Resposta Direta
A Classe de Disparo é um sistema de classificação padronizado definido pelas normas IEC 60947-4-1 e NEMA que especifica o tempo máximo que um dispositivo de proteção do motor (relé de sobrecarga térmico ou disjuntor de proteção do motor) levará para disparar e desconectar um motor quando sujeito a 600% (ou 7,2×) de sua corrente nominal. O número da classe indica diretamente o tempo máximo de disparo em segundos—Classe 10 dispara em 10 segundos, Classe 20 em 20 segundos e Classe 30 em 30 segundos neste nível de sobrecarga. Esta classificação garante que o tempo de resposta do dispositivo de proteção corresponda à curva de dano térmico do motor, evitando falhas no isolamento do enrolamento e evitando disparos incômodos durante condições normais de partida.
Principais conclusões
- ✅ Definição da Classe de Disparo: O número da classe (5, 10, 10A, 20, 30) representa o máximo de segundos para disparar a 600% (NEMA) ou 7,2× (IEC) da configuração de corrente do relé, garantindo que a proteção esteja alinhada com os limites térmicos do motor
- ✅ Normas NEMA vs. IEC: Os motores NEMA normalmente requerem proteção de Classe 20 (projetados para fator de serviço de 1,15 e capacidade térmica robusta), enquanto os motores IEC requerem Classe 10 (classificados para aplicação com fator de serviço de 1,0 e margens térmicas mais apertadas)
- ✅ Critérios de seleção: Escolha a Classe 10 para aplicações de resposta rápida (bombas submersíveis, motores hermeticamente fechados, motores acionados por VFD), Classe 20 para motores NEMA de uso geral e Classe 30 para cargas de alta inércia que exigem tempo de aceleração estendido
- ✅ Correspondência da Curva de Dano Térmico: A classe de disparo deve estar alinhada com a capacidade de resistência térmica do motor—a proteção incompatível pode causar falha prematura (subproteção) ou disparo incômodo (sobreproteção)
- ✅ Comportamento de Partida a Frio vs. Quente: As curvas de disparo levam em consideração as condições de partida a frio (motor na temperatura ambiente, tempos de disparo mais longos aceitáveis) e cenários de reinicialização a quente (motor próximo à temperatura de operação, proteção mais rápida necessária)
Compreendendo a Classe de Disparo: A Base da Proteção do Motor
O Que a Classe de Disparo Realmente Significa
A Classe de Disparo não é simplesmente uma especificação de tempo—ela representa uma correlação cuidadosamente projetada entre as características de resposta do dispositivo de proteção e a capacidade do motor de suportar o estresse térmico. De acordo com a IEC 60947-4-1, a classe de disparo define dois pontos de operação críticos que estabelecem a curva de proteção completa:
Ponto de Definição Primário (Alta Corrente):
- Norma NEMA: Disparo dentro do tempo da classe (segundos) a 600% da configuração do relé
- Norma IEC: Disparo dentro do tempo da classe (segundos) a 7,2× a configuração do relé
Ponto de Definição Secundário (Sobrecarga Moderada):
- A 125% da configuração: NÃO deve disparar dentro de 2 horas (partida a frio)
- A 150% da configuração: Deve disparar dentro de um tempo específico com base na classe (IEC 10A: <2 minutos)
Esta definição de ponto duplo cria uma curva característica de tempo inverso que espelha o perfil de dano térmico do motor—quanto maior a sobrecarga, mais rápida a resposta de disparo.
A Física Por Trás da Seleção da Classe de Disparo
O isolamento do enrolamento do motor segue a “regra dos 10 graus”—para cada aumento de 10°C acima da temperatura nominal, a vida útil do isolamento é reduzida pela metade. Durante condições de sobrecarga, o aquecimento I2R nos enrolamentos aumenta exponencialmente com a corrente. A classe de disparo deve garantir que o dispositivo de proteção interrompa a energia antes que a energia térmica acumulada (∫ I²·t dt) exceda a capacidade de resistência térmica do motor.
Relação da constante de tempo térmica:
τmotor > τrelé × Margem de Segurança
Onde:
- τmotor = Constante de tempo térmica do motor (normalmente 30-60 minutos para motores fechados)
- τrelé = Constante de tempo térmica do relé (varia de acordo com a classe)
- Margem de Segurança = Normalmente 1,2-1,5× para levar em conta as variações ambientais
Classes de Disparo Padrão: Comparação Completa
Classes de Disparo IEC 60947-4-1
| Classe de Disparo | Tempo de Disparo a 7,2× Ir | Aplicações Típicas | Compatibilidade do Tipo de Motor |
|---|---|---|---|
| Classe 5 | ≤5 segundos | Proteção extremamente rápida para motores termicamente sensíveis | Compressores hermeticamente fechados, pequenas bombas submersíveis |
| Classe 10 | ≤10 segundos | Motores IEC padrão, aplicações VFD | Motores IEC Design N, motores resfriados artificialmente, cargas de resposta rápida |
| Classe 10A | ≤10 segundos a 7,2× ≤2 minutos a 1,5× |
Proteção aprimorada para condições de reinicialização a quente | Motores IEC com ciclos frequentes de partida/parada |
| Classe 20 | ≤20 segundos | Motores NEMA de uso geral | Motores NEMA Design A/B com 1,15 SF, aplicações industriais padrão |
| Classe 30 | ≤30 segundos | Cargas de alta inércia, aceleração estendida | Motores para serviço pesado, britadores, grandes ventiladores, centrífugas |
Normas NEMA para Classe de Disparo
As normas NEMA estão alinhadas com as definições IEC, mas usam 600% (6×) em vez de 7,2× como ponto de referência. A diferença prática é negligenciável—ambos os sistemas produzem curvas de proteção equivalentes.
Considerações principais específicas da NEMA:
- Domínio da Classe 20: ~85% dos motores NEMA são projetados para proteção de Classe 20 devido ao fator de serviço padronizado de 1,15 e ao design térmico robusto
- Tempo de Rotor Bloqueado: A NEMA MG-1 exige que os motores ≤500 HP suportem a corrente de rotor bloqueado por ≥12 segundos na temperatura normal de operação, alinhando-se com a proteção de Classe 20
- Interação do Fator de Serviço: Os motores com 1,15 SF podem lidar com 115% de sobrecarga contínua, exigindo curvas de disparo que não interfiram nessa capacidade
Guia de Seleção de Classe de Disparo: Correspondendo a Proteção à Aplicação
Matriz de Decisão: Qual Classe de Disparo Você Precisa?
| Característica do Motor | Classe de Disparo Recomendada | Justificativa |
|---|---|---|
| NEMA Design A/B, 1,15 SF | Classe 20 | Capacidade térmica padrão, suporta rotor bloqueado por 12-20 segundos |
| IEC Design N, 1,0 SF | Classe 10 | Classificado para aplicação, margens térmicas mais apertadas, suporta rotor bloqueado por 10 segundos |
| Motores de bomba submersível | Classe 10 ou Classe 5 | Resfriamento líquido, elevação térmica rápida quando o fluxo para |
| Motores acionados por VFD | Classe 10 | Resfriamento reduzido em baixas velocidades, sem fator de serviço quando alimentado por inversor |
| Cargas de alta inércia (>5 segundos de aceleração) | Classe 30 | Tempo de partida estendido, evita disparos incômodos |
| Partida/parada frequente (>10 ciclos/hora) | Classe 10A | Proteção de reinicialização a quente, disparo de 2 minutos a 150% |
| Motores hermeticamente selados | Classe 5 ou Classe 10 | Sem resfriamento externo, elevação rápida da temperatura |
Cenários de Aplicação Críticos
Cenário 1: Bomba Centrífuga com Motor NEMA de 15 HP
Especificações do Motor:
- Corrente de Carga Total (FLA): 20A
- Fator de Serviço: 1,15
- Corrente de Rotor Bloqueado: 120A (6× FLA)
- Tempo de Aceleração: 3 segundos
Análise:
- Duração do rotor bloqueado (3s) < Tempo de disparo da Classe 20 (20s) → ✅ Sem disparos incômodos
- Motor NEMA Design B → Classe 20 padrão
- 1,15 SF permite 23A contínuos sem disparo
Seleção: Relé de sobrecarga térmica Classe 20, ajustado para 20A
Cenário 2: Bomba de Poço Submersível com Motor de 5 HP
Especificações do Motor:
- Corrente de Carga Total: 14A
- Fator de Serviço: 1,0 (sem SF para submersível)
- Corrente de Rotor Bloqueado: 84A (6× FLA)
- Resfriamento: Dependente do fluxo de água
Análise:
- Perda de fluxo de água = superaquecimento rápido (sem resfriamento externo)
- Requer proteção rápida para evitar queima
- Fabricante especifica proteção Classe 10
Seleção: Relé de sobrecarga térmica Classe 10, ajustado para 14A
Cenário 3: Moinho de Bolas com Motor de 200 HP (Alta Inércia)
Especificações do Motor:
- Corrente de Carga Total: 240A
- Tempo de Aceleração: 18 segundos
- Corrente de Rotor Bloqueado: 1.440A (6× FLA)
- Tipo de Carga: Alta inércia, constante de tempo mecânica >10s
Análise:
- Tempo de aceleração (18s) > Tempo de disparo da Classe 20 (20s) → ⚠️ Marginal
- Tempo de aceleração (18s) < Tempo de disparo da Classe 30 (30s) → ✅ Margem segura
- Alta inércia requer permissão de partida estendida
Seleção: Relé de sobrecarga térmica Classe 30, ajustado para 240A
Proteção de Motor NEMA vs. IEC: Entendendo as Diferenças Fundamentais
Comparação da Filosofia de Design
| Aspecto | Motores NEMA | Motores IEC |
|---|---|---|
| Abordagem de Design | Conservador, superdimensionado para versatilidade | Específico para aplicação, otimizado para a função exata |
| Fator de Serviço | Tipicamente 1,15 (capacidade de sobrecarga contínua de 15%) | Tipicamente 1,0 (sem margem de sobrecarga) |
| Capacidade Térmica | Alta massa térmica, sistemas de isolamento robustos | Design térmico otimizado, capacidade excedente mínima |
| Classe de Disparo Padrão | Classe 20 (20 segundos a 600% FLA) | Classe 10 (10 segundos a 7,2 × Iₗᵣ)r) |
| Suportabilidade de Rotor Bloqueado | ≥12 segundos (NEMA MG-1 para ≤500 HP) | ~10 segundos (IEC 60034-12) |
| Classe de Isolamento | Tipicamente Classe F (155°C) com elevação Classe B | Tipicamente Classe F com elevação Classe F |
| Corrente de arranque | 6-7× FLA (NEMA Design B) | 5-8× Iₗᵣn (IEC Design N) |
Por que os Motores IEC Requerem Proteção Mais Rápida
Os motores IEC são projetados com margens térmicas mais apertadas porque são projetados para aplicações específicas, em vez de uso geral. Essa filosofia de “classificação de aplicação” significa:
- Sem Buffer de Fator de Serviço: Um motor IEC classificado para 10 kW fornece exatamente 10 kW continuamente—sem margem de sobrecarga de 15% como os motores NEMA 1.15 SF
- Resfriamento Otimizado: Os sistemas de resfriamento são dimensionados precisamente para a carga nominal, não superdimensionados
- Resposta Térmica Mais Rápida: Menor massa térmica significa que a temperatura sobe mais rapidamente durante a sobrecarga
- Padrões Globais de Eficiência: Os requisitos de eficiência IEC IE3/IE4 impulsionam designs térmicos mais apertados
Implicação prática: Usar um relé Classe 20 em um motor IEC pode permitir 10-20 segundos de sobrecarga prejudicial antes do disparo—potencialmente excedendo o limite térmico de 10 segundos do motor.
Partida a Frio vs. Reinício a Quente: A Complexidade Oculta
Impacto do Estado Térmico no Comportamento de Disparo
As especificações da classe de disparo são baseadas em condições de partida a frio—o motor e o dispositivo de proteção estão ambos na temperatura ambiente. No entanto, as aplicações do mundo real envolvem reinícios a quente após a operação recente, mudando fundamentalmente a dinâmica de proteção.
Características da Partida a Frio:
- Enrolamentos do motor na temperatura ambiente (~40°C)
- Capacidade térmica total disponível
- Duração de sobrecarga aceitável mais longa
- A curva de disparo segue as especificações publicadas
Características do Reinício a Quente:
- Enrolamentos do motor próximos à temperatura de operação (~120-155°C)
- Capacidade térmica reduzida (já parcialmente “usada”)
- Duração de sobrecarga segura mais curta
- A curva de disparo se desloca para a esquerda (disparo mais rápido)
IEC Classe 10A: A Solução de Reinício a Quente
A IEC 60947-4-1 define a Classe 10A especificamente para abordar as inadequações de proteção de reinício a quente em relés Classe 10/20 padrão. A principal diferença:
| Condição | Classe 20 Padrão | IEC Classe 10A |
|---|---|---|
| A 7,2× Iₗᵣr (frio) | ≤20 segundos | ≤10 segundos |
| A 1,5× Iₗᵣr (quente) | ~8 minutos | ≤2 minutos |
| Aplicação | Uso geral | Partida/parada frequente, serviço cíclico |
Por que isso importa: Um motor funcionando com carga total atinge o equilíbrio térmico a ~120°C (isolamento Classe F). Se ele disparar por sobrecarga e reiniciar imediatamente, uma sobrecarga de 150% pode danificar o isolamento em 2 minutos. Os relés Classe 20 padrão podem levar de 4 a 8 minutos para disparar neste nível, permitindo danos térmicos. A Classe 10A garante proteção em 2 minutos.
Disjuntores de Proteção do Motor (MPCBs) vs. Relés de Sobrecarga Térmica
Comparação de Tecnologia
| Recurso | Relé de Sobrecarga Térmica (TOR) | Disjuntor de Proteção do Motor (MPCB) |
|---|---|---|
| Mecanismo de viagem | Aquecimento de tira bimetálica ou liga eutética | Magnético (instantâneo) + térmico (sobrecarga) |
| Disponibilidade da Classe de Disparo | Fixo (específico do dispositivo) ou ajustável (eletrônico) | Fixo ou ajustável (unidades de disparo eletrônicas) |
| Proteção contra curto-circuitos | ❌ Não (requer disjuntor/fusível separado) | ✅ Sim (disparo magnético integrado) |
| Detecção de Perda de Fase | ✅ Sim (inerente ao design trifásico) | ✅ Sim (modelos eletrônicos) |
| Ajustabilidade | Ajuste de corrente ajustável, classe geralmente fixa | Corrente + classe ajustáveis (modelos eletrônicos) |
| Método de reinicialização | Manual ou automático | Manual (mecanismo de disparo livre) |
| Aplicações Típicas | Partidas baseadas em contactores, aplicações IEC | Proteção de motor autónoma, híbrido NEMA/IEC |
| Normas | IEC 60947-4-1 (TOR), NEMA ICS 2 | IEC 60947-4-1 (MPSD), IEC 60947-2 (disjuntor) |
Quando Usar Cada Tecnologia
Escolha Relés de Sobrecarga Térmica Quando:
- Usar partidas de motor baseadas em contactores (configurações padrão IEC/NEMA)
- Proteção contra curto-circuito fornecida por disjuntor ou fusíveis a montante
- Aplicações sensíveis a custos
- Substituição/retrofit em sistemas de contactores existentes
Escolha Disjuntores de Proteção de Motor Quando:
- Proteção integrada (sobrecarga + curto-circuito) necessária em um único dispositivo
- Restrições de espaço (MPCB mais compacto que contactor + TOR + disjuntor)
- Partida direta (DOL) sem contactor
- Comutação manual frequente necessária (MPCB tem função de desconexão integrada)
Erros Comuns de Seleção de Classe de Disparo e Soluções
Erro 1: Usar Proteção de Classe 20 em Motores IEC
Sintoma: Motor falha prematuramente, quebra do isolamento do enrolamento, nenhum disparo ocorreu
Causa Raiz: Motor IEC projetado para proteção de Classe 10 (limite térmico de 10 segundos) mas protegido por relé de Classe 20 (tempo de disparo de 20 segundos). A lacuna de 10 segundos permite danos térmicos.
Solução:
- Sempre verifique o requisito de classe de disparo do fabricante do motor (verifique a documentação ou placa de identificação do motor)
- Ao substituir motores NEMA por equivalentes IEC, verifique a compatibilidade da classe de disparo
- Use relés de sobrecarga eletrônicos com classe de disparo ajustável para flexibilidade
Erro 2: Relé de Classe 10 Causando Disparos Inconvenientes em Motores NEMA
Sintoma: Motor dispara durante a partida normal, especialmente com cargas de alta inércia
Causa Raiz: Motor NEMA Design B com tempo de aceleração de 18 segundos protegido por relé de Classe 10 (disparo de 10 segundos). A corrente de rotor bloqueado (6× FLA) excede o limite de disparo antes que o motor atinja a velocidade máxima.
Solução:
- Calcule o tempo de aceleração real: taccel = (J · ω) / (Tmotor – Tload)
- Garanta: taccel < 0.8 × tclasse de viagem (margem de segurança de 20%)
- Para este caso: Use relé de Classe 20 ou Classe 30
Erro 3: Ignorar Condições de Reinício a Quente
Sintoma: Motor falha após múltiplos ciclos rápidos de partida/parada, mesmo que a proteção de partida a frio esteja correta
Causa Raiz: Ciclos frequentes mantêm o motor em temperatura elevada. O relé padrão de Classe 20 permite 8 minutos a 150% de sobrecarga (condição quente), mas o motor só pode suportar 2 minutos.
Solução:
- Para aplicações com >6 partidas/hora: Use proteção IEC Classe 10A
- Implemente atrasos mínimos de tempo de desligamento (permita que o motor esfrie entre as partidas)
- Considere relés eletrônicos baseados em modelo térmico que rastreiam o histórico de temperatura do motor
Erro 4: Superdimensionamento da Configuração de Corrente do Relé
Sintoma: Motor funciona continuamente quente, eventual falha de isolamento, relé nunca dispara
Causa Raiz: Relé configurado para 25A para um motor de 20A (125% de FLA). Carga contínua de 23A (115% da FLA do motor) nunca atinge o limite de disparo do relé.
Solução:
- Defina a corrente do relé para a FLA da placa de identificação do motor (não a corrente do fator de serviço)
- Para motor de 20A com 1.15 SF: Defina o relé para 20A, não 23A
- A curva de disparo do relé a 125% (25A) ainda permitirá a operação do fator de serviço sem disparos inconvenientes
Tecnologia de Classe de Disparo Eletrônica vs. Térmica
Relés Térmicos Bimetálicos/Liga Eutética
Como funcionam:
- A corrente flui através do elemento de aquecimento
- A tira bimetálica dobra devido à expansão térmica diferencial
- A ligação mecânica dispara os contatos do relé quando o limite de deflexão é atingido
Características da Classe de Disparo:
- Classe de disparo fixa (específica do dispositivo, não pode ser alterada)
- Compensação de temperatura ambiente (a tira bimetálica compensa inerentemente)
- Memória térmica (retém o calor após o disparo, afeta o tempo de reset)
- Precisão da curva de disparo: ±10-20% (tolerâncias mecânicas)
Vantagens:
- Não requer alimentação externa
- Imune a ruído elétrico/EMI
- Tecnologia simples e comprovada
- Menor custo
Desvantagens:
- Classe de disparo fixa (é necessário estocar vários tipos de relé)
- Resposta mais lenta a sobrecargas rápidas
- Desgaste mecânico ao longo do tempo
- Capacidade de diagnóstico limitada
Relés de Sobrecarga Eletrônicos
Como funcionam:
- Transformadores de corrente (TCs) medem a corrente do motor
- Microprocessador calcula o modelo térmico: θ(t) = θ0 + ∫ [(I2 – Iclassificado2) / τ] dt
- Dispara quando a temperatura calculada excede o limite
Características da Classe de Disparo:
- Classe de disparo selecionável (Classe 5, 10, 10A, 15, 20, 30 via chave DIP ou software)
- Modelo térmico digital (rastreia a temperatura do motor continuamente)
- Compensação de reinício a quente (lembra o estado térmico após a perda de energia)
- Precisão da curva de disparo: ±5% (precisão digital)
Vantagens:
- Um único dispositivo cobre várias classes de disparo (reduz o inventário)
- Diagnósticos avançados (desequilíbrio de corrente, perda de fase, falta à terra)
- Capacidade de comunicação (Modbus, Profibus, EtherNet/IP)
- Recursos programáveis (limiares de alarme, atraso de disparo)
Desvantagens:
- Requer fonte de alimentação de controle
- Mais complexo (custo inicial mais alto)
- Suscetível a ruído elétrico (requer aterramento adequado)
- Atualizações de firmware podem ser necessárias
Classe de Disparo e Coordenação do Motor: Tipo 1 vs. Tipo 2
Tipos de Coordenação IEC 60947-4-1
Os sistemas de proteção do motor devem coordenar-se com dispositivos de proteção contra curto-circuito (fusíveis ou disjuntores) para garantir a interrupção segura de falhas. A classe de disparo afeta esta coordenação:
Coordenação Tipo 1:
- Sob condições de curto-circuito, o contator ou partida pode sofrer danos
- Nenhum perigo para pessoas ou instalação
- Reparo ou substituição podem ser necessários antes do reinício
- Impacto da classe de disparo: Mínimo — concentra-se na proteção contra curto-circuito, não sobrecarga
Coordenação Tipo 2:
- Sob condições de curto-circuito, nenhum dano ao contator ou partida (exceto possível soldagem de contato)
- Nenhum perigo para pessoas ou instalação
- Equipamento pronto para serviço após a falha ser eliminada
- Impacto da classe de disparo: Significativo — o relé de sobrecarga deve disparar antes que os contatos do contator se soldem
Exemplo de coordenação:
| Corrente de Plena Carga do Motor (FLA) | Classe de Disparo | Fusível a montante | Tipo de Coordenação | Corrente Máxima de Falha |
|---|---|---|---|---|
| 32A | Classe 10 | Fusível gG de 63A | Tipo 2 | 50 kA |
| 32A | Classe 20 | Fusível gG de 63A | Tipo 2 | 50 kA |
| 32A | Classe 30 | Fusível gG de 80A | Tipo 1 | 50 kA |
Insight chave: Classes de disparo mais lentas (Classe 30) podem exigir fusíveis maiores para alcançar a coordenação, potencialmente comprometendo o desempenho do Tipo 2. Os fabricantes fornecem tabelas de coordenação especificando os tamanhos máximos de fusíveis para cada classe de disparo.
Links Internos e Recursos Relacionados
Para uma compreensão abrangente dos sistemas de proteção do motor e componentes elétricos relacionados, explore estes guias técnicos da VIOX:
- O que são relés de sobrecarga térmica: guia completo para dispositivos de proteção de motores – Mergulho profundo na tecnologia de relés de sobrecarga térmica, tipos e critérios de seleção
- Guia de Relé de Sobrecarga NEMA Classe 20 vs. IEC Classe 10 – Comparação detalhada dos padrões de proteção de motores NEMA e IEC
- Contator vs. Partida de Motor: Entendendo as Principais Diferenças – Aprenda como os contatores e relés de sobrecarga trabalham juntos no controle do motor
- Como selecionar contactores e disjuntores com base na potência do motor – Guia prático de dimensionamento para sistemas completos de proteção de motores
- Padrões Elétricos para Contatores: Compreendendo as Categorias de Utilização AC1, AC2, AC3, AC4 – Guia abrangente das categorias de utilização IEC 60947-4-1
FAQ: Seleção e Aplicação da Classe de Disparo
Q1: Posso usar um relé de sobrecarga Classe 10 em um motor NEMA classificado para Classe 20?
Um: Tecnicamente sim, mas não recomendado para a maioria das aplicações. Embora um relé Classe 10 forneça proteção mais rápida (potencialmente benéfica), ele pode causar disparos incômodos durante a partida normal, especialmente para cargas de alta inércia ou motores com tempos de aceleração >8 segundos. O motor NEMA é projetado para lidar com segurança com o estresse térmico associado à proteção Classe 20 (resistência de 20 segundos a 600% FLA), portanto, usar a Classe 10 não fornece margem de segurança adicional — apenas aumenta o risco de disparos indesejados. Exceção: Se o fabricante do motor recomendar especificamente a Classe 10 (por exemplo, para operação VFD ou ciclos de trabalho especiais), siga suas orientações.
Q2: Como determino a classe de disparo correta se a placa de identificação do motor não a especificar?
Um: Siga esta árvore de decisão:
- Verifique a origem do motor: Motores NEMA (Norte Americanos) → Classe 20; Motores IEC (Europeus/Asiáticos) → Classe 10
- Verificar o fator de serviço: 1.15 SF → Classe 20; 1.0 SF → Classe 10
- Verificar o tipo de aplicação:
- Bombas submersíveis → Classe 10 ou Classe 5
- Motores acionados por VFD → Classe 10
- Cargas de alta inércia (aceleração >15s) → Classe 30
- Industrial geral → Classe 20
- Consultar o fabricante: Em caso de dúvida, entre em contato com o fabricante do motor com o número de série do motor — eles podem fornecer a classe de disparo recomendada com base nas especificações de projeto.
Q3: O que acontece se eu usar a classe de disparo errada?
Um: Dois modos de falha:
- Subproteção (Classe muito lenta): O motor sofre danos térmicos antes do disparo do relé. Exemplo: Relé de Classe 20 em motor de Classe 10 permite 10-20 segundos de sobrecarga danosa. Resultado: Vida útil do motor encurtada, quebra do isolamento, falha eventual.
- Sobreproteção (Classe muito rápida): O relé dispara durante a operação normal, causando desligamentos incômodos. Exemplo: Relé de Classe 10 em carga de alta inércia com aceleração de 18 segundos. Resultado: O motor nunca atinge a velocidade máxima, tempo de inatividade da produção, operadores frustrados que podem ignorar a proteção (perigoso).
Q4: Os relés de sobrecarga eletrônicos fornecem melhor proteção do que os relés térmicos?
Um: Não necessariamente “melhor”, mas mais flexível e preciso. Os relés eletrônicos oferecem:
- Classe de disparo ajustável (um dispositivo = múltiplas aplicações)
- Maior precisão (±5% vs. ±15% para térmicos)
- Diagnósticos avançados (desequilíbrio de corrente, falta à terra, estado térmico)
- Comunicação (monitoramento remoto, manutenção preditiva)
No entanto, os relés térmicos têm vantagens:
- Não requer alimentação externa (autoalimentado pela corrente do motor)
- Imune a ruído elétrico (importante em ambientes EMI agressivos)
- Menor custo (para aplicações simples e fixas)
Recomendação: Use relés eletrônicos para aplicações críticas, cargas variáveis ou onde diagnósticos/comunicação são necessários. Use relés térmicos para aplicações de baixo custo e serviço fixo, onde a simplicidade é valorizada.
Q5: Como a temperatura ambiente afeta o desempenho da classe de disparo?
Um: A temperatura ambiente impacta diretamente o tempo de disparo porque tanto o motor quanto o dispositivo de proteção são afetados:
Lado do motor:
- Maior temperatura ambiente → Menos capacidade térmica disponível → Aumento de temperatura mais rápido
- Classificação padrão: 40°C ambiente (IEC/NEMA)
- Redução de potência necessária acima de 40°C (tipicamente 1% por °C acima de 40°C)
Lado do relé:
- Relés bimetálicos: Compensam inerentemente (a tira bimetálica responde ao aquecimento ambiente + carga)
- Relés eletrônicos: Requerem configuração de compensação ambiente (muitos têm sensores de temperatura embutidos)
Exemplo: Um motor em um ambiente de 50°C (10°C acima do padrão) tem ~10% menos capacidade térmica. O relé deve ser ajustado 10% abaixo (18A em vez de 20A para um motor de 20A) OU o motor deve ter sua potência reduzida para 18A de operação contínua. A classe de disparo permanece a mesma, mas o limite de corrente muda.
Conclusão
A Classe de Disparo é muito mais do que uma simples especificação de tempo — ela representa a ligação crítica entre as características térmicas do motor e a resposta do dispositivo de proteção. Compreender as nuances da proteção de Classe 5, 10, 10A, 20 e 30 permite que os engenheiros projetem sistemas de controle de motor que evitem tanto falhas catastróficas quanto disparos incômodos dispendiosos.
Princípios de projeto chave para lembrar:
- Combine a proteção com o projeto do motor: Motores NEMA (Classe 20) e motores IEC (Classe 10) têm capacidades térmicas fundamentalmente diferentes — a proteção incompatível compromete a segurança ou a confiabilidade
- Considere os ciclos de trabalho do mundo real: As especificações de partida a frio não contam toda a história — as condições de reinício a quente (ciclos frequentes) podem exigir proteção mais rápida (Classe 10A)
- Verifique a compatibilidade do tempo de aceleração: Calcule o tempo de aceleração real do motor e certifique-se de que seja inferior a 80% do tempo da classe de disparo para evitar disparos incômodos
- Aproveite a tecnologia moderna: Relés de sobrecarga eletrônicos com classes de disparo ajustáveis fornecem flexibilidade, diagnósticos e precisão que os relés térmicos fixos não podem igualar
- Coordenar com a proteção upstream: A seleção da classe de disparo afeta a coordenação Tipo 1/Tipo 2 com fusíveis e disjuntores — consulte as tabelas de coordenação do fabricante
À medida que os padrões de eficiência do motor se tornam mais rigorosos globalmente (IEC IE4, IE5 no horizonte), as margens térmicas continuam a diminuir, tornando a seleção adequada da classe de disparo mais crítica do que nunca. A tendência em direção a motores com classificação de aplicação no estilo IEC — mesmo nos mercados norte-americanos — significa que os engenheiros devem entender as filosofias de proteção NEMA e IEC para especificar sistemas que ofereçam confiabilidade a longo prazo.
Sobre a VIOX Electric: A VIOX Electric é um fabricante B2B líder de equipamentos elétricos, especializada em disjuntores de proteção de motor (MPCBs), relés de sobrecarga térmica, contatores e soluções abrangentes de controle de motor para aplicações industriais e comerciais. Nossa equipe de engenharia fornece suporte técnico para projeto de sistema de proteção de motor, seleção de classe de disparo e estudos de coordenação. Contactar-nos para orientação específica da aplicação e assistência na seleção de produtos.
