Содержание

принцип работы, назначение, устройство, правильный выбор

Основное предназначение тепловых Основное предназначение тепловых реле — защита электрических потребителей от возможных перегрузок в сети. В некоторых моделях предусмотрена также возможность автоматического отключения при появлении асимметрии в разных фазах, а также при пропадании одной из них.

Превышение тока выше номинального значения приводит к перегреву проводников и, как следствие, разрушению изоляции. Грамотно подобранные тепловые реле способны также защитить, например, электродвигатель в случае заклинивания якоря. Их можно также использоваться для регулировки (поддержания) необходимой температуры, например, в холодильном оборудовании или бытовых приборах.

Принцип работы теплового реле

Наиболее широко применяются конструкции, в которых главным элементом является специальная биметаллическая пластина.

Последняя выполнена из двух слов металла с различными температурными линейными коэффициентами расширения. Благодаря этому при нагревании она деформируется (изгибается) и посредством специального рычага замыкает контакты. Как правило, для изготовления таких пластин используют инвар в паре с хромоникелевой или немагнитной сталью.

Так как эта процесс выполняется плавно, неизбежно возникновение электрической дуги между сближающимися контактами.

Чтобы предотвратить их выгорание и образование нагара, применяется «прыгающий» контакт, который резко срабатывает после достижения критических параметров.

Сама пластина нагревается за счет проходящего через нее тока или расположенного рядом нагревателя в виде спирали. Часто применяется и комбинированная схема. В любом случае температура нагрева находится в прямо пропорциональной зависимости от потребляемого электрооборудованием тока.

После срабатывания реле, в зависимости от конструктивного исполнения, возвращается в исходное состояние либо автоматически, по мере остывания, либо с помощью соответствующего переключателя (кнопки).

Правильный выбор тепловых реле

Основной характеристикой теплового реле является время срабатывания в зависимости от нагрузочного тока (так называемая времятоковая характеристика).

Главный критерий – номинальный ток потребления электрооборудования. Тепловое реле должно иметь соответствующие характеристики на 20-30 % выше, что обеспечивает ее срабатывание в течение соответствующей процентной перегрузки в течение 20 минут.

Влияние внешних климатических факторов на тепловые реле

Так как деформация биметаллической пластины зависит от ее фактического нагревания, время срабатывания реле находится в прямой зависимости также от температуры окружающей среды.

И при больших контрастах следует предусматривать в качестве дополнительной функции плавную регулировку. Также для снижения такого влияния следует подбирать реле с максимально возможной температурой срабатывания, а также располагать их в тех же помещениях, где находятся объекты, предназначенные для защиты.

Напоследок необходимо отметить, что тепловые реле не предназначены для предохранения оборудования от таких внештатных ситуаций, как короткое замыкание. В этом случае они сами нуждаются в специальной защите.

назначение, для чего нужно, схема подключения

В электрических схемах различных приборов присутствует тепловое реле. Этот элемент размыкает цепь при определённых показателях температуры, что позволяет осуществлять автоматический контроль режимов работы различных устройств. Тепловое реле это также надёжный предохранитель во многих приборах и электросетях, поэтому прежде чем приобретать новое изделие, необходимо точно определить, какого типа используется элемент и на какие нагрузки рассчитан.

Содержание статьи:

Описание и назначение

Реле электротепловое, как правило, представляет собой небольшую металлическую коробочку, внутри которой находится рабочий элемент. В некоторых электрических печах и духовках применяются модели открытого типа, которые позволяют более оперативно реагировать на изменения температурного режима.

Внимание! Незащищённые устройства помещаются внутрь заземлённого корпуса бытовой или промышленной техники, чтобы снизить вероятность поражения электрическим током.

Применяются температурные прерыватели и в схемах питания приборов, в которых могут возникнуть значительные перегрузки. Например, пускатель с тепловым реле, включенный последовательно с электродвигателями, позволит оперативного отключить ток, если на вал мотора будет воздействовать чрезмерная нагрузка и сила тока в цепи резко увеличится.

Основные параметры тепловых реле

Тепловые параметры реле, а также другие показатели могут существенно разниться в зависимости от модели. По этой причине при выполнении ремонтных работ или покупке новых изделий следует обращать внимание на следующие характеристики элементов:

  • Номинальный ток.
  • Номинальное напряжение.
  • Граница срабатывания.
  • Условия эксплуатации.

Внимание! Знать только параметры рабочего напряжения и тока недостаточно, ведь такие устройства, например, могут быть установлены в помещениях, где может произойти взрыв, что приведёт к выходу прибора из строя.

Принцип действия

Принцип действия температурного прерывателя довольно прост. Чтобы получить наглядное представление о том, как может работать система отключения электричества при повышении температуры, можно разобрать сгоревший элемент. Под крышкой такого элемента находится контактный блок, который слегка подпружинен, чтобы при прекращении воздействия температуры или чрезмерного тока цепь снова сомкнулась.

Размыкание контактов происходит под воздействием расширяющейся от повышения температуры вставки, которая надёжно закреплена между двумя пластинами, одна из которых и приводится в движение при увеличении размеров рабочего элемента. Температурные прерыватели могут быть также основаны на особенностях перехода вещества из одного агрегатного состояния в другое. Наиболее часто используется цепочка жидкость-газ.

Внимание! Размыкание контактов в некоторых устройствах теплового прерывания электрической цепи осуществляется в результате изменения давления при конденсации паров различных веществ.

Виды и сфера применения

В промышленных устройствах и бытовых приборах можно встретить несколько видов тепловых прерывателей. Наиболее распространёнными являются:

  • Биметаллические. Рабочая пластинка в таких устройствах изготавливается из двух металлов, которые имеют различные коэффициенты линейного расширения, что и позволяет приводить в действие контактор при повышении температуры.
  • Объёмные. В таких устройствах газ или жидкость, расширяясь от воздействия температуры, воздействуют на контактную часть прерывателя через специальную мембрану.
  • Электрические. Принцип работы реле этого типа основан на изменении электрического сопротивления металлов и полупроводников при воздействии высоких температур.
  • Магнитные. Контактная цепь размыкается и замыкается в зависимости от изменения магнитных свойств металла при температурных колебаниях.

Перечисленные устройства нашли широкое применение в промышленности и в быту. Благодаря использованию тепловых элементов стала возможна работа таких приборов, как:

  • Автоматические предохранители.
  • Печи и духовые шкафы.
  • Холодильники.

Внимание! Для нормальной работы теплового реле этот элемент должен быть правильно установлен.

Особенности установки

Узнав, зачем нужен прибор этого типа, можно приступать к непосредственной установке теплового реле. Пайка, чтобы подключить элемент с проводами, как правило, не используется по причине эксплуатации при высокой температуре воздуха, поэтому следует подготовить отвёртку и плоскогубцы для выполнения такой работы.

Схема подключения устройства

Практически во всех электрических устройствах этот элемент подключается последовательно с нагрузкой.

Если мощность прибора слишком велика, то применяется также силовое реле, для которого температурный прерыватель служит лишь коммутационным элементом.

Тонкости регулировки релейных элементов

Чтобы реле было способно эффективно защищать нагревательный прибор от воздействия высоких температур или включать компрессор холодильника, когда это необходимо, следует правильно настроить элемент этого типа. Реле, изготовленное на заводе, уже настроено на работу в определённом температурном или токовом диапазоне. Информация об этих параметрах должна обозначаться на корпусе изделия, а также в паспорте к электрическому устройству.

При значительных отклонениях от нормы следует разобрать изделие и тонкой отвёрткой подогнуть пластину с активным элементом, либо, если имеется регулировочный винт, осуществить установку прерывателя в нужное положение вращением резьбового элемента.

Выбор реле

Оптимальный вариант подбора изделия для замены — это приобрести оригинальный элемент и установить его на штатное место. В противном случае необходимо учитывать основные электрические параметры.

Наиболее важными параметрами таких устройств являются:

  • Тип температурного прерывателя.
  • Рабочая сила тока.
  • Номинальное напряжение.
  • Степень защищённости корпуса.

Этого краткого списка в большинстве случаев достаточно, для подобрать подходящее для замены изделие.

Рекомендации по выбору

При выборе нового теплового реле следует обращать внимание даже на мелкие детали. Желательно придерживаться следующих рекомендаций при покупке:

  • Необходимо использовать только такие устройства, назначение которых для конкретной модели бытового прибора или механизма не вызывает сомнений.
  • Тщательно изучить обозначения новой детали, чтобы установить тип изделия.
  • Не следует приобретать элемент с видимыми механическими повреждениями (даже незначительными).

Учитывая тот факт, что проверить новое изделие в магазине не представляется возможным, рекомендуется отдавать предпочтение продукции известных фирм, которые дорожат своей репутацией.

Устройства разъединения электрической цепи от температурного воздействия встречается от схем подключения пускателей электродвигателей с тепловым реле до космических кораблей. Инженеры, проектирующие подобные установки, хорошо знают о том, что представляют собой такие изделия, но для тех, кто впервые столкнулся с необходимостью замены или ремонта тепловых реле, информация, изложенная в этой статье, может быть полезной.

Тепловое реле – как работает и для чего служит | Лампа Эксперт

Тепловое реле – устройство, предназначенное для защиты электрического оборудования от токовых перегрузок. Чаще всего используется для защиты электродвигателей.

Тепловое реле не следует путать с термореле, контролирующее не ток, а температуру объекта (того же двигателя, трансформатора и пр.) и, тем более, с токовым реле, имеющим абсолютно иной принцип действия.

Как устроено тепловое реле

Приборы этого класса могут работать на разных принципах, но для защиты электродвигателей чаще всего используются приборы с биметаллическими датчиками. Такой датчик представляет собой две пластины из материалов с различным коэффициентом температурного расширения (КТР) и скрепленных между собой горячим прокатом, сваркой, заклепками и т. п. Если такую пластину нагреть, то она изогнется в сторону металла с меньшим КТР. Предположим, одним концом пластина закреплена неподвижно, а вторая связана с парой контактов.

Принцип работы простейшего биметаллического теплового реле

Принцип работы простейшего биметаллического теплового реле

Если пластину нагреть, то она изогнется и замкнет контакты. В тепловом реле нагревательный элемент включен в цепь питающей нагрузку шины. На рисунке выше нагреватель условно обозначен в виде обмотки вокруг пластины. Таким образом, пока ток через реле не достигает критического значения, пластина не выгибается достаточно сильно, чтобы контакты сработали. Но стоит току хоть немного превысить это значение, как контакты рано или поздно сработают.

Критическое значение зависит от толщины, материала и формы нагревателя. Кроме того, регулировку срабатывания в определенном диапазоне токов можно производить и регулирующими механическими элементами, входящими в состав любого токового реле.

Конструкция токового реле

Конструкция токового реле

На рисунке цифрами обозначены:

  1. механический регулятор тока срабатывания;
  2. компенсатор;
  3. биметаллическая пластина;
  4. толкатель;
  5. нагревательный элемент;
  6. защелка;
  7. расцепитель;
  8. нормально замкнутые контакты реле;
  9. пружина.

Рассмотрим его работу. Нагревательный элемент 5 включен в цепь, питающую двигатель. Пока ток Iн, протекающий через него, в номинале, пластина 3 не изгибается. Как только ток превысит определенное значение, пластина выгнется и толкателем 4 выбьет защелку 6 из фиксатора. Пружина 9 вытолкнет расцепитель 7 и контакты 8 разомкнутся, посылая команду на исполнительное устройство, которое отключит электродвигатель. В качестве исполнительного устройства обычно используется пускатель, которым двигатель подключается к питающей сети.

Регулятор 1 служит для изменения тока срабатывания в тех или иных пределах, компенсатор 2 – тоже биметаллическая пластина, но выгибающаяся в обратную сторону и не имеющая подогревателя. Он служит для компенсации температуры окружающей среды, в которой работает тепловое реле.

Почему не токовое?

Напрашивается вопрос – почему бы в качестве защиты не использовать токовое реле и зачем изобретать велосипед? Дело в том, что токовое реле, представляющее собой обычное электромагнитное реле, но срабатывающее по току в обмотке, не имеет задержки срабатывания.

Если ток превысит определенное значение, то реле тут же сработает. Тепловое же реле сработает не сразу, а через определенное время, необходимое для разогрева биметаллической пластины. Время это тем меньше, чем ток выше.

Что это дает? Предположим, нормальный ток потребления двигателем 10 А. В момент включения пусковой ток превышает номинальный в разы. Если поставить токовое реле с отсечкой, скажем в 15 А, то при пуске электродвигателя оно тут же сработает. Тепловое реле ввиду своей инерционности сработать не успеет, а когда двигатель раскрутится, ток нормализуется, тепловое реле остынет и выйдет на штатный режим работы.

Поставить токовое реле на 50 А? В этом случае двигатель запустится, но при таком токе отсечки реле практически перестанет выполнять свои функции. При перекосе фаз, затяжном пуске или чрезмерной нагрузке на валу ток через обмотки двигателя превысит критический для самого двигателя, но не достигнет необходимого для срабатывания токового реле. Через некоторое время двигатель перегреется и сгорит, а реле этого даже не заметит.

Ток же срабатывания теплового реле можно выбрать лишь немного превышающим номинальный для двигателя. Электромотору хватит времени запуститься в штатном режиме, но не хватит времени сгореть при перегрузке или перекосе фаз.

Читайте также:

Как работает тепловое реле. Устройство и принцип действия.

Назначение теплового реле — отключать потребителя от сети при длительных перегрузках. И тут же можно задать резонный вопрос: зачем тепловое реле, когда есть автоматический выключатель? А дело в том что автоматы, в отличие от тепловушек, имеют свою линейку номиналов, без возможности точной регулировки.

Но об этом позже, сначала разберем принцип действия теплового реле. Говоря на простом языке, без кучи графиков, устройство реагирует на превышение номинального тока, выставленного при регулировке. Чем выше будет это повышение номинала, тем быстрее оно сработает. Суть кроется в устройстве аппарата.

Но зачем всё это? Проблема заключается в том, что перегрев проводов ускоряет старение изоляции, оплавления, ослабление креплений и даже вытекание из-под контакта. Последнее больше относится к алюминиевой проводке.

Устройство теплового реле. Видео.

Самый главный элемент —  биметаллическая пластина. Она выполнена в виде 2 сплавов с разной температурой характеристикой (латунь плюс инвар или хромоникель). И при перегреве, благодаря этому, она изгибается, приводя в работу весь механизм. При помощи подвижных контактов и пачке пружин они размыкают контакты, отключая цепь.

Конструкция теплового реле может отличаться у каждой модели, ведь очень много. Одна из них представлена выше —  РТИ. Которую можно напрямую «прилепить» к магнитному пускателю. Сразу идут 3 контакта под габариты гнёзд. В монтаже не запутаться.

Как показано на фото, пластинки находятся там на данной модели, хоть вы их скорее всего и не разглядите. Они часто не большого размера. Из-за дороговизны некоторых материалов, которые могут входить в состав сплава для более тонкой регулировки и снижения цены.

При регулировке биметаллическая пластина отодвигается дальше или ближе к толкателю, и получается так, что пластине нужно изогнуться в большей или меньшей амплитуде. Вот таков принцип заложен в регулировке аппарата.

Есть очень хорошее видео с пояснением как это все работает, рекомендую его посмотреть с «8:30» минуты.

Время-токовая характеристика теплового реле.

Это практически самая главная характеристика. Она отражает отношение времени срабатывания от значения тока. При обычной работе в штатном режиме время уходит в бесконечность, но после 20% перегрузке начинается существенное снижение. Это видно из графика ниже.

Как видно из графика, приблизительно за 6,5 секунды отключит сеть при пятикратном превышении. Зачем это сделано? А всё просто и логично. У двигателей есть пусковые токи, которые как раз могут превышать номинальные в 3-5 раз. И это время необходимо, чтобы у вас не выбивало каждый раз при включении двигателя.

Надеюсь я помог вам разобраться в этой теме. А с установкой поможет ещё одна наша статья — как подключить тепловое реле. Без воды рассказываем, как электротехника может оказаться не такой уж и сложной.

Тепловое реле TF42-5.7 диапазон уставки 4,2А…5,7А, для контакторов AF09-AF38, ABB, 1SAZ721201R1038

Артикул:

1SAZ721201R1038

Производитель:

EAN код:

4013614398100

Технические характеристики товара:

Реле перегрузки тепловое TF42-5. 7 для контакторов AF09-AF38

Номинальный ток, In:

Единицы измерения:

шт

Дополнительная информация о “1SAZ721201R1038”

Соответствие стандартам:

МЭК/EN 60947-1

Номинальное рабочее напряжение:

690В АС

Номинальная частота:

50/60 Гц

Класс расцепления реле:

10

Время рабочего цикла:

100%

Номинальное импульсное напряжение:

6 кВ

Номинальное напряжение изоляции:

690В АС

Температура окружающей среды при хранении:

-50…+80°C

Температура окружающей среды при работе:

-25…+60°C

Maксимально допустимая рабочая высота:

2000

Степень защиты:

IP20

Сечение подключаемого кабеля-главная цепь:

1/2x 0,75…4мм2

Длина зачистки провода:

12мм

Момент затяжки:

1,5-2,5 Нм

Аналоги «1SAZ721201R1038»

Артикул:

1SAZ711201R1038

Производитель:

ABB

3583 руб/шт

Популярные товары раздела «Тепловые реле»

Артикул:

1SAZ711201R1035

Производитель:

ABB

3656 руб/шт

Артикул:

3RU11364EB0

Производитель:

SIEMENS

Цена по запросу

Артикул:

3RU21161GB0

Производитель:

SIEMENS

2460 руб/шт

Артикул:

1SAZ721201R1035

Производитель:

ABB

4341 руб/шт

Устройство теплового реле. Разбираем ИЭК РТИ-1308

Согласно закону Джоуля-Ленца, количество тепла, выделяемое участком электрической цепи, пропорционально квадрату силы тока и сопротивлению этого участка. Это дает возможность создавать устройства, выполняющие небольшую механическую работу (например, по замыканию/размыканию контактной пары) при достижении силы тока на исследуемом участке цепи определенного значения. Подобные устройства получили название тепловых (электротепловых) реле или реле тепловой защиты.

Тепловое реле, как правило, служит для защиты (аварийного отключения и/или сигнализации об аварийной ситуации) электрических цепей и электрооборудования от повышения тока потребления сверх некого номинального (нормального) значения. Повышение тока потребления может свидетельствовать, например, о чрезмерной нагрузке на вал двигателя, межвитковом замыкании и т.д.

 

Биметаллическая пластина.

Факт того, что проводник с током греется, не дает возможность напрямую совершить какую-либо существенную механическую работу, так как степень нагрева нуждается в оценке, например, термодатчиком. Оказывается, есть возможность поступить проще, а именно «научить» проводник закономерно изменять свою геометрическую форму пропорционально изменению температуры.
Как известно, линейные размеры металлов при нагреве меняются. Известно также, что у разных металлов коэффициенты теплового расширения различные. Например, при нагреве на одно и то же значение температуры, полоска из металла, обладающего большим коэффициентом теплового расширения, удлиниться на большее значение, чем полоска из другого металла, коэффициент теплового расширения которого ниже. Если соединить вместе две одинаковые по форме полоски разнородных металлов, то, при изменении температуры, геометрическая форма этой конструкции тоже будет изменяться – изгибаясь и распрямляясь, в зависимости от температуры. Скрепленные воедино две пластины разнородных металлов получили название биметаллической пластины. Биметаллическая пластина, как своеобразный прибор для оценки силы тока по его нагреву и последующего воздействия на какой-либо исполнительный механизм, широко применяется в различных бытовых и промышленных устройствах автоматики.


Принцип работы биметаллической пластины.

 

Устройство теплового реле на примере ИЭК РТИ-1308.

Теория принципа действия теплового реле была вкратце рассмотрена выше, обратимся к практике. Вскроем корпус и разберемся с внутренним устройством низковольтного трехфазного теплового (тепломеханического) реле ИЭК РТИ-1308. Его основные технические характеристики представлены в таблице ниже.

Таблица. Основные технические характеристики теплового реле ИЭК РТИ-1308.

Характеристика силовой цепи Значение
Диапазон регулировки тока срабатывания 2,5–4 А
Стандартные рабочие напряжения 230, 400, 660 В
Максимальная частота переменного тока 400 Гц

Характеристика цепи управления Значение
Тип контактов 1 замкнутый + 1 разомкнутый
Максимальная коммутируемая мощность при напряжении 110 В 400 ВА
Максимальная коммутируемая мощность при напряжении 230 В 600 ВА
Максимальная коммутируемая мощность при напряжении 400 В 600 ВА

Принцип работы теплового реле РТИ можно описать следующим образом. При протекании электрического тока по биметаллическим пластинам (каждой из трех фаз предназначается своя пластина), происходит их нагрев. Чем выше ток, тем сильнее нагрев биметаллических пластин и, следовательно, больше их изгиб в определенную (конструктивно заданную) сторону. Изгибаясь, пластины давят на систему рычагов. При достижении хотя бы одной из трех пластин критического значения по углу изгиба, вследствие превышения на одной или нескольких фазах номинального установленного рабочего тока, происходит срабатывание исполнительного (контактного) механизма цепи управления, и контактные пары переводятся во взаимно противоположные состояния. В таком, нагретом до момента срабатывания реле, состоянии биметаллические пластины будут удерживать реле до тех пор, пока на все фазах тепловой ток не придет в норму. Ток снижается – биметаллические пластины охлаждаются, переводя систему рычагов в первоначальное состояние. Если у теплового реле активирован режим автоматического пуска, то контактные группы тоже автоматически переключаться в первоначальное состояние, если нет – нужно вручную включать реле после каждого его срабатывания. На фотографиях ниже можно увидеть процесс вскрытия РТИ-1308 и пояснения к нему.


Упаковка.


Вид сбоку (фото слева).
Вид на силовые контакты. Расстояния между контактами можно менять благодаря овальным отверстиям корпуса (фото справа).



Органы управления и настройки РТИ-1308.



Под шильдиком прячется подстроечный винт. Благодаря ему, происходит актуализация значений шкалы диска настройки тока.
Количество заводсткой краски, нанесенной на резьбу подстроечного винта, оказалось недостаточным (винт легко вращался на пару оборотов). Дополнительно закрашиваем резьбу цапонлаком (фото снизу).


 
Вскрываем корпус, подцепляя тонкой плоской отверткой пластмассовые защелки по периметру корпуса.
Вскрыть корпус, не отломив ни одной защелки, очень сложно – пластмасса хрупкая (фото справа внизу).

 


Корпус вскрыт.



Биметаллические пластины смешанного нагрева (ток идет через обмотку нагрева и через саму пластину).

 
Изгиб пинцетом любой биметаллической платины инициирует срабатывание реле. Чем выше установленный ток, тем сильнее нужно изгибать пластины.


Реле без биметаллических пластин.
Нажимаем пинцетом на рычаг – происходит срабатывание реле (фото справа).

 
Система рычагов для объединения изгибающих усилий пластин воедино по логическому закону “ИЛИ”. То есть, изгиб хотя бы одной (любой) пластины вызывает пропорциональное смещение верхнего рычага системы.

Система находится в своём крайнем левом положении, соответствующем минимальному изгибу биметаллических пластин (фото слева).
Система находится в своём крайнем правом положении, соответствующем максимальному изгибу биметаллических пластин (фото справа).


Реле сработало (желтый Г-образный флажок в крайнем правом положении) и ждёт ручного пуска, так как синий переключатель в положении ручного управления (фото слева).
Нажимаем непосредственно на рычажок, идущий к контактным группам (фото справа).


Съём исполнительного механизма происходит путём откручиванием единственного винта.


Исполнительный механизм со стороны контактных групп.
При нажатии на кнопку “Стоп”, происходит размыкание замкнутой пары контактов.


Все детали теплового реле ИЭК РТИ-1308.

Время срабатывания теплового реле зависит от кратности превышения тока, то есть от того, во сколько раз реальный ток превысил установленный (см. график ниже).



График (кривые) срабатывания РТИ-1308 (фото сверху).
Схематичное обозначение РТИ-1308 (фото снизу).

 

Кнопкой «тест» можно сымитировать срабатывание реле, то есть принудительно перевести контактные пары исполнительного механизма в противоположные состояния. Таким образом, можно проверить лишь правильность работы каких-либо электронных устройств (например, контактора), коммутируемых тепловым реле. Всецело же корректность работы теплового реле проверяется только на специальном испытательном стенде с моделированием прохождения через реле различных токов, как ниже, так и выше установленного тока срабатывания реле.

В заключение, нужно сказать о трех важных вещах, касаемо тепловых (тепломеханических) реле. Во-первых, любое тепломеханическое реле имеет собственное (небольшое, но постоянное) потребление энергии, расходуемое на подогрев биметаллических пластин. Во-вторых, тепловое реле не предназначено для защиты от токов короткого замыкания, которому характерен сверхбыстрый рост тока. Это обусловлено относительно высокой инертностью биметаллических пластин, которые не способны нагреться так быстро. Для защиты от короткого замыкания, в паре с тепловыми реле, необходимо применять автоматические выключатели электромагнитного расцепления. В-третьих, ток срабатывания теплового реле зависит от температуры окружающей среды, условий охлаждения корпуса реле и прочих факторов. Таким образом, в качестве прецизионного устройства защиты, где требуется очень точная оценка электрического тока, тепловое реле тепломеханического типа использовать нельзя, погрешности весьма значительны.

Похожие статьи:

Тепловые реле – Безопасность электроустановок

Схема подключения теплового реле

Схемы подключения электродвигателей, в которые включено тепловое реле, могут существенно отличаться между собой, в зависимости от технической необходимости и наличия различных устройств. Тем не менее, в каждой из схем тепловое реле обязательно должно подключаться последовательно с катушкой пускателя. Это обеспечивает надежную защиту от перегрузок оборудования. Так, при превышении определенного уровня потребляемого двигателем тока тепловое реле размыкает цепь, тем самым отключая магнитный пускатель и сам двигатель от источника электропитания.

Принцип работы теплового реле

На сегодняшний день наибольшую популярность приобрели тепловые реле, чье действие основано на использовании свойств биметаллических пластин. Для изготовления биметаллических пластин в таких реле используют, как правило, инвар и хромоникелевую сталь. Сами пластины между собой крепко соединяются посредством сварки или же проката. Поскольку одна из пластин обладает большим коэффициентом расширения при нагревании, а другая меньшим, то в случае воздействия на них высокой температуры (например, при прохождении тока через металл), происходит изгиб пластины в ту сторону, где располагается материал с меньшим коэффициентом расширения.

Таким образом, при определенном уровне нагревания биметаллическая пластина прогибается и оказывает воздействие на систему контактов реле, что приводит к его срабатыванию и размыканию электрической цепи. Также необходимо отметить, что в результате низкой скорости процесса прогиба пластины она не может эффективно гасить дугу, которая возникает в случае размыкания электрической цепи. Для того чтобы решить данную проблему, необходимо ускорить воздействие пластины на контакт. Именно поэтому на большинстве современных реле предусмотрены также ускоряющие устройства, которые позволяют эффективно разорвать цепь в минимальные сроки.

  Виды тепловых реле (РТТ, РТЛ, ТРН, РТИ)

Тепловые реле РТТ применяются в тех случаях, когда требуется обеспечить эффективную защиту трехфазных асинхронных двигателей от перегрузок, длительность которых превышает допустимую (которые могут возникнуть, например, при выпадении одной из фаз). Как правило, они являются комплектующими частями в управляющих схемах электроприводов и в магнитных пускателях.

Тепловые реле РТЛ используются в тех случаях, когда требуется защитить от перегрузок по продолжительности, а также о несимметричности тока, например, при выпадении одной из фаз. Этот тип реле может устанавливаться как на пускателях, так и отдельно, при наличии клеммников.

Двухфазное тепловое реле ТРН используется, как правило, на магнитных пускателях в асинхронных двигателях. Его особенностью является возможность использования в сетях постоянного тока.

Тепловое реле РТИ выполняет те же функции, что и описанные выше, а также обеспечивает защиту от затянутого пуска. Данный тип реле обладает собственным потреблением энергии, поэтому дополнительно при его использовании рекомендуется устанавливать предохранители.

 

Видеоролик

Тепловые реле

К тепловым реле можно отнести большую группу электроприборов, предназначенных для регулировки температуры различных нагревательных приборов, контроля технологических процессов, защиты электродвигателей, аккумуляторов и других устройств с использованием различных датчиков температуры. В этой статье рассматриваем конструкции и возможности тепловых реле с биметаллическими пластинами, используемых в основном для защиты электродвигателей промышленных установок.

Принцип действия тепловых реле основан на тепловом действии тока, нагревающего биметаллическую пластину, состоящую из двух соединённых плоскими поверхностями металлических полосок с разными коэффициентами линейного расширения. При изменении температуры из-за различного линейного расширения частей, пластина изгибается. При нагревании до определённой температуры, пластина нажимает на защёлку расцепителя и под действием пружины происходит быстрое электрическое разъединение контактов.

В отличие от предохранителей и электромагнитных расцепителей, которые применяются для защиты электрооборудования от коротких замыканий, тепловые реле предназначены для защиты от перегрузки, в основном электродвигателей. Это объясняется тем, что для нагрева биметаллической пластины до температуры, при которой происходит отключение нужно значительно больше времени, чем для срабатывания предохранителя и защищаемое оборудование может выйти из строя.

По конструкции тепловые реле защиты двигателя различаются в зависимости от назначения, способа установки, рабочего тока. Реле изготавливаются и применяются как отдельные электроустановочные изделия, так и в составе пускателей или автоматических выключателей в качестве конструктивных элементов. Чаще всего это двухфазные или однофазные реле с регулировкой тока срабатывания. Изготавливаются варианты с самовозвратом после срабатывания и с ручным возвратом в исходное положе.

Биметаллическая пластинка нагревается за счёт прохождения тока по токонагревающей спирали, которая наматывается на пластину через теплостойкую изоляцию. Количество витков спирали, а также сечение провода выбирается в зависимости от величины тока, на который рассчитано тепловое реле. При больших значениях тока в качестве нагревательного элемента может использоваться и сама биметаллическая пластина, изготовленная в вида буквы U, прикреплённой концами к контактам токоведущих поверхностей. У однофазных тепловых реле ТРП-60 и ТРП-150 одна часть тока проходит через нагревательный элемент, а вторая через биметаллическую пластину. Система рычагов и пружин по конструкции, отключающих контакты тепловых реле, различается в зависимости от типа и назначения реле.

Выбор теплового реле зависит от тока, потребляемого электродвигателем. Величина изменения тока срабатывания реле с помощью регулировки небольшая, поэтому для разных электродвигателей нужно подбирать тепловые реле с подходящими термоэлементами.

При пуске электродвигателя пусковой ток примерно в 5-7 раз превышает номинальный рабочий. Но, тепловое реле не срабатывает из-за замедления на нагрев биметаллической пластинки. Поэтому тепловое реле выбирается по номинальному току нагрузки или немного больше. Рекомендуемое превышение тока срабатывания защиты составляет 5% – 20% от номинального тока электродвигателя. Лучше всего сразу выбирать комплект для конкретного электродвигателя из пускателя и теплового реле, например, по готовой таблице.

Данные тепловых реле встроенных в пускатели ПМЕ и ПАЕ
Тип пускателяТип теплового релеНоминальный ток теплового элемента
или маркировка сменного нагревателя, А
МПЕ-000ТРН-10А0,32
0,4
0,5
0,63
8,0
1,0
1,25
1,6
2,0
2,5
3,2
ПМЕ-100ТРН-100,5
0,63
0,8
1,0
1,25
1,6
2,0
2,6
3,2
4,0
5,0
6,3
8,0
10
ПМЕ-200ТРН-255,0
6,3
8,0
10
12,5
16
20
25
ПАЕ-300ТРН-4012,5
16
20
25
32
40
ПАЕ-400ТРП-6020
25
30
40
50
60
ПАЕ-500ТРП-15050
60
80
100
120
ПАЕ-600ТРП-150100
120
160

Примечания: 
1. Номинальные токи указаны для случая, когда регулятор уставки тока находится в положении 0 и реле установлено открыто на панели при температуре окружающего воздуха 20 С – для реле ТРН и 40 С – для реле ТРП

2. При встройке реле ТРН в пускатель с оболочкой любого исполнения и температуре окружающего воздуха 20 С снижение номинальных токов не требуется. То же не требуется для ТРП 20-60А включительно. требуется снижение номинальных токов при температуре воздуха до 40 С для ТРП.

Настройка теплового реле необходима при изменении температурных условий эксплуатации электрооборудования, подстройки тепловой защиты для конкретного электрооборудования, а также для компенсации разброса характеристик у различных образцов изделий даже одного типа.

Большинство тепловых реле имеют два вида регулировки для установки тока срабатывания. Ближе к концу подвижной части биметаллической пластины находится регулировочный винт, который служит для того, чтобы регулировать расстояние от пластины до поверхности расцепителя, на которую этот винт нажимает для срабатывания реле. Эта регулировка недоступна пользователям без разборки. Вторая регулировка предназначена для подстройки тока срабатывания обслуживающим персоналом. Для этого используют выведенный на лицевую сторону как у реле ТРН регулировочный винт под отвёртку с эксцентриком для механического изменения изгиба. В другом варианте, как у автоматического выключателя АП-50, регулировка выполняется специальным рычажком. Возле регуляторов имеются деления для определения в процентах изменения величины тока. Величина регулировки тока срабатывания теплового реле ограничена и обычно составляет по 25% в одну или другую сторону.

Реле тепловые и токовые
№ п/пТипТок уставки А№ п/пТипТок уставки
1.РТТ-111до 2514.РТЛ-10103,6-6,0
2.РТТ-141до 2515.РТЛ-10125,9-8,0
3.РТТ-211до 4016.РТЛ-10147,0-10
4.РТТ-311до 10017.РТЛ-10169,5-14
5.РТТ-321до 16018.РТЛ-102113-19
6.РТЛ-1001от 0,1 до 0,1719.РТЛ-102218-25
7.РТЛ-10020,16-0,2620.РТЛ-205323-32
8.РТЛ-10030,24-0,421.РТЛ-205530-41
9.РТЛ-10040,38-0,6522.РТЛ-205738-52
10.РТЛ-10050,61-1,023.РТЛ-205947-64
11.РТЛ-10060,95-1,624.РТЛ-206154-74
12.РТЛ-10071,5-2,625РТЛ-206363-86
13.РТЛ-10082,4-4,0

При правильной настройке тока срабатывания обеспечивается защита электродвигателя трёхфазного тока от перегрузки при остановке двигателя от заклинивания ротора, при чрезмерном увеличении механической нагрузки на приводимый в движение механизм, при затяжном пуске электродвигателя. Тепловым реле обеспечивается также защита электродвигателя от перекоса или обрыва фазы по увеличению тока в оставшихся фазах. Для срабатывания тепловой защиты вполне достаточно повышения тока даже в одной из фаз, если ток проходит через нагреватель теплового реле. Поэтому достаточно надёжная защита электродвигателя от перегрузки обеспечивается одним двухфазным реле или двумя однофазными.

Настройка тока срабатывания теплового реле проводится на несложном стенде. Реле подключается через понижающий трансформатор и регулятор тока ЛАТР. Потребляемый ток измеряется амперметром. Правильно настроенное тепловое реле не должно срабатывать при значении тока Iн = 1,05, но должно срабатывать за время не больше 20 минут при токе Iн = 1,2 от номинального значения.

Время срабатывания теплового реле зависит от величины тока и температуры окружающей среды для каждого типа реле. Их значения, с учётом разброса характеристик, приводятся в специальных таблицах. Предварительно проверяемое реле прогревают номинальным током в течение 2-х часов.

Настройку и проверку реле при значительном из количестве можно производить в форсированном режиме сравнением реле, испытанным по вышеизложенному методу и принятым в качестве образца-эталона. На соединенные последовательно с образцовыми 8-10 тепловых элементов с одинаковым номинальным током подаётся 2,5-3 кратный ток уставки, и отчитывается время их срабатывания (обычно 5-8 минут). Тепловые элементы сработавшие с большим отклонением от образцового, подвергаются регулировке изменением положения регулировочного рычага до отключения реле. Эту операцию необходимо выполнить за время не более 25-30 секунд.

При особой требовательности к реле после его охлаждения (через 10-15 минут) испытание повторяют для контроля полученных результатов. Настройку реле можно считать удовлетворительной, если время срабатывания испытуемого реле будет отличаться от образцового не более чем на 10%.

Применение тепловых реле, а также их обслуживание имеет свои особенности. Схема защиты двигателя построена так, что ток электродвигателя проходит через нагреватели теплового реле, а его размыкающий контакт отключает цепь управления пускателем электродвигателя. Поэтому нужно иметь в виду, что при залипании двух или больше контактов на пускателе, реле не обеспечит отключение электродвигателя.

Тепловые реле имеют разброс по отключению, прежде всего это связано с сезонными и суточными изменениями температуры окружающего воздуха. Время срабатывания зависит от того, было ли до этого токовое реле под нагрузкой. Если реле было под нагрузкой и прогретое, то время срабатывания теплового реле уменьшается.

Срабатывание теплового реле обычно сигнализирует о наличии плохо заметной неисправности. Даже непродолжительный осмотр оборудования поможет своевременно выявить скрытые неисправности электрооборудования и предотвратит его выход из строя.

При плохом контакте происходит нагрев места соединения, и тепловое реле преждевременно срабатывает и при нормальном режиме работы защищаемого электрооборудования. Если сильно загрубить уставку теплового реле, то контакт подгорит, а тепловое реле может не сработать при увеличении тока в двух оставшихся фазах.

После срабатывания теплового реле необходимо некоторое время для остывания термоэлемента, только после этого возможно его повторное включение. Перед повторным включением очень желательно проверить на ощупь температуру электродвигателя. Если температура повышена, то нужно дать время для его остывания и проверить двигатель. Время остывания электродвигателя существенно больше, чем время необходимое для остывания и повторного включения теплового реле.

Частые включения электродвигателей не рекомендуются, если двигатель специально не предназначен для работы в таких режимах. Перед повторным включением желательно осмотреть и проверить вал электродвигателя на отсутствие заклинивания, люфтов в подшипниках. Отключив автомат электродвигателя проверить контакты пускателя на отсутствие залипания, состояние подвижной системы, затяжку электрических контактов. После включения автоматического выключателя проверить наличие напряжения на верхних контактах пускателя. При запуске электродвигателя нужно обратить внимание на отсутствие чрезмерного искрения в пусковой аппаратуре, на шумы в двигателе и приводимых в движение механизмах. Нужно проверить потребление тока в каждой фазе защищаемого двигателя по стационарным приборам или токовыми клещами.

Не редки случаи, когда из-за невнимательного осмотра оборудования или закорачивании отключающего контакта теплового реле, за короткое время на одном месте один за другим палят несколько электродвигателей.

Правила устройства электроустановок (3.1.19.) вводят ограничения на применение защиты электродвигателей, отключение которых может привести к серьёзным последствиям. Это некоторые виды сигнализации, средства пожаротушения, вентиляторы, предотвращающие образование взрывоопасных смесей и другие ответственные устройства.

Видеоролик


Каков принцип работы теплового реле?

Тепловые реле – это защитные электрические устройства, используемые для защиты двигателей или другого электрического оборудования и электрических цепей от перегрузки. При фактической работе двигателя, такой как перетаскивание производственного оборудования на работу, если машина неисправна или цепь ненормальная, двигатель столкнется с перегрузкой, скорость двигателя уменьшится, ток в обмотке увеличится, и температура обмотки двигателя повысится.Если ток перегрузки небольшой и время перегрузки короткое, а обмотка двигателя не превышает допустимого превышения температуры, перегрузка допустима. Однако, если время перегрузки велико и ток перегрузки велик, повышение температуры обмотки двигателя превысит допустимое значение, что приведет к старению обмотки двигателя, сокращению срока службы двигателя и даже сгоранию обмотки двигателя в серьезных случаях. . Поэтому такую ​​перегрузку мотор не переносит. Тепловое реле использует принцип теплового воздействия тока для отключения цепи двигателя в случае перегрузки, которую двигатель не может выдержать, чтобы обеспечить защиту двигателя от перегрузки.

Тепловые реле Nader

Структура теплового реле

Тепловое реле состоит из нагревательного элемента, биметаллического листа и контакта, среди которых биметаллический лист является ключевым измерительным элементом . Биметаллический лист состоит из двух видов металла с разным коэффициентом теплового расширения. Сторона с большим коэффициентом теплового расширения называется активным слоем, а сторона с малым коэффициентом теплового расширения – пассивным слоем.Тепловое расширение биметаллического листа происходит после нагрева. Однако из-за разных коэффициентов теплового расширения двух слоев металла первые два слоя металла тесно связаны друг с другом, из-за чего биметаллический лист изгибается, как одна сторона пассивного слоя. Механическое усилие, создаваемое изгибом биметаллического листа из-за нагрева, заставит подвижный контакт разорвать цепь.

Структура теплового реле

Принцип работы теплового реле

Когда двигатель работает нормально, тепловой элемент теплового реле не выделяет достаточно тепла для срабатывания функции защиты, и его нормально замкнутый контакт будет оставаться замкнутым штат; Когда двигатель перегружен, тепловой элемент теплового реле будет генерировать достаточно тепла, чтобы сработала функция защиты, и его нормально замкнутый контакт будет отключен, чтобы двигатель потерял мощность через цепь управления, чтобы защитить двигатель. После устранения неисправности следует сбросить тепловое реле, прежде чем можно будет перезапустить двигатель.

Тепловое реле обычно имеет две формы сброса: ручной сброс и автоматический сброс. Преобразование двух форм сброса может быть выполнено регулировкой винта сброса. Когда тепловое реле поставляется с завода, производитель обычно устанавливает его в состояние автоматического сброса. При использовании, устанавливается ли тепловое реле в состояние ручного или автоматического сброса, зависит от конкретной ситуации в цепи управления. В целом, принцип заключается в том, что даже если тепловое реле сбрасывается автоматически после выполнения защитного действия теплового реле, защищенный двигатель не должен перезапускаться автоматически, в противном случае тепловое реле должно быть установлено в состояние ручного сброса. Это сделано для предотвращения повторного запуска двигателя и повреждения оборудования, если неисправность не устранена. Например, для цепи управления ручным запуском и ручным остановом, управляемым кнопкой, тепловое реле может быть установлено в режим автоматического сброса; для цепи автоматического пуска, управляемой автоматическим элементом, тепловое реле должно быть переведено в режим ручного сброса.

Классификация тепловых реле

Биметаллическая пластина: биметаллический лист, изготовленный прокаткой двух видов металлов с разным коэффициентом расширения (обычно никелевый марганец и медная пластина), нагревается и изгибается, чтобы толкать несущий стержень, таким образом, перемещаясь при контакте. Биметаллическая пластина широко используется и часто образует магнитный пускатель с контактором.

Тип термистора: тепловое реле, сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры.

Тип плавкого сплава: используя теплоту тока перегрузки, чтобы плавкий сплав достиг определенного значения температуры, сплав плавится и приводит в действие реле.

Тепловое реле перегрузки: определение, принцип работы, применение

Электродвигатели составляют значительную часть нагрузок энергосистемы. Требования рынка вынудили промышленность по управлению двигателями постоянно оценивать технологии защиты двигателей. Технологические достижения позволяют отрасли управления двигателями предлагать несколько вариантов защиты двигателя. Его эффективный принцип работы делает тепловое реле одним из лучших решений для защиты двигателей.

Что такое тепловое реле перегрузки?

Тепловое реле перегрузки обеспечивает функции защиты для одно- или трехфазных двигателей.Реле контролирует рабочий ток двигателя и отключает контактор в случае перегрузки. Он также защищает двигатель от повреждений при обрыве фазы.

Реле перегрузки выполняют следующие функции:

  • Допускаются безопасные временные перегрузки (например, запуск двигателя) без нарушения цепи.
  • Сработает и разомкнет цепь, если ток достаточно высок, чтобы вызвать повреждение двигателя в течение некоторого времени.
  • Может быть сброшен после устранения перегрузки.

Его также называют реле тока перегрузки, реле защиты от перегрузки, реле электрической перегрузки

Выбрав соответствующий тип реле перегрузки с соответствующей функциональностью, можно защитить двигатель от большинства повреждений, вызванных следующими условиями:

  • Неисправность подшипника
  • Неисправность стержня ротора
  • Внешние отказы
  • Неисправность обмотки статора
  • Неисправность муфты вала

Как работает тепловое реле перегрузки?

Тепловое реле перегрузки предназначено для токовозависимой защиты приложений с нормальными условиями запуска от недопустимо высоких температур в результате перегрузки или обрыва фазы.Из-за перегрузки или обрыва фазы ток двигателя превышает установленный номинальный ток двигателя. Это повышение тока нагревает биметаллические ленты внутри реле через нагревательные элементы, которые, в свою очередь, приводят в действие вспомогательные контакты через механизм отключения из-за их отклонения. Они отключают нагрузку через контактор. Время отключения зависит от отношения тока отключения к рабочему току Ie и сохраняется в виде характеристики отключения с долговременной стабильностью. Состояние «Отключено» сигнализируется с помощью индикатора положения переключения.Сброс выполняется вручную или автоматически по истечении времени восстановления.

Применение теплового реле перегрузки

Тепловые реле перегрузки обеспечивают защиту от перегрузки для однофазных двигателей и трехфазных двигателей, таких как:

  • Вентиляторы
  • Насосы
  • Компрессоры
  • Миксеры
  • Конвейеры
  • Лифты
  • Малые станки
  • Генераторы
  • Промышленные ИБП

Параметры выбора реле тепловой перегрузки

При выборе реле перегрузки следует учитывать следующие параметры:

  • Диапазон тока
  • Номинальное рабочее напряжение
  • Класс поездки
  • Номинальное напряжение изоляции
  • Международные стандарты
  • Наличие обрыва фазы
  • Температура окружающего воздуха

Схема подключения реле тепловой защиты

Технические условия на тепловые реле перегрузки

Классы поездок

Классы срабатывания описывают интервалы времени, в течение которых реле перегрузки должно срабатывать с 7.В 2 раза больше рабочего тока Ie для симметричной трехполюсной нагрузки от холода.

Текущая установка

Реле тепловой перегрузки настраивается на номинальный ток двигателя с помощью поворотного потенциометра. Шкала поворотного потенциометра откалибрована в амперах.

Ручной и автоматический сброс

Если выбран ручной сброс, сброс можно выполнить непосредственно на устройстве, нажав кнопку «СБРОС».Когда выбран автоматический сброс, реле будет сброшено автоматически. Сброс невозможен, пока не истечет время восстановления.

Время восстановления

После отключения из-за перегрузки требуется определенное время для охлаждения биметаллических лент тепловых реле перегрузки. Реле перегрузки можно сбросить только после того, как оно остынет.

Функция тестирования

Правильность работы готового теплового реле перегрузки можно проверить с помощью кнопки ТЕСТ.Кнопка тестирования используется для имитации срабатывания реле. Во время этого моделирования нормально закрытый контакт (95-96) размыкается, а нормально открытый контакт (97-98) замыкается, в результате чего реле перегрузки проверяет правильность подключения вспомогательной цепи.

Функция останова

При нажатии кнопки СТОП нормально замкнутый контакт размыкается и последовательно включенный контактор обесточивается, и, следовательно, нагрузка отключается. После отпускания кнопки СТОП нагрузка снова подключается через контактор.

Индикация состояния

Текущее состояние теплового реле перегрузки отображается индикатором состояния.

Вспомогательные контакты

Реле тепловой перегрузки имеет нормально разомкнутый контакт для сигнала отключения и нормально замкнутый контакт для отключения контактора.

Калибровочный штекер теплового реле перегрузки

  1. Подключение для монтажа на контакторы
  2. Кнопка ручного / автоматического сброса
  3. Тестовая кнопка
  4. Уставка тока двигателя
  5. Кнопка остановки
  6. Клеммы питания

В тепловых реле перегрузки используются биметаллы для защиты.Но в электронном реле перегрузки используются встроенные трансформаторы тока, специализированные интегральные схемы (ASIC) и / или микропроцессоры, а также принципы электромеханической конструкции для создания компактного, высокофункционального решения защиты от перегрузки. Поскольку ток двигателя проходит через встроенные трансформаторы тока, для питания интегральной схемы доступна энергия. Контролируя трехфазную мощность, ASIC / микропроцессор может обрабатывать текущие данные и активировать механизм отключения в условиях перегрузки, размыкая нормально замкнутый контакт и отключая цепь катушки пускателя двигателя.

Преимущества теплового реле перегрузки
  • Защищает двигатель от перегрева. Его можно использовать в одно- или трехфазных двигателях.
  • Некоторые реле перегрузки имеют внутреннюю защиту от потери фазы.
  • Обладает эффективным принципом действия.
  • Это недорогое устройство.
  • Его можно установить непосредственно на контактор или на панель с помощью адаптера для DIN-рейки.
  • Он имеет внутреннюю кнопку тестирования, используемую для поиска и устранения неисправностей.
  • Некоторые реле перегрузки имеют внутреннюю кнопку выбора класса отключения.
  • Имеет широкий регулируемый диапазон тока.
  • Имеет функцию сброса. (ручной или автоматический)
  • Имеет функцию температурной компенсации.
  • Имеет механизм без расцепления.

Недостатки теплового реле перегрузки
  • Не имеет функции прямого отключения. Его следует использовать с другими переключающими или защитными устройствами для отключения цепи.
  • Не имеет защиты от короткого замыкания
  • Медленно работает.
  • Не имеет высокой частоты переключения. После стольких отключений необходимо охлаждение.
  • Он плохо работает при запуске в тяжелых условиях.
  • Не выдерживает вибрации и ударов. (Только некоторые специальные типы могут работать хорошо)

Продолжить чтение

Обзор тепловых реле перегрузки

Тепловые реле перегрузки – это защитные электрические устройства, используемые для защиты двигателей или другого электрооборудования и электрических цепей от перегрузки. Тепловое реле перегрузки в основном используется для защиты от перегрузки асинхронных двигателей.После того, как ток перегрузки проходит через термоэлемент, биметаллический лист нагревается и изгибается, чтобы подтолкнуть механизм действия к контакту …

Каталог

I Что такое тепловое реле перегрузки?

Тепловые реле перегрузки – это защитные электрические устройства, используемые для защиты двигателей или другого электрического оборудования и электрических цепей.

Тепловое реле перегрузки в основном используется для защиты асинхронных двигателей от перегрузки.Его принцип работы :

после того, как ток перегрузки проходит через термоэлемент, биметаллический лист нагревается и изгибается, чтобы подтолкнуть механизм действия для управления контактом, тем самым отключая схему управления двигателем, чтобы выключить двигатель с помощью питания. выключен, играя роль защиты от перегрузки. Поскольку теплопередача занимает много времени во время нагрева и изгиба биметаллического листа, тепловое реле перегрузки не может использоваться для защиты от короткого замыкания, а может использоваться только для защиты от перегрузки.

Тепловое реле перегрузки широко используется в качестве компонента защиты двигателя от перегрузки из-за своего небольшого размера, простой конструкции и низкой стоимости.

II Состав тепловых реле перегрузки

Тепловое реле перегрузки состоит из биметаллического листа , нагревательного элемента, механизма действия и контактной системы . Биметаллический лист изготавливается путем сварки двух слоев металлических листов с большой разницей в коэффициенте расширения. При использовании нагревательный элемент подключается последовательно к источнику питания двигателя, а контакт подключается последовательно в цепи управления катушкой контактора.

Когда двигатель перегружен, ток большой, что приводит к нагреву и изгибу биметаллического листа. А через механизм действия подвижный контакт и статический контакт разъединяются, так что катушка контактора обесточивается, и двигатель отключается от источника питания.

Рисунок 1. Конструкция теплового реле перегрузки

(1) Биметаллический лист : Биметаллический лист является наиболее важной частью теплового реле перегрузки.Он объединяет два металлических листа с разными коэффициентами линейного расширения путем механической прокатки.

При комнатной температуре (то есть до нагрева) все обычно бывает плоским, как показано на Рисунке 2 (а). При повышении температуры металлический лист 1 (называемый активным слоем ) с большим коэффициентом линейного расширения пытается сделать большее расширение, в то время как металлический лист 2 с малым коэффициентом линейного расширения (так называемый ведомый слой ) ) можно сделать только меньшее расширение.Поскольку два слоя материалов плотно прикреплены и не могут быть растянуты свободно, биметаллический лист переходит из плоского состояния в изогнутое, как показано на рисунке 2 (b). Таким образом, активный слой может расширяться немного больше, а ведомый слой – меньше. Это причина того, что биметаллический лист после нагрева может вызывать деформацию изгиба.

Рисунок 2. Принцип работы биметаллической полосы

(2) Нагревательный элемент : Нагревательный элемент обычно изготавливается из медно-никелевого сплава, хромоникелевого сплава или хромо-алюминиевого сплава и т. Д., и его форма представляет собой нить, лист или ленту и т. д. Его функция заключается в использовании теплового эффекта, возникающего при прохождении электрического тока через резистивный нагревательный элемент, для приведения чувствительного элемента в движение.

(3) Управляющие контакты , управляющие контакты коэффициентов действия и системы действия или механизмы действия. В большинстве из них используется носовая пружина, пружина сжатия или механизм прыжка Лафи. Система действия часто оснащается устройством температурной компенсации, чтобы гарантировать, что рабочие характеристики теплового реле перегрузки остаются в основном неизменными в определенном диапазоне температур.

(4) Механизм сброса: Есть ручной сброс и автоматический сброс, которые можно свободно регулировать в соответствии с требованиями использования.

III Классификация тепловых реле перегрузки

По количеству фаз существует трех типов тепловых реле перегрузки: однофазных тепловых реле перегрузки, двухфазных тепловых реле перегрузки и трех -фазные тепловые реле перегрузки. Каждый тип имеет разные характеристики и модели в зависимости от номинального тока нагревательного элемента.Трехфазные тепловые реле перегрузки часто используются в трехфазных двигателях переменного тока для защиты от перегрузки.

По своему назначению трехфазные тепловые реле перегрузки бывают двух типов: типы без фазовой защиты и типы с фазной защитой.

IV Характеристики тепловых реле перегрузки

1. Характеристики защиты

Поскольку время срабатывания контакта теплового реле перегрузки связано со степенью перегрузки защищаемого двигателя, до анализа принципа работы реле тепловой перегрузки, мы должны сначала выяснить взаимосвязь между током перегрузки двигателя и временем включения двигателя, когда не превышается допустимый рост температуры.Эта зависимость называется перегрузочной характеристикой двигателя.

Когда во время работы двигателя возникает ток перегрузки, это неизбежно вызывает нагрев обмотки. В соответствии с соотношением теплового баланса нетрудно сделать вывод, что время проводимости двигателя обратно пропорционально квадрату его тока перегрузки при допустимом повышении температуры:

Рисунок 3. Взаимосвязь между временем проводимости и ток перегрузки

Чтобы адаптироваться к характеристикам перегрузки двигателя и играть роль защиты от перегрузки, тепловое реле перегрузки должно иметь обратнозависимых характеристик .По этой причине в тепловом реле перегрузки должен быть установлен резистивный нагревательный элемент. Таким образом, тепловой эффект, создаваемый током перегрузки через резистивный нагревательный элемент, используется для приведения в действие чувствительного элемента, тем самым приводя в действие контактное действие для завершения защиты.

Взаимосвязь между током перегрузки , проходящим через тепловое реле перегрузки, и временем срабатывания контакта теплового реле перегрузки называется характеристикой защиты теплового реле перегрузки, как показано на кривой , кривая 2 на рисунке. 3.Учитывая влияние различных ошибок, характеристика перегрузки двигателя и характеристика защиты реле представляют собой не одну кривую, а полосу. Очевидно, что чем больше погрешность, тем ремешок шире; чем меньше погрешность, тем уже ремешок.

Из кривой 1 на рисунке видно, что при перегрузке двигателя безопасно работать с кривой 1. Следовательно, характеристики защиты теплового реле перегрузки должны быть смежными с характеристиками перегрузки двигателя.Таким образом, если произойдет перегрузка, тепловое реле перегрузки сработает до того, как двигатель достигнет своего допустимого предела перегрузки, чтобы отключить питание двигателя, чтобы предотвратить повреждение.

2. Другие основные характеристики

(1) Управляющий контакт

Нормально разомкнутые и нормально замкнутые контакты реле тепловой перегрузки должны обеспечивать срабатывание цепи катушки контактора переменного тока более 1000 раз. при указанном рабочем токе.

(2) Характеристики ампер-секунды

Это также называется токово-временной характеристикой, которая представляет собой соотношение между временем срабатывания и протекающим током теплового реле перегрузки и обычно является характеристикой с обратнозависимой выдержкой времени. . Чтобы надежно реализовать защиту двигателя от перегрузки, ампер-секундная характеристика теплового реле перегрузки должна быть ниже допустимой характеристики перегрузки двигателя.

(3) Регулировка тока

Диапазон регулировки тока тепловых реле перегрузки обычно составляет от 66% до 100%, а максимальный – от 50% до 100%.

(4) Температурная компенсация

Чтобы уменьшить ошибку действия, вызванную изменением температуры окружающей среды, необходимо принять меры температурной компенсации.

(5) Время возврата

Время автоматического сброса реле тепловой перегрузки не должно превышать 5 минут, а время ручного сброса должно быть не более 2 минут.

(6) Термическая стабильность

Термическая стабильность – это способность выдерживать ток перегрузки . Требования к термостойкости термоэлемента следующие: при максимальном токе настройки 10-кратный максимальный ток настройки применяется к номинальному току 100 А и ниже, и в 8 раз максимальный ток настройки применяется к току настройки выше 100 А. После этого реле тепловой перегрузки должно надежно сработать 5 раз.

В Причины срабатывания реле тепловой перегрузки

Срабатывание реле тепловой перегрузки в основном вызвано перегрузкой или неправильным выбором .Реле тепловой перегрузки используется для защиты электроприборов от перегрузки. Дизайн должен соответствовать электроприборам. Если реле тепловой перегрузки слишком мало или электрическое оборудование имеет сопротивление, часто срабатывает перегрузка. После срабатывания реле тепловой перегрузки контактор потеряет питание и отключится.

Другие причины:

(1) Установленное значение теплового реле перегрузки слишком мало;

(2) Слишком большой ток нагрузки двигателя, возможно короткое замыкание между витками или передаточная часть двигателя не является гибкой;

(3) Низкое качество теплового реле перегрузки или плохой контакт контактов.

(4) Плохое качество контактора или плохой контакт контактов.

VI Как сбросить реле тепловой перегрузки после срабатывания

Существует два способа сброса реле тепловой перегрузки: ручной сброс и автоматический сброс.

1. Ручной сброс

После срабатывания защиты от перегрузки теплового реле перегрузки необходимо вручную нажать кнопку сброса, чтобы нормально замкнутый контакт снова замкнулся.Ручной сброс должен быть выполнен через 2-3 минуты после отключения, так как нагревательный лист для внутренней гибки нуждается в охлаждении.

2. Автоматический сброс

После срабатывания защиты реле от тепловой перегрузки нормально замкнутый контакт автоматически замыкается, и время автоматического сброса обычно составляет не более 5 минут.

Метод сброса можно выбрать с помощью винта настройки сброса.

Вставьте прямую отвертку в регулировочное отверстие на нижней стороне теплового реле перегрузки и затяните регулировочный винт сброса по часовой стрелке (до конца), что является методом автоматического сброса.Если вы ослабите винт регулировки сброса против часовой стрелки, так что винт откручивается на определенное расстояние, это становится ручным сбросом.

Новое тепловое реле перегрузки обычно имеет кнопку регулировки на верхней крышке. Когда кнопка регулировки повернута на H , это ручной сброс, а когда кнопка регулировки повернута на A , это автоматический сброс.

Рис. 4. Ручной сброс и автоматический сброс

Когда тепловое реле перегрузки используется для защиты двигателя от перегрузки, чтобы гарантировать, что нормально замкнутый контакт теплового реле перегрузки может быть сброшен и замкнут после неисправности, тепловое реле перегрузки обычно устанавливается в режим ручного сброса.

VII Меры предосторожности при использовании

(1) Тепловое реле перегрузки может использоваться только для защиты двигателя от перегрузки и обрыва фазы, но не для защиты от короткого замыкания.

(2) Выбор точки установки.

● Разница температур между местом установки реле тепловой перегрузки и защищаемого оборудования не должна быть слишком большой;

● В месте установки не должно быть источника вибрации;

● если тепловое реле перегрузки установлено с другими электрическими приборами, чтобы на его рабочие характеристики не влияли другие нагревательные приборы, его следует устанавливать ниже.

(3) Направление установки теплового реле перегрузки должно быть таким же, как указано в руководстве по продукту, а отклонение не должно превышать 5 °.

(4) Соединительный провод, используемый для теплового реле перегрузки, должен соответствовать техническим характеристикам. Если сечение соединительного провода слишком мало, осевая теплопередача будет медленной, и реле тепловой перегрузки выйдет из строя. Если соединительный провод слишком толстый, аксиальная теплопроводность происходит быстро, а реле тепловой перегрузки срабатывает медленно или отказывается двигаться.

Материал проволоки – обычно медь , если используется проволока с алюминиевым сердечником, концы следует покрыть лужением.

(5) Крепежные винты теплового реле перегрузки должны быть затянуты, в противном случае контактное сопротивление и температура нагревательного элемента увеличатся, что приведет к неисправности теплового реле перегрузки.

(6) Реле тепловой перегрузки с автоматическим сбросом должно быть установлено в автоматическое положение, и оно автоматически сбрасывается через 3-5 минут после срабатывания защиты.Для реле тепловой перегрузки с ручным сбросом кнопка сброса должна быть нажата после срабатывания защиты.

VIII Причины бездействия или неисправности

Причины бездействия или неисправности теплового реле перегрузки следующие:

1.

Причины бездействия

Причина бездействия выход из строя теплового реле перегрузки может быть:

(1) значение уставки тока слишком велико;

(2) термоэлемент сгорел или запломбирован;

(3) механизм затвора заклинивает или пряжка отваливается.

(4) При ремонте ток уставки может быть отрегулирован соответствующим образом в соответствии с допустимой нагрузкой, а термоэлемент или механизм действия могут быть отремонтированы.

2.

Причины неисправности

Причины могут быть следующими:

(1) текущее установленное значение слишком мало;

(2) тепловое реле перегрузки не согласовано с нагрузкой;

(3) время запуска двигателя слишком велико или слишком много раз непрерывного запуска;

(4) линия или нагрузка протекает или закорочено;

(5) реле тепловой перегрузки подвержено сильным ударам или вибрации.

Во время технического обслуживания мы должны выяснить причины и разумно отрегулировать ток уставки или заменить реле тепловой перегрузки, соответствующее нагрузке.

Если двигатель или цепь неисправны, двигатель и цепь питания должны быть отремонтированы; если в рабочей среде слишком много вибраций, следует использовать реле тепловой перегрузки с антивибрационным устройством.

IX Как выбрать тепловые реле перегрузки

1. В принципе, ампер-секундная характеристика теплового реле перегрузки должна быть как можно ближе или даже совпадать с характеристикой перегрузки двигателя, или по перегрузочной характеристике мотора.И при этом на тепловое реле перегрузки не должно воздействовать (бездействие) в момент кратковременной перегрузки и пуска двигателя.

2. Когда тепловые реле перегрузки используются для защиты двигателей при длительной работе или прерывистой длительной работе , они обычно выбираются в соответствии с номинальным током двигателя. Например, значение уставки реле тепловой перегрузки может быть равно 0,95-1,05 номинального тока двигателя, или среднее значение уставки тока реле тепловой перегрузки может быть равно номинальному току двигателя, а затем настроить.

3. Когда тепловое реле перегрузки используется для защиты двигателя с повторяющимся кратковременным режимом , тепловое реле перегрузки имеет только определенный диапазон адаптируемости. Если за короткое время выполняется много операций, следует использовать реле тепловой перегрузки с трансформатором тока быстрого насыщения.

4. Для специального рабочего двигателя с положительным и обратным вращением и частым включением и выключением тепловое реле перегрузки не должно использоваться в качестве устройства защиты от перегрузки, но должно быть защищено термореле или термистором, встроенным в обмотка двигателя.

Тепловое реле перегрузки – конструкция, работа и применение

Тепловая перегрузка широко используется для защиты двигателя. По сути, тепловое реле перегрузки – это максимальная токовая защита простейшего типа. Принцип работы теплового реле перегрузки довольно прост, но интересен. На рисунке ниже показано типичное реле тепловой перегрузки. Регулировочная шкала, расположенная на блоке, позволяет настроить отключение в амперах. Имеется кнопка ручного тестирования для проверки работы управляющих контактов реле перегрузки.

Как известно, разные материалы имеют разный коэффициент теплового расширения. Таким образом, если два разных металла, соединенных вместе, нагреваются, то металл, имеющий большее значение коэффициента теплового расширения, будет расширяться больше по сравнению с другим, и это вызовет изгиб биметаллической полосы. Это явление используется в реле тепловой перегрузки.

Из рисунка выше видно, что металл с большим коэффициентом теплового расширения имеет большее расширение при нагревании.Теперь мы хотим использовать эту функцию для защиты двигателя.

Биметаллическое реле перегрузки состоит из небольшого нагревательного элемента, соединенного последовательно с двигателем, и биметаллической ленты, которую можно использовать как рычаг отключения. Биметаллическая полоса состоит из двух разнородных металлов, соединенных вместе. Эти два металла имеют разные характеристики теплового расширения, поэтому биметаллическая полоса изгибается с заданной скоростью при нагревании. В нормальных условиях эксплуатации тепла, выделяемого нагревательным элементом, будет недостаточно для того, чтобы биметаллическая полоса изогнулась настолько, что сработало реле перегрузки.

По мере увеличения тока увеличивается и тепло. Чем горячее становится биметаллическая полоса, тем больше она изгибается. В условиях перегрузки тепло, выделяемое нагревателем, заставит биметаллическую полосу изгибаться до тех пор, пока не сработает механизм, останавливая двигатель. Некоторые реле перегрузки, оснащенные биметаллической лентой, предназначены для автоматического сброса цепи, когда биметаллическая полоса остынет и изменит свою форму, перезапустив двигатель. Если причина перегрузки все еще существует, реле снова срабатывает и сбрасывается через заданные интервалы.Следует проявлять осторожность при выборе этого типа реле перегрузки, так как повторное срабатывание в конечном итоге приведет к повреждению двигателя.

Следует отметить, что биметаллическая полоса реле перегрузки не нагревается мгновенно до изгиба, а для ее нагрева и изгиба потребуется некоторое конечное время, поэтому термореле перегрузки предлагается там, где допускается кратковременная перегрузка по току.

Если перегрузка или перегрузка по току упадут до нормального значения до этого заданного времени, реле не сработает для отключения защищаемого оборудования.Типичное применение теплового реле – защита электродвигателя от перегрузки.

В некоторых случаях двигатель может быть установлен в месте с постоянной температурой окружающей среды. Однако реле управления двигателем и перегрузки может быть установлено в месте с изменяющейся температурой окружающей среды. В таких случаях точка срабатывания реле перегрузки будет изменяться в зависимости от температуры окружающего воздуха, а также тока, протекающего через двигатель, что может привести к преждевременному и ложному срабатыванию. Биметаллические реле перегрузки с внешней компенсацией предназначены для решения этой проблемы. Компенсированная биметаллическая полоса используется вместе с первичной биметаллической полосой. При изменении температуры окружающей среды обе биметаллические полосы будут изгибаться одинаково, и реле перегрузки не отключит двигатель, как показано на рисунке ниже. Однако ток, протекающий через двигатель и нагревательный элемент, воздействует только на первичную биметаллическую ленту. В случае перегрузки основная биметаллическая полоса задействует расцепитель.

Нормальная работа
Состояние перегрузки
Реле перегрузки

обычно работают с обратнозависимой временной кривой, когда время отключения становится меньше по мере увеличения тока. Они оцениваются по классу поездки. Класс отключения определяет время, необходимое реле для размыкания в состоянии перегрузки.Классы 5, 10, 20 и 30 являются наиболее распространенными. Реле перегрузки классов 5, 10, 20 и 30 срабатывают в течение 5, 10, 20 и 30 секунд соответственно при 600% тока полной нагрузки двигателя. Класс 5 обычно используется для двигателей, требующих чрезвычайно быстрого отключения.

Управление промышленными двигателями: реле перегрузки



ЦЕЛИ:

– Обсудите различия между предохранителями и перегрузками.

– Перечислите различные типы реле перегрузки.

– Опишите, как работают тепловые реле перегрузки.

– Опишите, как работают магнитные реле перегрузки.

– Опишите, как работают реле перегрузки приборной панели.

Перегрузки

Не следует путать перегрузки с предохранителями или автоматическими выключателями. Предохранители и автоматические выключатели предназначены для защиты цепи от прямого состояние заземления или короткого замыкания. Перегрузки предназначены для защиты мотор от состояния перегрузки.

Предположим, например, что номинальный ток двигателя при полной нагрузке составляет 10 ампер.Также предположим, что двигатель подключен к цепи, защищен автоматическим выключателем на 20 ампер, РИС. 1. Теперь предположим, что двигатель перегружается и потребляет 15 ампер. В двигатель потребляет 150% тока полной нагрузки. Это большая перегрузка перегреет двигатель и повредит обмотки.

Но, поскольку сила тока всего 15 ампер, автоматический выключатель на 20 ампер не размыкает цепь для защиты двигателя.Реле перегрузки разработаны для размыкания цепи, когда ток становится от 115% до 125% двигателя ток полной нагрузки. Настройка перегрузки зависит от свойств двигателя, который необходимо защитить.

Свойства перегрузки

Все реле перегрузки должны обладать определенными свойствами. приказ на защиту мотора:

1. У них должны быть средства измерения тока двигателя. Некоторая перегрузка реле делают это, преобразуя ток двигателя в пропорциональную величину. тепла, а другие ощущают ток двигателя по силе магнитного поле.

2. У них должна быть временная задержка.

Двигатели обычно потребляют ток от 300% до 800% от полной нагрузки двигателя. ток при запуске. Пусковой ток двигателя называется заблокированным. ток ротора. Поскольку реле перегрузки обычно настраиваются на срабатывание при 115% до 125% от тока двигателя полной нагрузки, двигатель никогда не запустится, если реле перегрузки сработало мгновенно.

3. Они разделены на две отдельные секции: измерение тока раздел и раздел контактов.Секция измерения тока подключена последовательно с двигателем и определяет величину тока двигателя. Этот секция обычно подключается к напряжению в диапазоне от 120 вольт. до 600 вольт. Контактная секция является частью цепи управления и работает при напряжении цепи управления. Напряжения цепи управления в целом диапазон от 24 до 120 вольт, хотя некоторые элементы управления работают от сети напряжения 240 или 480 вольт.

Двухэлементные предохранители

Есть предохранители, которые предназначены для защиты от короткого замыкания. защита и защита от перегрузки.Эти предохранители называются двухэлементными. предохранители с выдержкой времени. Они состоят из двух частей (фиг. 2). Первый содержит плавкая вставка, которая предназначена для быстрого размыкания при большом количестве чрезмерный ток. Это защищает цепь от прямого заземления и короткие замыкания. Вторая секция действует медленнее; он содержит припой ссылка, которая связана с пружиной. Припой – это строго контролируемый сплав, предназначенный для плавления при определенной температуре. Если ток двигателя становится чрезмерным, припой плавится, и пружина разрывает звено.

Требуемая выдержка времени достигается за счет времени, необходимого для припой плавится даже при большом токе. Если ток двигателя возвращается в нормальное состояние после запуска, припой недостаточно нагревается таять.


РИС. 1 Автоматический выключатель не защищает двигатель от перегрузки.


РИС. 2 Двухэлементный предохранитель с выдержкой времени.


РИС. 3 Конструкция типичной перегрузки припоя.


РИС. 4 Реле тепловой перегрузки плавящегося сплава. Пружина толкает контакты открыть, если тепло расплавляет припой и позволяет зубчатому колесу вращаться свободно. Обратите внимание на электрические символы для нормально замкнутой перегрузки. контакт и нагревательный элемент.

Реле тепловой перегрузки

Существует два основных типа реле перегрузки: тепловые и магнитные. Тепловые перегрузки возникают при последовательном подключении нагревателя к двигателю.Количество выделяемого тепла зависит от тока двигателя. Тепловые перегрузки можно разделить на два типа: тип плавления припоя или горшок для припоя и биметаллическая лента типа.

Поскольку тепловые реле перегрузки работают по принципу нагрева, они чувствительны к температуре окружающей среды (окружающего воздуха). Они едут быстрее если они расположены в теплом месте, чем в прохладном.


РИС. 5A Подогреватель плавящегося припоя.


РИС. 5B Нагреватель плавления припоя для защиты от перегрузки Аллена-Брэдли реле.


РИС. 6 Однофазное реле перегрузки, типичное для плавления сплава.

Тип плавления припоя

Перегрузки из-за плавления припоя часто называют перегрузками припоя. Чтобы создать этот тип перегрузки, латунный вал помещают внутрь латунного трубка. Зубчатое колесо соединено с одним концом латунного вала.А припой из специального сплава, плавящийся при очень определенной температуре, сохраняет латунный вал механически соединен с латунной трубкой (фиг. 3). В зубчатое колесо удерживает набор подпружиненных контактов в замкнутом состоянии (РИС. 4). Вокруг латунной трубки или рядом с ней размещается электрический нагреватель. Обогреватель подключен последовательно с двигателем. Ток двигателя заставляет нагреватель производить тепло. Если сила тока достаточно велика в течение достаточно длительного периода со временем припой плавится и позволяет латунному валу вращаться внутри трубка, вызывая размыкание контакта.Тот факт, что некоторое время должно пройти до того, как припой станет достаточно горячим, чтобы расплавиться. время задержки для этого реле перегрузки. Большая перегрузка вызывает припой. чтобы быстрее расплавились и контакты открылись быстрее, чем при меньшем количестве тока перегрузки.

Нагреватели с плавлением припоя имеют другую конструкцию: разных производителей, но все работают по одному принципу. Два разных типы узлов нагревателя плавящегося сплава показаны на фиг.5, части А и В. Типичное реле перегрузки из плавящегося сплава показано на фиг. 6. После срабатывания реле перегрузки необходимо подождать, пока реле остыть в течение двух или трех минут, прежде чем его можно будет сбросить.

Это время охлаждения необходимо, чтобы припой стал твердым. снова после того, как он растает.

Уставку тока отключения можно изменить, заменив нагреватель. Производители предоставьте таблицы, которые показывают, какой размер нагревателя должен быть установлен для разные величины тока двигателя.Необходимо использовать диаграмму что соответствует конкретному типу реле перегрузки. Не все диаграммы представить информацию таким же образом. Обязательно прочтите инструкцию содержится в таблице при выборе размеров нагревателя. Типичный диаграмма загрузки нагревателя показана на фиг. 7.


РИС. 7 Типовая диаграмма перегрузки нагревателя.


РИС. 8 Биметаллическая полоса изготавливается путем склеивания двух разных типов металла вместе.

Биметаллическое реле защиты от перегрузки

Второй тип теплового реле перегрузки – это перегрузка с биметаллической лентой. Как и плавильный сплав, он работает по принципу преобразования ток двигателя в пропорциональное количество тепла. Разница в том что тепло используется для изгиба или деформации биметаллической ленты. Биметалл полоса изготавливается путем соединения двух разных типов металла, которые расширяются с разными скоростями (ФИГ.8). Поскольку металлы расширяются с разной скоростью, полоса изгибается или коробится при изменении температуры (фиг. 9). Количество основы определяется по

1. Тип металла, из которого изготовлена ​​биметаллическая лента.

2. Разница температур между двумя концами полосы.

3. Длина полосы.

Нагреватель перегрузки нагревает биметаллическую ленту при протекании тока двигателя. через это. Под воздействием тепла биметаллическая полоса деформируется.Если биметалл полоса становится достаточно горячей, это вызывает размыкание набора контактов (РИС. 10). После размыкания контакта перегрузки время охлаждения составляет около 2 минут. необходим для того, чтобы биметаллическая полоса вернулась в положение, позволяющее контакты должны быть повторно замкнуты. Фактор выдержки времени для этой перегрузки реле – время, необходимое для того, чтобы биметаллическая полоса искривилась в достаточной степени. количество, чтобы открыть нормально замкнутый контакт. Большой объем перегрузки ток заставляет биметаллическую полосу быстрее деформироваться и открывает связаться раньше.

Большинство биметаллических ленточных реле перегрузки имеют несколько особенностей: не доступны с реле перегрузки плавящегося припоя. Как генерал Как правило, диапазон срабатывания можно регулировать поворотом ручки, как показано на фиг. 10. Эта ручка регулирует расстояние, на которое биметаллическая полоса должна деформироваться, прежде чем открытие контактов. Эта регулировка позволяет изменять чувствительность. из-за изменения температуры окружающего воздуха. Если ручка установлена ​​в 100% положение (ФИГ.11) перегрузка срабатывает при токе полной нагрузки номинал, определяемый размером установленного нагревателя перегрузки. В холоде в зимние месяцы эта настройка может быть слишком высокой для защиты двигателя. В ручку можно отрегулировать в холодных условиях для работы в любой точке от От 100% до 85% тока полной нагрузки двигателя. В жаркие летние месяцы двигатель может «неприятно сработать» из-за высоких температур окружающей среды. В жарких условиях ручка регулировки позволяет реле перегрузки срабатывать. можно отрегулировать в пределах от 100% до 115% от тока полной нагрузки двигателя.


РИС. 9 Биметаллическая полоса коробится при изменении температуры.


РИС. 10 Биметаллическая лента реле перегрузки.

Еще одно отличие от припоя плавящегося типа состоит в том, что многие биметаллические ленточные реле перегрузки могут быть настроены как на ручной, так и на автоматический сброс настроек. Пружина, расположенная сбоку реле перегрузки, позволяет это настройки (РИС. 12). При установке в ручное положение контакты должны сбросить вручную, нажав рычаг сброса.Это наверное самый обычная настройка реле перегрузки. Если реле перегрузки сработало настроен на автоматический сброс, контакты снова замыкаются после биметаллическая полоса достаточно остыла. Это может быть угрозой безопасности если это могло вызвать внезапный перезапуск машины.

Реле перегрузки следует устанавливать в положение автоматического сброса только при нет опасности травмирования или повреждения оборудования при контакты перегрузки внезапно снова замыкаются.


РИС. 11 Ручка регулировки позволяет регулировать текущую настройку. от 85% до 115% от номинальной мощности нагревателя.


РИС. 12 Многие биметаллические ленточные реле перегрузки могут быть настроены на ручной или автоматический сброс.


РИС. 13 Реле одиночной перегрузки используется для защиты однофазного двигателя.

Трехфазные перегрузки

Реле перегрузки, рассмотренные до сих пор, предназначены для определения тока. одиночного проводника, по которому подается питание на двигатель (фиг.13). Приложение для этого типа реле перегрузки предназначено для защиты однофазного или постоянного тока мотор. NEC требуется только одно устройство датчика перегрузки для защиты прямого текущий двигатель или однофазный двигатель, независимо от того, работает ли он от 120 или 240 вольт. Однако трехфазные двигатели должны иметь датчик перегрузки. (нагреватели или магнитные катушки) в каждой из трехфазных линий.

В некоторых пускателях двигателей это достигается за счет использования трех пусковых устройств с одиночной перегрузкой. реле для независимого определения тока в каждой из трехфазных линии (фиг.14). Когда это будет сделано, нормально замкнутый контакт каждого реле перегрузки подключено последовательно, как показано на фиг. 15. Если кто-нибудь реле должны размыкать нормально замкнутый контакт, питание на стартер катушка прерывается, и двигатель отключается от сети.

Также изготавливаются реле перегрузки

, содержащие три нагревателя перегрузки и один набор нормально замкнутых контактов, фиг. 16. Эти реле обычно используется для защиты трехфазных двигателей.Хотя есть только один набор нормально замкнутые контакты, если возникает перегрузка на любом из трех нагревателей, это приводит к размыканию контактов и отключению катушки стартер двигателя (РИС. 17).


РИС. 14 Три однофазных реле перегрузки используются для измерения тока. в каждой линии трехфазного двигателя.


РИС. 15 Когда используются три однофазных реле перегрузки для защиты трехфазный двигатель, нормально замкнутые контакты каждого реле перегрузки соединены последовательно.


РИС. 16 Трехфазное тепловое реле перегрузки.

Магнитные реле перегрузки

Реле перегрузки магнитного типа работают, определяя силу магнитное поле, создаваемое током, протекающим в двигателе. Величайший разница между реле перегрузки магнитного и теплового типа составляет что магнитные типы нечувствительны к температуре окружающей среды. Магнитного типа реле перегрузки обычно используются в областях, где наблюдаются экстремальные изменения по температуре окружающей среды.Магнитные реле перегрузки можно разделить на два основных типа: электронные и дашпоты.

Электронные реле перегрузки

В электронных реле перегрузки

используется трансформатор тока для определения ток двигателя. Проводник, подающий питание на двигатель, проходит через сердечник тороидального трансформатора (фиг. 18). Как течет ток через проводник переменное магнитное поле вокруг проводника индуцирует напряжение в тороидальном трансформаторе.Количество наведенных напряжение пропорционально количеству тока, протекающего через дирижер. Это тот же основной принцип работы, что и большинство амперметров клещевого типа. Напряжение, индуцированное в тороидальном трансформаторе передается через подключенный электронный интерфейс, который обеспечивает время задержки, необходимое для запуска двигателя. Многие электронные реле перегрузки программируются и могут быть настроены на величину полной нагрузки ток двигателя, максимальный и минимальный уровни напряжения, процент перегрузки, и другие факторы.Трехфазное электронное реле перегрузки показано на ИНЖИР. 19.


РИС. 17 Трехфазное реле перегрузки содержит три нагревателя перегрузки. но один комплект нормально замкнутых контактов.


РИС. 18 электронных устройств защиты от перегрузки определяют ток двигателя путем измерения напряженность магнитного поля.


РИС. 19 Трехфазное электронное реле перегрузки.


РИС. 20 Таймер дашпота состоит в основном из поршня, вала и емкости.


РИС. 21 Базовая конструкция таймера дашпота.


РИС. 22 Настройка открытия отверстий влияет на время задержки таймер дашпота.


РИС. 23 Реле перегрузки Dashpot содержат катушки, серия с мотором.

Реле перегрузки приборной панели

Реле перегрузки

Dashpot получили свое название от устройства, которое используется для выполнения время задержки, позволяющее запустить двигатель.Таймер дашпота в основном контейнер, поршень и вал (фиг. 20). Поршень помещен внутрь емкость, а емкость заполнена специальным маслом так называемое дашпотовое масло (фиг. 21). Масло Dashpot поддерживает постоянную вязкость в широком диапазоне температур. Тип и вязкость используемого масла является одним из факторов, определяющих время задержки для таймер. Другой фактор – это настройка открытия отверстия. отверстия в поршне (РИС.22). Отверстия с отверстиями позволяют маслу проходить через поршень, когда он поднимается через масло. Открытие отверстий под диафрагмы можно настроить, регулируя скользящий клапан на поршне.

Реле перегрузки приборной панели содержит катушку, включенную последовательно. с двигателем (РИС. 23).

По мере прохождения тока через катушку вокруг нее создается магнитное поле. катушка. Сила магнитного поля пропорциональна двигателю. Текущий.Это магнитное поле втягивает вал таймера дашпота в катушка. Движение вала замедляется из-за того, что поршень необходимо вытеснить масло в емкости. Если двигатель работает нормально, ток двигателя упадет до безопасного уровня до того, как вал будет вытянут достаточно глубоко в катушку, чтобы размыкать нормально замкнутый контакт (РИС. 24). Однако если двигатель перегружен, магнитное поле будет сильным. достаточно, чтобы продолжать втягивать вал в катушку, пока он не откроет контакт перегрузки.Когда питание отключено от двигателя, магнитный поле схлопывается, и поршень возвращается на дно контейнера.

Обратные клапаны позволяют поршню вернуться на дно контейнера почти сразу после пропадания тока двигателя.

Перегрузки Dashpot обычно предоставляют некоторый метод, который разрешает реле для настройки на различные значения тока полной нагрузки. Чтобы сделать эту настройку, вал соединен с резьбовым стержнем (РИС.25). Это позволяет вал, который нужно удлинить или укоротить внутри катушки. Чем больше длины вала, тем меньше тока требуется для втягивания вала в катушка достаточно далеко, чтобы размыкать контакты. Паспортная табличка в списках катушек различные настройки тока для конкретного реле перегрузки (РИС. 26). Регулировка осуществляется перемещением вала до тех пор, пока линия на вал, представляющий желаемый ток, находится заподлицо с верхней частью приборной панели контейнер (ФИГ.27). Реле защиты от перегрузки показано на фиг. 28.


РИС. 24 Нормально замкнутые контакты реле перегрузки щитка приборов.


РИС. 25 Длину вала можно регулировать для разных значений тока.


РИС. 26 На паспортной табличке указаны различные значения тока.


РИС. 27 Линия на валу, которая представляет желаемое количество current устанавливается заподлицо с верхней частью контейнера dashpot.


РИС. 28 Реле перегрузки Dashpot.


РИС. 29 Реле перегрузки с нормально замкнутым и нормально замкнутым открытый контакт. Нормально закрытый контакт обозначается OL, а нормально закрытый. открытый контакт помечен как ALAR. (Общий контакт обозначен как COM.)


РИС. 30 Реле перегрузки содержит однополюсный двухходовой комплект. контактов. Нормально закрытая секция (NC) защищает двигатель в событие состояния перегрузки и нормально разомкнутая секция (NO) поворачивается на индикаторной лампе, чтобы предупредить оператора о том, что двигатель отключился при перегрузке.

Контакты перегрузки

Хотя все реле перегрузки содержат набор нормально замкнутых контактов, некоторые производители также добавляют набор нормально разомкнутых контактов. Эти два набора контактов имеют форму однополюсного, двухконтактного переключатель или два отдельных контакта.

Однополюсный двухпозиционный переключатель содержит общую клемму (C), нормально закрытый контакт (NC) и нормально открытый контакт (NO) (ИНЖИР.29). Есть несколько причин для добавления нормально открытого набора контактов. Стартер, показанный на фиг. 30 использует нормально закрытую секцию для отключения пускателя двигателя в случае перегрузки и использует нормально открытый раздел, чтобы включить световой индикатор, чтобы сообщить оператора, что сработала перегрузка.

Реле перегрузки, показанное на РИС. 31 содержит два отдельных набора контактов, один нормально открытый, а другой нормально закрытый.Другое распространенное использование для нормально разомкнутый набор контактов реле перегрузки должен обеспечивать входной сигнал к программируемому логическому контроллеру (ПЛК). Если более нагрузка отключается, нормально замкнутый набор контактов размыкается и отключается катушка стартера от линии. Нормально разомкнутый набор контактов замыкается и подает сигнал на вход ПЛК (фиг. 32). Заметить, что два промежуточных реле CR1 и CR2 используются для разделения ПЛК и стартер двигателя.

Это часто делается из соображений безопасности. Реле управления предотвращают больше чем один источник питания от пускателя или ПЛК. Обратите внимание, что пускатель и ПЛК имеют отдельный источник питания. Если бы власть была отключение от стартера во время обслуживания или ремонта, это может вызвать травмы, если питание от ПЛК было подключено к какой-либо части стартер.


РИС. 31 Реле перегрузки с нормально замкнутым и нормально замкнутым открытый контакт.


РИС. 32 Нормально разомкнутые контакты подают сигнал на вход программируемый логический контроллер.

Защита двигателей большой мощности Двигатели большой мощности часто имеют потребляемый ток в несколько сотен ампер, что позволяет определить размер перегрузки обогреватели сложные. В этом случае обычной практикой является использование трансформаторы тока для уменьшения силы тока до перегрузки нагреватели (РИС. 33). Трансформаторы тока, показанные на фиг.33 имеют передаточные числа из 150: 5. Это означает, что при протекании тока 150 ампер через первичная, то есть линия, подключенная к двигателю, вторичная обмотка трансформатора. вырабатывает ток 5 ампер, если вторичные клеммы закорочены вместе. Вторичные обмотки трансформаторов тока подключены к нагреватели от перегрузки для защиты двигателя (РИС. 34).


РИС. 33 Трансформаторы тока используются для уменьшения тока перегрузки.


РИС. 34 Трансформаторы тока уменьшают ток до перегрузочных нагревателей.

Предположим, что двигатель, подключенный к трансформаторам тока на фиг. 34 имеет ток полной нагрузки 136 ампер. Простой расчет показывает что трансформаторы тока с соотношением 150: 5 будут производить вторичную ток 4,533 ампера при 136 амперах, протекающих через первичную обмотку.

150/5 = 136 / Х

150X = 680

Х = 680/150

Х = 4.533

Нагреватели перегрузки фактически рассчитаны на двигатель с полной нагрузкой. ток 4.533 ампера.

ВИКТОРИНА

1. Каковы два основных типа реле перегрузки?

2. В чем основное отличие тепловизионных характеристик и реле перегрузки магнитного типа?

3. Какие два основных типа реле защиты от перегрева?

4. Какой тип теплового реле перегрузки обычно настраивается вручную? или автоматический режим?

5.Почему необходимо допускать перегрузку типа плавления припоя реле остыть в течение 2–3 минут после срабатывания?

6. Все реле перегрузки разделены на две части. Что это два раздела?

7. Какое устройство используется для измерения силы тока двигателя в электронном реле перегрузки?

8. Какие два фактора определяют установку времени для таймера контрольной точки?

9. Сколько датчиков перегрузки требуется NEC для защиты постоянного тока? мотор?

10.Большой двигатель имеет номинальный ток полной нагрузки 425 ампер. Текущий трансформаторы с соотношением 600: 5 используются для снижения тока до нагреватели перегрузки. Каким должен быть номинальный ток полной нагрузки нагреватели перегрузки?

Как работает тепловая память реле перегрузки C440

Home – Промышленный контроль и защита цепей – Защита двигателя

Схема тепловой памяти моделирует нагрев и охлаждение при включении и выключении двигателя.Тепловая память предотвращает немедленный перезапуск после отключения, чтобы дать двигателю остыть. Перегрузка после отключения будет иметь значение тепловой памяти 100%, и если вы попытаетесь запустить, например, в течение 10 секунд, отключение может произойти быстро, если двигатель будет работать немного выше полной нагрузки. Спад до «работоспособности» обычно составляет 2 минуты. Значение тепловой памяти будет уменьшаться, пока двигатель не работает. Кривая спада тепловой памяти аналогична другим простым перегрузкам.

При тепловой перегрузке (или даже отключении питания) C440 переходит в спящий режим.В этом спящем режиме тепловая память медленно уменьшается. Спящий режим может длиться до 20 минут. Если двигатель запустится раньше, чем через ~ 20 минут, тогда тепловая память будет уменьшена, но не равна нулю. Зеро потребует больше времени.

Перегрузка в холодном состоянии Определение определяется как отсутствие сохраненной тепловой памяти (0 TM).

Тепловая память будет на 0, если перегрузка не подавалась в течение 1 часа или дольше.

Перегрузка Hot Definition основана на тепловой памяти на 75%.

Эти 75% основаны на 75% от 120% требования к отключению, что соответствует продолжительному току при 90% настройки шкалы перегрузки.

Когда перегрузка изначально запускается с холода (0 TM), тепловая память увеличится до своего установившегося состояния в течение 1 часа.

Когда двигатель выключается или срабатывает, тепловая память немедленно начинает разрушаться.

Если произошла перегрузка, тепловая память достигла 100%.

Если двигатель запускается сразу после отключения или после выключения двигателя, тепловая память обычно будет выше 75%.

Следовательно, время отключения может быть меньше значений кривой горячего отключения.

Требуется минимум 2 минуты, чтобы тепловая память снизилась со 100% до 75%.

C440 / XTOE Обзор продукта

Реле перегрузки – базовое управление двигателем

Пускатели и контакторы двигателей

Нажмите кнопку воспроизведения на следующем аудиоплеере, чтобы слушать, как вы читаете этот раздел.

Реле перегрузки состоит из двух основных частей:

  1. Нагревательный элемент, который соединен в серии с линией питания к двигателю.Весь ток, потребляемый двигателем, должен проходить через нагревательный элемент.
  2. Набор из нормально замкнутых контактов , которые подключены последовательно либо к линиям питания двигателя (ручные пускатели), либо к катушке магнитного контактора (магнитные пускатели). Наиболее часто встречающиеся типы реле – это биметаллическая полоса и сборка плавильного припоя.

Биметаллическая полоса состоит из двух разнородных металлов с разными коэффициентами нагрева. При нагревании они расширяются с разной скоростью, что приводит к их изгибу или деформации при заданной температуре.Это действие изгиба может открывать или закрывать набор из контактов .

При использовании в устройстве защиты от перегрузки биметаллическая полоса механически связана с набором нормально замкнутых электрических контактов. Когда происходит перегрузка, изгибающее действие размыкает набор нормально замкнутых контактов, прерывая ток в цепи.

Биметаллический контакт в нормально замкнутом положении

Здесь нормально замкнутые контакты позволяют току проходить через них, в то время как источник тепла начинает деформировать металл.

Биметаллическая полоса в разомкнутом положении

Из-за источника тепла металл, окрашенный в серый цвет (деталь внизу), расширился быстрее, чем металл, заштрихованный синим цветом (деталь вверху), и таким образом открыл набор нормально замкнутых контактов, таким образом прерывая ток к двигателю.

Закрытые контакты ванны для припоя

Ванна для плавления состоит из нагревательного элемента, узла припоя, храпового колеса и набора нормально закрытых контактов.

Пружина удерживается под напряжением храповым колесом.Если колесо вращается, то пружина толкает вверх и размыкает набор нормально замкнутых контактов. Колесо удерживается припоем внутри узла припоя. Различные уровни олова и цинка в припое изменяют температуру плавления, что позволяет использовать его при различных номинальных токах и настройках температуры окружающей среды.

Если ток перегрузки ощущается нагревательными элементами в течение слишком долгого времени, тогда сплав становится жидкостью, позволяя пружине открывать нормально замкнутые контакты.Это приводит к размыканию линейных контактов и прекращению подачи тока к двигателю.

Открытые контакты ванны для припоя

И биметаллическая полоса, и плавильная ванна для припоя срабатывают за счет тепловой энергии. Таким образом, перед сбросом контактов требуется период охлаждения. Как только реле остынет, биметаллическая полоса вернется в свое нормальное положение, или расплавленный припой затвердеет, и храповое колесо можно будет сбросить, чтобы снова замкнуть линейные контакты.

Некоторые современные системы управления двигателями включают приложения для мониторинга трансформаторов тока в реальном времени, которые используют встроенные компьютерные схемы управления для защиты от перегрузок двигателя.Эти системы могут быть связаны с сетевыми ПЛК и другим оборудованием безопасности.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *