TP o PTC es un pequeño sensor de resistencia no lineal que se puede integrar en el devanado de los motores eléctricos. Este medidor está hecho de óxido de metal o material semiconductor.
Las ventajas de la sonda termistor PTC - PTC no lineal
Su pequeño tamaño del sensor de temperatura PTC permite instalarlo en contacto directo con el devanado del estator.- Su baja inercia térmica da una respuesta rápida y precisa a los cambios de temperatura del devanado.
- Los termistores pueden medir la temperatura directamente, independientemente de cómo se inicien esas temperaturas.
- Las sondas de termistor PTC no lineales se pueden utilizar para detectar condiciones de sobrecarga en motores accionados por variadores de frecuencia.
El cambio de resistencia es relativamente pequeño y permanece casi constante hasta la temperatura de respuesta nominal. Cuando se acerca y se excede la temperatura de respuesta nominal, el gradiente de resistencia aumenta bruscamente, dando al termistor PTC una alta sensibilidad a la más mínima variación de temperatura.
En el punto de Curie, un aumento de temperatura de unos pocos grados provoca un gran aumento de la resistencia. La resistencia es monitoreada por un relé de protección y cuando el relé de protección detecta un gran cambio en la resistencia, activa un contacto para activar una alarma o apagar el dispositivo protegido.
Los relés de protección del termistor deberían dispararse de forma fiable cuando la resistencia del sensor de temperatura supere los 3 kΩ aproximadamente.
Estos medidores PTC también reaccionan a un circuito abierto, ya sea en el cable o en el sensor del termistor, brindando así protección contra fallas. Los relés modernos también están diseñados para detectar un cortocircuito en un sensor PTC, cuando la resistencia del sensor cae por debajo de unos 50 Ω.
Estos sensores de temperatura se utilizan con frecuencia en variadores de velocidad de CA para proteger el motor de CA alimentado por inversores. Muchos variadores de frecuencia de CA modernos tienen una unidad de protección de termistor incorporada, lo que evita el uso de un relé de protección de termistor separado.
Temperatura de disparo según la clase de aislamiento del motor eléctrico
| Clase de aislamiento del motor | E | F | H |
| Temperatura nominal más baja | 120 ° C | 140 ° C | 165 ° C |
| Temperatura de alarma | 120 ° C | 140 ° C | 165 ° C |
| Temperatura de disparo | 120 ° C | 140 ° C | 175 ° C |
Características técnicas generales
| Max. tensión de funcionamiento | Vmax | 30V |
| Max. voltaje de medición | Vmeas, máx. | 2,5 V |
| Resistencia nominal (2,5 V máx.) | R25 | ≤100 ohm |
| Tensión de aislamiento | V | 2,5 kV |
| Ts tiempo de respuesta | t | ≤5 segundos |
| Tolerancia de temperatura de detección Ts | ΔT | ±5K |
| Max. Rango de temperatura de funcionamiento (V≤Vmeas, max) | ° C | 200C |
El uso de instrumentos de medición de termistor no lineal
Precauciones de uso
Debido a la transferencia relativamente lenta de calor a los sensores a través del aislamiento, las sondas de termistor PTC no brindan una protección lo suficientemente rápida contra cortocircuitos en motores o transformadores.
Además, dado que generalmente se ubican en los devanados del estator, no brindan la protección adecuada para motores críticos o condiciones de arranque de alta inercia o rotor bloqueado.
En estos casos, para lograr una protección completa, se recomienda utilizar termistores PTC en combinación con relés electrónicos de protección del motor, que monitorean la corriente primaria consumida por el motor. La aplicación de termistores PTC como sensores de temperatura solo es efectiva cuando:
1. La temperatura nominal de respuesta del termistor se selecciona correctamente para la clase de aislamiento utilizada en el devanado.
2. Los termistores están ubicados correctamente cerca de áreas térmicamente críticas.
3. Hay una baja resistencia térmica entre el devanado y el termistor PTC.
Se pueden conectar varios sensores de termistor en serie en un solo relé de entrada, siempre que la resistencia total a temperatura ambiente no supere los 1,5 kΩ. En la práctica, se pueden conectar en serie hasta seis sensores de termistor.
Dado que los termistores deben aislarse de los altos voltajes, es más difícil lograr una baja resistencia a la transferencia de calor en los motores HV, que tienen un mayor espesor de aislamiento.
El uso de la sonda de medida PTC y motores trifásicos
Para un motor de CA trifásico, generalmente se proporcionan dos sensores de termistor en cada uno de los tres devanados y se conectan en dos grupos de tres series. Un grupo se puede utilizar para la alarma y el otro grupo para la activación del motor. El grupo de alarma generalmente se selecciona con una temperatura de respuesta nominal más baja, típicamente 5 ° C o 10 ° C más baja que el grupo de disparo.
Si el operador no realiza ninguna acción, el grupo de disparo se utiliza para detener el motor y evitar daños en el aislamiento del devanado. La ubicación física de los sensores de termistor en un motor de CA depende de la construcción del motor, ya sea un rotor cilíndrico o un rotor de polo saliente, y varias otras variables de diseño y construcción.
En algunos casos, es posible que sea necesario determinar la ubicación óptima a partir de pruebas del mundo real.
Relés para termistores PTC no lineales
El relé de protección de termistor está diseñado para montarse dentro de un gabinete de control o centro de control de motores, generalmente en un riel DIN estándar.
La siguiente figura muestra una conexión típica de dos relés de protección de termistor y sus grupos asociados de sensores de temperatura.
Para control de alarma y disparo de un motor de inducción de CA trifásico. El rendimiento de los relés de protección de termistor puede verse afectado por interferencias eléctricas externas, donde pueden inducirse voltajes en el cable del sensor.
Por lo tanto, los cables entre el relé de protección del termistor y los sensores del termistor PTC no lineal deben seleccionarse e instalarse para minimizar los efectos del ruido inducido.
¡Los cables deben mantenerse lo más cortos posible y deben evitar pasar cerca de cables ruidosos o de alto voltaje durante largas distancias!
¡Durante las pruebas, se debe tener cuidado de no soplar las sondas del termistor, ya que esto podría dañarlas!
El procedimiento correcto es conectar todos los cables del termistor y aplicar el voltaje de prueba entre ellos y tierra o fases.
Algunas recomendaciones prácticas para el tipo de cables que se utilizarán son las siguientes:
- Distancias ≤ 20 m - Se acepta cable paralelo estándar
- Distancias ≥ 20 m, ≤ 100 m - Se requiere cable de par trenzado
- Distancias ≥ 100 m - Se requiere cable de par trenzado blindado (STP)
- Alto nivel de interferencia: se requiere un cable de par trenzado blindado (STP)