ambientes com vibração severa ou gases corrosivos.

– Garanta uma boa dissipação de calor quando instalado em combinação com contatores para evitar afetar a precisão da proteção.

4. Informações sobre substituição e compatibilidade

– Substituição Direta: A série B3UA50 da BRAH Electric pode substituir diretamente a série 3UA50 da Siemens (por exemplo, B3UA50-00-1F substitui 3UA50-00-1F).

– Compatibilidade Doméstica: Shenyang 213 JRS2-(3UA5.-) Os relés de sobrecarga térmica da série possuem os mesmos parâmetros técnicos da série 3UA50 e são intercambiáveis.

5. Sugestões de seleção
6. Selecione a faixa de ajuste de corrente apropriada de acordo com a corrente nominal do motor, garantindo que a corrente nominal do motor esteja dentro da faixa de ajuste do relé.
7. Confirme se a capacidade do contato auxiliar atende aos requisitos de acordo com a tensão do circuito de controle.
8. Selecione acessórios de suporte de acordo com o método de instalação (instalação combinada/instalação independente).

Guia para o uso correto de relés de sobrecarga térmica e contatores

Relés de sobrecarga térmica (doravante denominado “relés térmicos”) e contatores são os principais componentes correspondentes dos circuitos de controle do motor. Os contatores são responsáveis ​​pelo controle liga-desliga do circuito e proteção contra curto-circuito em conjunto com fusíveis/disjuntores, enquanto os relés térmicos são dedicados à proteção contra sobrecarga do motor e falha de fase. Os dois realizam proteção coordenada através de intertravamento mecânico + intertravamento elétrico, com os princípios básicos de correspondência da adaptação do modelo, fiação padrão, configuração precisa e intertravamento confiável. Abaixo está um guia prático passo a passo, incluindo seleção, instalação, fiação, comissionamento e solução de problemas, aplicável a cenários gerais de controle de motores CA industriais (incluindo a correspondência dos relés térmicos da série Siemens 3UA50 e dos contatores da série 3TB/3TF com os quais você se preocupou anteriormente).

1. Correspondência de seleção básica: Correspondência de parâmetros principais (A premissa mais crítica)

A seleção é a base do uso correspondente, que deve ser realizado em torno dos parâmetros nominais do motor e da compatibilidade dos contatores/relés térmicos para evitar falha de proteção ou mau funcionamento causado por incompatibilidade de parâmetros.

1.1 Correspondência de parâmetros atuais principais

– Contator: Corrente nominal de operação Ie ≥ Corrente nominal do motor In (recomenda-se reservar uma margem de 1,1 ~ 1,2 vezes para se adaptar ao impacto inicial); para partida pesada (por exemplo, fãs, bombas), a corrente nominal do contator precisa ser atualizada em um grau.

– Relé térmico: A faixa de ajuste de corrente deve incluir a corrente nominal do motor In, e o valor definido é 0,95 ~ 1,05 vezes In; a corrente nominal de aquecimento Ith do relé térmico ≥ a corrente nominal de operação Ie do contator (para garantir a correspondência da capacidade de transporte de corrente do circuito principal).

Exemplo: Contator Siemens 3TB40 (10Uma corrente nominal) + 3Relé térmico UA5040-1F (3.2-5UM) é adequado para motores assíncronos trifásicos abaixo de 4 kW com corrente nominal de 4 ~ 5A.

1.2 Dimensão de instalação e compatibilidade de série

Contatores e relés térmicos da mesma marca são, em sua maioria, séries exclusivas, com fivelas mecânicas que podem ser conectadas diretamente sem acessórios adicionais; para correspondência entre marcas, é necessário confirmar o espaçamento dos furos de montagem e a compatibilidade dos trilhos (todos são trilhos padrão DIN de 35 mm) para evitar desalinhamento e mau contato após a instalação.

Combinações correspondentes comuns:

– Siemens: 3Contatores TB/3TF → Relés térmicos série 3UA50/51/52

– Schneider: Contatores da série LC1D → Relés térmicos da série LRD

– ABB: Contatores série A → Relés térmicos série TA

– Marcas nacionais: Contatores da série CJX2 → Relés térmicos da série JRS2

1.3 Contato auxiliar e correspondência de circuito de controle

– A capacidade do contato auxiliar normalmente fechado do relé térmico (1 grupo como padrão, expansível para alguns modelos) deve ser ≥ a tensão/corrente do circuito de controle (por exemplo, AC220V/5A) para garantir a desconexão confiável do circuito da bobina do contator.

– Se houver luzes indicadoras e dispositivos de alarme no circuito de controle, relés térmicos com contatos auxiliares normalmente abertos podem ser selecionados para realizar o intertravamento do alarme de sobrecarga.

2. Correspondência de instalação mecânica: Instalação padrão para garantir dissipação de calor e intertravamento

A instalação de contatores e relés térmicos é dividida em instalação direta combinada (recomendado, ocupação de espaço pequeno e intertravamento confiável) e instalação separada independente (adequado para cenários com baixa dissipação de calor e grandes espaços), com os principais requisitos de fixação firme e confiável, boa dissipação de calor e intertravamento mecânico sem interferência.

2.1 Recomendado: Instalação Direta Combinada (Contator Integrado + Relé Térmico)

1. Alinhe a fivela superior do relé térmico com a ranhura inferior do contator, empurre horizontalmente e aperte o cinto para garantir que não haja folga (a instalação está no lugar se não houver deslocamento quando o relé térmico for agitado).
2. Aperte a extremidade de montagem do relé térmico com parafusos sextavados M4/M5 (para instalação em trilho, prenda o contator e o relé térmico no trilho DIN de 35 mm ao mesmo tempo), e controle o torque de aperto em 1,5~2N·m para evitar rachaduras na carcaça devido a parafusos excessivamente apertados.
3. Inspeção pós-instalação: A biela do contato móvel do contator não tem contato ou emperramento com o mecanismo de disparo do relé térmico; o botão de reinicialização manual e o botão de ajuste de corrente do relé térmico estão expostos para fácil operação.

2.2 Alternativa: Instalação separada independente (Montagem em trilho separada)

1. Prenda o contator e o relé térmico no trilho DIN de 35 mm separadamente com um espaçamento ≥20 mm para evitar a condução mútua de calor durante a operação (o relé térmico é um componente sensível à temperatura, e a precisão da proteção diminuirá em cerca de 10% para cada aumento de 10°C na temperatura ambiente).
2. A fiação do circuito principal deve ser conectada com fios rígidos ou barras de cobre para reduzir a resistência da linha e evitar a influência do aquecimento do terminal no julgamento do relé térmico.

2.3 Notas gerais de instalação

– Direção de instalação: Instalação vertical (de acordo com a direção projetada de dissipação de calor do componente); a instalação horizontal/invertida é proibida, caso contrário, causará o desvio das características de disparo do relé térmico.

– Requisitos ambientais: Mantenha longe de áreas com alta temperatura, poluição por óleo e vibração severa, e o grau de proteção deve ser adaptado às condições do local (por exemplo, adicione uma capa protetora em ambientes empoeirados, IP20→IP54).

– Evite bloquear: Os orifícios de dissipação de calor do relé térmico e as saídas de ar da câmara de extinção de arco do contator não devem ser bloqueados para garantir a dissipação de calor oportuna.

3. Correspondência de fiação elétrica: Fiação circuito por circuito para garantir intertravamento e proteção eficazes

A fiação elétrica é dividida no circuito principal (circuito de energia, alta corrente) e o circuito de controle (corrente baixa, intertravamento e controle), com os princípios básicos da sequência de fases correspondente, fiação firme e intertravamento correto. É estritamente proibido inverter o circuito principal e o circuito de controle ou ter terminais de fiação soltos.

3.1 Fiação do Circuito Principal (L1/L2/L3 trifásico, Contator → Relé Térmico → Motor)

1. Conecte as linhas de entrada de energia (L1, L2, L3) à extremidade superior dos contatos principais do contator, e a extremidade inferior dos contatos principais do contator até a extremidade superior dos terminais de fiação principal do relé térmico em uma correspondência de sequência de fase um para um (L1→L1, L2→L2, L3→L3) para evitar falha de proteção contra falha de fase.
2. Conecte a extremidade inferior dos terminais de fiação principal do relé térmico ao enrolamento do estator do motor; para motores monofásicos ou motores de duas velocidades, conecte-os em fases de acordo com o diagrama de fiação do motor.
3. Especificações de fiação: Use fios de cobre correspondentes à abertura do terminal, com comprimento moderado de decapagem de fio (evite fios centrais expostos); terminais de fio de crimpagem (a crimpagem é obrigatória para fios ≥10mm²); aperte os parafusos do terminal (torque 2~3N·m); puxe os fios ligeiramente após a fiação para garantir que não haja folga.
4. Aterramento: Os invólucros metálicos do relé térmico e do contator devem ser aterrados de forma confiável com fios de duas cores amarelo-verde (resistência de aterramento ≤4Ω) para evitar vazamento elétrico.

3.2 Fiação do Circuito de Controle (Essencial: Contato normalmente fechado do relé térmico em série com o circuito da bobina do contator)

A lógica de intertravamento central do circuito de controle: Após o relé térmico disparar devido a sobrecarga, o contato normalmente fechado é desconectado → a bobina do contator perde energia → os contatos principais são desconectados → o motor é desligado para proteção.

Etapas gerais de fiação (tomando o circuito de controle AC220V como exemplo, botão modo start-stop):

1. Conecte o fio energizado L ao contato normalmente fechado do botão de parada → conecte ao contato normalmente aberto do botão de partida → conecte em paralelo com o contato auxiliar normalmente aberto do contator (para auto-retenção).
2. Conecte o contato auxiliar normalmente fechado do relé térmico em série após o circuito de auto-retenção → conecte a uma extremidade da bobina do contator.
3. Conecte a outra extremidade da bobina do contator ao fio neutro N (para circuito de controle AC380V, conecte a outro fio energizado de fase L2/L3).
4. Opcional: Conecte o contato auxiliar normalmente aberto do relé térmico em série com a luz/campainha indicadora de alarme e acesse o circuito de controle para realizar o alarme de sobrecarga.

Proibição Crítica: O contato normalmente fechado do relé térmico é estritamente proibido de ser conectado em paralelo com o circuito da bobina do contator, caso contrário, a função de proteção de intertravamento contra sobrecarga será perdida; os fios do circuito de controle devem ser fios de cobre ≥1,5 mm² para evitar aquecimento e desconexão de fios finos.

3.3 Pontos-chave da inspeção de fiação

– Sequência de fase: A sequência de fases L1/L2/L3 do circuito principal corresponde sem conexão errada ou falta de conexão.

– Intertravamento: Pressione o botão de teste de disparo manual do relé térmico manualmente, o contato normalmente fechado do relé térmico deve ser desconectado; Neste momento, quando o circuito de controle está conectado, o contator não deve ser capaz de puxar.

– Isolamento: Após a fiação ser concluída, medir a resistência de isolamento entre o circuito principal e o terra, e entre fases com um megôhmetro de 500V; ≥0,5MΩ é qualificado, e a resistência de isolamento do circuito de controle ≥1MΩ é qualificada.

4. Configuração e comissionamento: Configuração precisa para verificar funções de proteção

Após a fiação ser concluída, é necessário definir a corrente do relé térmico e simular falhas de sobrecarga/falha de fase para verificar o efeito de proteção coordenado do contator e do relé térmico para garantir que não haja mau funcionamento ou falha de proteção.

4.1 Configuração atual do relé térmico

Gire o botão de ajuste de corrente na parte superior do relé térmico para alinhar o ponteiro com a corrente nominal do motor In (se a corrente operacional real do motor for ligeiramente inferior, pode ser definido como 0,95 In para evitar disparo de carga leve); aperte a porca de travamento do botão (se houver) após a configuração para evitar que o valor definido se desvie devido à vibração.

4.2 Seleção do modo de reinicialização

O relé térmico possui dois modos de reinicialização: reinicialização manual e reinicialização automática, que são acionados pela alavanca de reinicialização na lateral:

– A reinicialização manual é recomendada para instalações industriais: Após disparo por sobrecarga, investigação manual de falhas (por exemplo, rotor bloqueado do motor, curto-circuito na linha) é necessário, e a fonte de alimentação só pode ser restaurada após pressionar o botão reset para evitar reiniciar o motor quando a falha não for eliminada.

– A reinicialização automática só é aplicável a cenários simples de carga leve e sem supervisão, com um tempo de reinicialização de cerca de 5 a 10 minutos (o contato normalmente fechado é fechado automaticamente depois que o relé térmico é resfriado).

4.3 Teste de Função de Proteção de Intertravamento

(1) Teste de proteção contra sobrecarga

1. Ligue a energia, pressione o botão iniciar, o contator puxa, e o motor funciona normalmente.
2. Aumente a corrente operacional do motor para 1.2 vezes a corrente definida com um regulador de tensão ou caixa de carga, observe o tempo de disparo do relé térmico (O relé térmico Classe 10A desarma em cerca de 20 minutos); depois de tropeçar, o contator deve perder energia e desconectar imediatamente, e o motor para de funcionar.
3. Reinicialize o relé térmico após o resfriamento, pressione o botão iniciar, o contator deve puxar normalmente e o motor voltar a funcionar.

(2) Teste de proteção contra falha de fase

1. Desconecte uma fase do circuito principal (por exemplo, L1) quando o motor está funcionando normalmente para simular uma falha de falha de fase.
2. Observe que o relé térmico deve disparar rapidamente em poucos minutos (com projeto de proteção contra falha de fase diferencial, a corrente trifásica é desequilibrada após perda de fase, e a tira bimetálica dobra rapidamente), e o contator perde energia e desconecta para realizar a proteção contra falha de fase.

(3) Teste de confiabilidade de intertravamento

Pressione o botão de teste de disparo manual (vermelho, preto para alguns modelos) do relé térmico, o relé térmico deve desarmar imediatamente, o contato normalmente fechado está desconectado, e o contator é liberado devido à perda de energia; depois de redefinir o botão de teste, o contator pode puxar normalmente sem emperrar.

5. Uso e manutenção diários: Prolongue a vida útil e garanta a precisão da proteção
6. Inspeção regular: Verifique os terminais da fiação quanto a aquecimento e folga todos os meses (meça a temperatura terminal com um termômetro infravermelho, ≤60℃ é normal); verifique se os invólucros do relé térmico e do contator estão livres de rachaduras e deformações, e os contatos auxiliares estão livres de ablação.
7. Limpeza e remoção de poeira: Limpe a poeira e o óleo nos orifícios de dissipação de calor do relé térmico e na câmara de extinção de arco do contator com ar comprimido trimestralmente para evitar afetar a dissipação de calor e a extinção do arco.
8. Redefinir inspeção: Após cada disparo por sobrecarga, verifique se a tira bimetálica do relé térmico está deformada ou emperrada; substitua-o imediatamente se estiver danificado, e é proibido reiniciar à força.
9. Princípio de substituição: Quando o relé térmico ou contator apresenta falhas, como ablação do terminal, queima da bobina e soldagem por contato, ele deve ser substituído pelo mesmo modelo para evitar incompatibilidade de parâmetros causada pela correspondência entre modelos.
10. Solução de problemas de falhas comuns de correspondência (Problemas de alta frequência)

7. Notas básicas de segurança
8. Toda a instalação, as operações de fiação e comissionamento devem ser realizadas com a fonte de alimentação completamente desconectada; pendure um “Sem ligar” sinal de alerta para evitar choque elétrico.
9. Os relés térmicos são adequados apenas para proteção contra sobrecarga e são estritamente proibidos de substituir fusíveis/disjuntores para proteção contra curto-circuito.; o circuito principal deve ser conectado em série com fusíveis (Série RT18) ou disjuntores em caixa moldada (MCCB) para obter proteção graduada contra curto-circuito e sobrecarga.
10. Para motores de grande capacidade (≥75kW) e motores com partida suave/partida por conversão de frequência, relés eletrônicos de sobrecarga térmica ou protetores de motor devem ser selecionados para evitar mau funcionamento de relés térmicos bimetálicos tradicionais causados ​​por impacto inicial.
11. Para ambientes especiais, como proteção contra explosão, proteção contra corrosão e alta altitude, contatores especiais à prova de explosão/resistentes à corrosão e relés térmicos devem ser selecionados para se adaptarem aos requisitos ambientais no local.

Tabela de comparação de modelos de substituição direta entre marcas para relés de sobrecarga térmica série 3UA50 da Siemens

Abaixo estão os Schneider correspondentes, ABB, BRAH Modelos elétricos e domésticos compatíveis para o 3UA50 40-1F (3.2-5UM), 1G (4-6.3UM) e 1H (5-8UM) você está preocupado com. Todos são esquemas de substituição direta com a mesma faixa atual, a mesma classe de viagem (Classe 10A) e instalação correspondente e características elétricas, adequado para os contatores originais 3TB/3TF e outras séries.

Principais instruções de substituição

1. Consistência de parâmetros: Todos os modelos de substituição são da classe de disparo Classe 10A com uma tensão de isolamento nominal ≥690V, e a capacidade de transporte de corrente do circuito principal corresponde à série 3UA50 original para garantir desempenho consistente de proteção contra sobrecarga e falha de fase.
2. Compatibilidade de instalação

Contatores e relés térmicos da mesma marca podem ser instalados diretamente com intertravamento mecânico; para combinação entre marcas, se for instalação em trilho DIN de 35 mm, é necessário confirmar a compatibilidade da fivela do trilho, e acessórios de montagem especiais são necessários para alguns modelos.

A série doméstica JRS2 tem as mesmas dimensões de instalação da série 3UA50 e pode ser substituída diretamente pela instalação plug-in.

3. Fiação e Contatos Auxiliares: A capacidade dos contatos auxiliares normalmente fechados dos modelos de substituição é toda ≥AC-15/230V 5A, que pode ser conectado diretamente em série com o circuito original da bobina do contator para realizar proteção de intertravamento contra sobrecarga; para funções de alarme, modelos com contatos normalmente abertos podem ser selecionados.
4. Notas

Após a substituição, a corrente deve ser redefinida para 0.95-1.05 vezes a corrente nominal do motor para garantir a precisão da proteção.

Se o sistema original for uma combinação de intertravamento mecânico especial da Siemens, recomenda-se testar primeiro a confiabilidade da instalação e do intertravamento durante a substituição entre marcas para evitar travamentos mecânicos.