Содержание

принцип работы, конструкция, обозначение на схеме

В виду высокой стоимости электродвигателей вопрос их защиты от повреждения при нарушении нормального режима работы стоит достаточно остро. Среди наиболее популярных нарушений перегрузка, обрыв одной из фаз, снижение рабочего напряжения. И все они характеризуются большими рабочими  токами, протекающими в обмотках электрической машины, что приводит к перегреву, ухудшению диэлектрических свойств изоляции и перегоранию жил, если ситуацию пустить на самотек. Для защиты электрических двигателей от перегревания в схему питания электропривода вводят тепловое реле.

Конструкция

Современный рынок электрооборудования предлагает огромный выбор тепловых реле различного принципа действия, как следствие, будет отличаться и их конструктивное исполнение. Однако, в соответствии с  п.3.2. ГОСТ 16308-84 все технические параметры конкретной модели должны соответствовать данному типу по габаритам, исполнению и принципиальной схеме этого типа. Наиболее распространенным вариантом за счет простоты исполнения и относительной дешевизны является электротепловое реле на биметаллической пластине. Конструкция которого приведена на рисунке 1.

Рис. 1. Конструкция теплового реле

Как видите, в состав механизма входят:

  • нагревательный элемент – токоведущая часть, пропускающая через себя рабочий ток электрической машины;
  • биметаллическая пластина – выступает в роли действующего индикатора, реагирующего на превышение температуры;
  • толкатель – выполняет функции жесткого рычага, передающего усилие от биметаллической пластины;
  • температурный компенсатор – позволяет внести поправку на температуру окружающей среды для стабилизации величины тока срабатывания;
  • защелка – предназначена для фиксации положения температурного реле;
  • штанга расцепителя – подвижная часть механизма, предназначенного для перемещения контактов;
  • контакты реле – передают питание в блок управления;
  • пружина – создает усилие для перемещения реле в устойчивое положение.

На практике существуют и другие типы реле, конструкция которых будет принципиально отличаться. Данный вариант приведен в качестве примера для наглядности протекания процессов и пояснения принципа работы.

Принцип работы

В основу работы положен принцип разности температурного расширения различных металлов, описанных законом Джоуля-Ленца. При нагревании биметаллической пластины, состоящей из двух металлов с различным коэффициентом теплового расширения, произойдет ее геометрическая деформация. Именно такая пластина и устанавливается в термореле, она реагирует на превышение температуры более установленного предела.

Для рассмотрения принципа работы температурного реле воспользуемся трехмерной моделью реального устройства, приведенной на рисунке 2 ниже:

Рис. 2. Принцип действия температурного реле

Как видите, подключенное в цепь электродвигателя тепловое реле пропускает основную нагрузку электрической машины через токоведущие шины. Если смоделировать ситуацию перегрузки, когда через них потечет ток в несколько раз превышающий номинальный, то шины начнут нагреваться и избыток тепла перейдет на биметаллическую пластину, подключенную к каждой из фаз электродвигателя.

При достижении температуры уставки биметаллическая пластина изогнется и приведет в движение один из толкателей. Толкатель, в свою очередь, сместит рычаг защелки на несколько миллиметров, что отпустит пружинный механизм и даст ход штанге расцепителя.

После этого контакты теплового реле отключат питание цепи управления и перекроют контакты цепи сигнализации, которая оповестит об отключении защитного приспособления. После устранения причины перегрева реле возвращается в рабочее положение посредством нажатия механической кнопки. Следует отметить, что сразу после отключения теплового реле включить его не получиться, так как биметаллическая пластина еще не остыла и возможны ложные срабатывания. Поэтому процесс требует определенной выдержки времени, после которой электродвигатель можно запускать в работу.

Обозначение на схеме

При чтении схем важно ориентироваться в обозначении всех устройств, изображенных на них. Это позволяет обеспечивать точное подключение с соблюдением основных параметров работы электроустановки, селективности срабатывания защит и поддерживать нормальный режим электроснабжения.

Изображение теплового реле на схемах определяется положениями двух нормативных документов. В соответствии с таблицей 3 ГОСТ 2.755-87 контакты данного вида оборудования изображаются следующим образом (рисунок 3):

Рис. 3. Изображение контакта термореле

В тоже время, само температурное реле имеет обозначение в соответствии с п.21 таблицы 1 ГОСТ 2.756-76, которое отображается на схеме следующим образом (см. рисунок 4):

Рис. 4. Воспринимающая часть электротеплового реле

Знание схематических изображений электротеплового реле позволит вам ориентироваться в принципиальных схемах уже действующих агрегатов. Или самостоятельно составлять и подключать оборудование через защитное приспособление.

Виды

Современное разнообразие тепловых реле охватывает довольно широкий ассортимент. Поэтому деление на виды производиться в соответствии с установленными критериями на основании п. 1.1. ГОСТ 16308-84

. Так, по роду тока рабочей цепи все устройства подразделяются на две большие группы: реле переменного и постоянного тока. В зависимости от количества рабочих полюсов встречаются:

  • однополюсные – применяются для двигателей постоянного тока и других однофазных моделей;
  • двухполюсные – устанавливаются в трехфазную цепь, где контроль может осуществляться только по двум фазам;
  • трехполюсные – актуальны для мощных асинхронных агрегатов с короткозамкнутым ротором.

В зависимости от типа контактов вторичных цепей все тепловые приборы подразделяются на модели:

  • только с замыкающим контактом;
  • только с размыкающим контактом;
  • и с замыкающим, и с размыкающим контактом;
  • с переключающими;

В зависимости от способа возврата теплового реле в исходное положение существуют варианты с включением вручную или с самостоятельным возвратом. Также в моделях может реализовываться функция перевода с одного вида работы на другой.

Также существует разделение по наличию или отсутствию приспособления для компенсации температуры окружающего пространства. И модели с возможностью регулировки тока несрабатывания или с отсутствием таковой функции.

Назначение

Основным назначением теплового реле является защита электродвигателя от перекоса фаз, перегрева на затяжных пусках, заклинивании вала или подачи чрезмерной нагрузки. Для решения всех этих задач на практике выпускаются различные типы реле, имеющие узкую специализацию по конкретному направлению, рассмотрим далее более детально каждый из них.

  • РТЛ используется для защиты трехфазных асинхронных электрических машин от воздействия токов перегрузки, перегрева при обрыве или перекосе фаз, проблем с вращением вала. Может применяться как самостоятельно, так и с установкой на пускатель ПМЛ.
  • РТТ предназначено для работы с трехфазными агрегатами с короткозамкнутым ротором, обеспечивает полный охват аварийных режимов, приводящих к перегреванию обмоток. Также может устанавливаться на магнитный пускатель ПМА, ПМЕ или самостоятельно на монтажную панель.
  • РТИ – трехфазное тепловое реле с возможностью монтажа на пускатели серии КМТ, КМИ. Отличаются стабильным низким расходом электроэнергии, включаются в работу совместно с предохранителями.
  • ТРН – применяется для контроля пуска и режима работы электродвигателя, мало зависит от внешних температурных факторов. Является двухполюсной моделью, которую можно использовать для пуска двигателей постоянного тока.
  • Твердотельные — в отличии от предыдущих, не имеет контактных групп и перемещающихся элементов внутри. Применяется в трехфазных цепях, где устанавливаются повышенные требования к пожарной безопасности.
  • РТК – контролирует температурные показатели не через рабочие токи, а путем размещения датчика в корпусе мотора. Поэтому весь процесс взаимодействия осуществляется только по величине температуры.
  • РТЭ – представляет собой подобие предохранителя, так как отключение происходит за счет плавления проводника.
    Само тепловое устройство монтируется непосредственно с электродвигателем.

Технические характеристики

Корректная работа релейной защиты обеспечивается за счет соответствия параметров теплового устройства заданным условиям работы электрической машины. Поэтому важно изучить основные рабочие параметры реле еще до его приобретения. К основным техническим данным теплового реле относятся:

  • величина номинального  напряжения и частота на которые оно рассчитано;
  • время-токовая характеристика – определяет  время срабатывания при установленной кратности превышения;
  • время возврата теплового элемента в исходное положение;
  • диапазон изменения тока уставки;
  • тепловая устойчивость к превышению рабочей величины;
  • климатическое исполнение и степень пыле- влагозащищенности.

Схемы подключения

Подключение вышеперечисленных моделей тепловых реле может производиться по нескольким схемам, отличающихся в зависимости от конкретного типа оборудования.

Рассмотрим наиболее актуальные из них.

Рис. 5. Схема включения теплового реле

Как видите на рисунке 5, трехфазное реле RT1 подключается последовательно к двигателю M. Питание к ним подается через контактор KM. В нормальном режиме работы контакты RT1 нормально замкнуты и через катушку КМ протекает ток. Как только возникнет аварийный режим, тепловая защита разомкнет контакты и катушка контактора обесточится, питание двигателя прекратиться.

Аналогичным образом происходит включение двухполюсного реле, с той разницей, что контакты защитного устройства включаются последовательно только в две фазы из трех, как показано на рисунке ниже:

Рис. 6. Схема включения двухполюсного реле

Помимо этого существует схема включения теплового реле для мощных электродвигателей, рабочий ток которых в разы превышает допустимый предел для защитного приспособления. В таких ситуациях используется трансформаторное преобразование, а схема включения выглядит следующим образом:

Рис. 7. Схема трансформаторного включения

Критерии выбора

Основным критерием при выборе конкретной модели является соответствие номинальной нагрузки допустимому интервалу самого теплового реле. Для нормальной работы электрической машины вам понадобиться срабатывание при 20 – 30% перегрузке не более, чем в 5 минутный интервал. Величина тока вычисляется по формуле:

Iсраб = 1,2*Iном

Это означает, что допустимый предел регулирования должен включать в себя полученную величину тока срабатывания. Затем, проверьте на время-токовой характеристике (см. рисунок 8), за какой промежуток времени будет срабатывать защита при такой кратности:

Рис. 8. Время-токовая характеристика

В данном случае время будет равно 4 минутам при 20% теплового превышения, что вполне удовлетворяет критериям поставленной задачи.

Использованная литература

  • Родштейн Л.П. «Электрические аппараты» 1989
  • Гуревич В.И. «Электрические реле. Устройство, принцип действия и применения. Настольная книга инженера» 2011
  • Фигурнов Е. П. «Релейная защита» 2004
  • Басс Э.И., Дорогунцев В.Г. «Релейная защита электроэнергетических систем» 2002
  • Кацман М.М. «Электрические машины»  2013
  • Агейкин Д.И. Костина Е.Н. Кузнецова Н.Н. «Датчики систем автоматического контроля и регулирования» 1959

виды, основные параметры и сфера использования

Использование тепловых реле позволяет защитить электрические двигатели от токовой перегрузки: при превышении определенных параметров они отключают подачу электроэнергии.

При перегрузке в цепи происходит значительное повышение температуры. В некоторых случаях это может стать причиной неисправности или поломки оборудования. Применение тепловых реле дает возможность значительно продлить период эксплуатации аппаратуры, так как обеспечиваются нормальные условия для его функционирования.

Стоимость устройств варьируется в широком диапазоне. Во многом она зависит от особенностей эксплуатации, назначения и вида теплового реле. Например, РТЛ. Обеспечивают защиту электрических моторов от возможных перегрузок, исключают вероятность заклинивания ротора, перекоса фаз и затяжного пуска.

Цены на тепловые реле также зависят от того, какими технико-эксплуатационными характеристиками они обладают.

Основные параметры тепловых реле:

  1. Номинальный ток. При определенном значении ТР не срабатывает в течение длительного промежутка времени. В то же время превышение лимита не приводит к незамедлительному отключению цепи. Например, если значение больше номинального на 20 %, то ТР сработает примерно через 20-30 минут.
  2. Номинальное напряжение. Обычно бытовые модели предназначены для эксплуатации в однофазных сетях переменного тока (220 вольт и 50 Гц). При этом выпускаются и промышленные тепловые реле, которые могут быть рассчитаны на использование в трехфазных сетях.
  3. Эксплуатационные условия. Категория размещения тепловых реле определяется в соответствии с нормами ГОСТ 15150. Стандарт описывает возможные температурные значения и уровень влажности, а также устойчивость прибора к вибрациям, ударам, взрывоопасным газам.
  4. Граница срабатывания теплового реле.
  5. Количество и вид дополнительных контактов управления.
  6. Чувствительность к перекосу фаз.

ВИДЫ ТЕПЛОВЫХ РЕЛЕ, ИХ ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И СФЕРА ПРИМЕНЕНИЯ

Область применения такого оборудования — цеха промышленных предприятий, ремонтные мастерские, некоторые объекты сельского и коммунального хозяйства. Внедрение этих устройств позволяет защищать электроприводы от перегрузок.

Принцип действия реле основан на способности электрического тока повышать температуру проводника при прохождении через него.

Любой материал при нагреве увеличивает свой объем, но по-разному. Если нагреть две жестко соединенные пластины из разных металлов, то они деформируются. Движение передается на механическую защелку выключателя, который срабатывает и разъединяет электрические контакты.

Как правило, в тепловом реле используют 2 биметаллические пластины. Чаще всего это инвар, а также немагнитная или хромоникелевая сталь, имеющие разные коэффициенты расширения. Там, где пластины прилегают друг к другу, они жестко закрепляются путем штамповки, горячей прокатки или сварки. Когда происходит нагревание неподвижной части закрепленной пластины, она изгибается, что и приводит к срабатыванию — взаимодействию с контактным блоком реле.

Однако нагревание может происходить двумя способами. Например, тепло выделяется при прохождении через биметаллическую часть нагрузочного тока. Кроме того, нагрев возможен благодаря специальному нагревателю, также обтекаемому током нагрузки. Наиболее эффективно тепловое реле работает при комбинировании двух способов нагревания.

Разновидности применяемых в промышленности тепловых реле:

  • РТЛ;
  • РТТ;
  • ТРН;
  • РТП и др.

Серия РТЛ — устройства для защиты электродвигателей от длительных перегрузок или выпадения одной из фаз. Они применяются как в комплекте с пускателями типа ПМЛ, так и отдельно.

РТТ — тепловые реле для защиты промышленных асинхронных электромоторов (380 V) с короткозамкнутым ротором от затяжных перегрузок. Они также реагируют на выпадение фазы, иногда встраиваются в пускатели типа ПМА.

Серия ТРН — это двухфазные тепловые реле промышленного назначения. Они применяются в комплекте с магнитными пускателями и выполняют функцию защиты асинхронных электродвигателей от перегрузки.

РТП — тепловые реле с комбинированной системой нагрева биметаллической пластины. Конструкция устройства обеспечивает плавную ручную настройку тока срабатывания. Возврат якоря реле в исходное положение осуществляется двумя способами:

  • вручную, посредством кнопки;
  • автоматически, после остывания биметаллической пластины.

Особенности установки теплового реле

Обычно монтаж производится вместе с магнитным пускателем, который обеспечивает подключение и запуск электродвигателя. Некоторые тепловые реле устанавливаются как самостоятельные приборы на DIN-рейку либо на монтажные панели (ТРН или РТТ). Причем если у реле ТРН есть лишь пара входящих подключений, то фаз все равно 3.

Отключенный фазный провод выводится с пускателя к двигателю в обход устройства. Изменение тока будет происходить пропорционально во всех фазах, в результате чего достаточно контролировать только две из них.

Возможно подключение теплового реле и с помощью токовых трансформаторов, что целесообразно при использовании мощных моторов. Как бы там ни было, важно избегать ошибок при установке, например, нельзя подключать реле с параметрами, не соответствующими характеристикам электродвигателя.

Технические характеристики тепловых реле:
Номинальное напряжение переменного тока, В 660
Частота переменного тока, Гц 50 (60)
Время срабатывания при токе 1,2 Iном, мин 20
Время ручного возврата, мин, не менее 1,5
Время срабатывания при нагрузке 6-кратным Iном, с РТЛ-1000 4,5 . .. 9,0
РТЛ-2000 4,5 ... 12,0
Термическая стойкость реле, с, при нагрузке 18-кратным Iном на ток: до 10А 0,5
свыше 10А 1,0
Тип реле Диапазон регулирова-ния номинального тока несрабатывания, А Мощность, потребляемая одним полюсом реле, Вт Тип реле Диапазон регулирова-ния номинального тока несрабатывания, А Мощность, потребляемая одним полюсом реле, Вт
Номинальный ток 25А
РТЛ-1001 0,10 ... 0,17 2,05 РТЛ-1008 2,40 ... 4,00 1,87
РТЛ-1002 0,16 . .. 0,26 2,03 РТЛ-1010 3,80 ... 6,00 1,84
РТЛ-1003 0,24 ... 0,40 1,97 РТЛ-1012 5,50 ... 8,00 1,68
РТЛ-1004 0,38 ... 0,65 1,99 РТЛ-1014 7,00 ... 10,0 1,75
РТЛ-1005 0,61 ... 1,00 1,8 РТЛ-1016 9,50 ... 14,0 2,5
РТЛ-1006 0,95 ... 1,6 1,8 РТЛ-1021 13,0 ... 19,0 2,75
РТЛ-1007 1,50 ... 2,60 1,8 РТЛ-1022 18,0 ... 25,0 2,8
Номинальный ток 80А
РТЛ-2053 23 . .. 32 2,43 РТЛ-2059 47 ... 64 3,69
РТЛ-2055 30 ... 41 3,03 РТЛ-2061 54 ... 74 4,38
РТЛ-2057 38 ... 52 3,3 РТЛ-2063 63 ... 86 5,62

КАК ПРАВИЛЬНО ВЫБРАТЬ НУЖНОЕ ТЕПЛОВОЕ РЕЛЕ

Для правильного выбора модели теплового реле нужно ориентироваться на мощностные параметры защищаемого электродвигателя. Основные характеристики устройства отображаются в условном обозначении. В маркировке теплового реле в обязательном порядке присутствуют следующие данные:

  • диапазон токов установки;
  • климатическое исполнение;
  • режим возврата теплового реле (ручной или автоматический).

При выборе теплового реле рекомендуем учитывать и такие аспекты:

  • некоторые разновидности имеют функцию недогрузки, позволяющую выявить уменьшение тока в цепи;
  • устройства могут иметь опцию компенсации температуры внешней среды — такие считаются самыми удобными и надежными;
  • выпускаются приборы, дополненные световыми индикаторами. Датчики или светодиоды отображают сигналы состояния и включения.

Всё о тепловых реле, расчет и выбор теплового реле для защиты двигателя

Всё о тепловых реле, расчет и выбор теплового реле для защиты двигателя

Тепловое реле - реле, которое реагирует на изменение тепловых величин (температуры, теплового потока и т.п.).

Тепловое реле выполняет функцию защиты от затяжных перегрузок, их работа похожа на работу теплового разъединителя в автоматических выключателей. В зависимости от величины перегрузки (отклонению от номинального режима – I/Iн) оно срабатывает через соответствующий промежуток времени, который можно вычислить по время-токовой характеристике теплового реле. Давайте подробно рассмотрим, что такое тепловое реле и как его правильно выбрать.

Назначение и принцип работы

При перегрузке электродвигателей повышается потребляемый ток, соответственно увеличивается его нагрев. Если двигатель перегревается – нарушается целостность изоляции обмоток, быстрее изнашиваются подшипники, они могут заклинить. При этом тепловой расцепитель автомата может и не защитить оборудование. Для этого нужно тепловое реле.

Перегрузки могут возникать из-за перекоса фаз, затрудненного движения ротора, вследствие как повышенной механической нагрузки, так и проблем с подшипниками, при полном заклинивании вала двигателя и исполнительных механизмах.

Тепловое реле реагирует на возросший ток, и в зависимости от его величины разорвет цепь питания через какое-то время, тем самым сохранив обмотки двигателя целыми. После последующего устранения неисправности, при условии исправности статора, двигатель может продолжить работу.

Если реле сработало по неизвестным причинам, и осмотр показал, что всё в порядке, вы можете вернуть контакты реле в исходное состояние, для этого на нем есть кнопка.

Реле может сработать и в случае затяжного пуска электродвигателя. При этом в обмотках протекают повышенные значения токов. Затяжной пуск – процесс, когда двигатель долго выходит на номинальные обороты. Может произойти из-за перегрузки на валу, либо из-за низкого напряжения в питающей сети.

Время, через которое сработает реле, определяется по время-токовой характеристики конкретного реле, в общем виде она выглядит так:

По вертикальной оси расположено время в секундах, через которое контакты разорвут цепь, а по горизонтальной – во сколько раз фактический ток превышает номинальный. Здесь мы видим, что при номинальном токе реле время работы реле стремится к бесконечности, при перегрузке уже в 1.2 раза оно разомкнется примерно за 5000 секунд, при перегрузке по току в 2 раза – за 500 секунд, при перегрузке в 5-8 раз реле сработает за 10 секунд.

Такая защита исключает постоянные отключения двигателя при кратковременных перегрузках и рывках, но спасают оборудование при длительном выходе за пределы допустимых режимов.

Принцип работы

В реле есть пара биметаллических пластин с разным температурным коэффициентом расширения. Пластины жестко соединены друг с другом, если их нагреть, то конструкция изогнется в сторону участка с меньшим температурным коэффициентом расширения.

Греются пластины за счет протекания тока нагрузки или от нагревателя, через который проходит ток нагрузки, на схеме изображено в виде нескольких витков вокруг биметалла. Протекающий ток нагревает пластину до определенного предела. Чем выше ток, тем быстрее нагрев.

Стоит учитывать, что если реле находится в жарком помещении – нужно выставлять ток срабатывания с большим запасом, ведь происходит дополнительный нагрев от окружающей среды. К тому же, если реле только что сработало – контактам нужно некоторое время, чтобы остыть. Иначе может произойти повторное ложное срабатывание.

Давайте рассмотрим конкретный пример. Выше вы видите устройство реле ТРН. Оно является двухфазным. Состоит из трёх ячеек, в крайних нагревательные элементы, посередине температурный компенсатор, регулятор тока срабатывания, расцепитель, размыкающий контакт, рычаг возврата.

Когда ток протекает через нагревательный элемент (1), его температура растёт, когда ток достигает установленного тока перегрузки биметаллическая пластина(2) деформируется. Толкатель (10) перемещается вправо и толкает пластину температурного компенсатора (3). Когда ток перегрузки достигнут, она выгибается вправо и выводит из зацепления защелку (7). Штанга расцепителя (6) поднимается вверх и контакты (8) размыкаются.

Виды тепловых реле

Тепловые реле могут подключаться на все три фазы или на две из трёх, в зависимости от конструкции. Большинство реле конструктивно разработаны для соответствия определенным магнитным пускателям, это нужно для удобства и аккуратности монтажа. Рассмотрим некоторые из них.

РТЛ – подходит для использования с пускателями типа ПМЛ. С набором клемм КРЛ используется как самостоятельный прибор защиты.

РТТ – подходит для монтажа с пускателями ПМЕ и ПМА. Также может использоваться как самостоятельное, если его смонтировать на специальную панель.

РТИ – тепловые реле для пускателей КМИ и КМТ. На лицевой вы можете видеть пару дополнительных блок-контактов, для реализации схем индикации и прочего.

ТРН – двухфазное тепловое реле. Устанавливается в трёхфазных двигателях, при этом подключается в разрыв двух фаз. Температура окружающей среды не влияет на его работу. На регуляторе тока есть 10 делений 5 на уменьшение, 5 на увеличение, цена одного деления – 5%.

На самом деле тепловых реле существует великое множество, но все они выполняют одну функцию.

Реле очень часто монтируют в специальный железный ящик. На фото пускатель ПМА 4-й величина на 63 Ампера, с трёхфазным тепловым реле.

К современным пускателям тепловое реле подключается так как изображено на фото ниже, получается цельная конструкция.

Красная кнопка «test» нужна для пробного отключения реле, и проверки возможности размыкания контактов.

Такой способ подключения позволяет экономить место на дин рейке.

Схема подключения

Как уже было сказано, тепловое реле защищает от долговременной перегрузки электрооборудование. Оно монтируется между источником питания и потребителем.

Контроллируемый ток протекает через нагревательные элементы (1), они выгибаясь размыкают контакты (2) теплового реле, в этой схеме использовано 2-хфазное тепловое реле. Его контакты размыкают цепь катушки контактора или магнитного пускателя, также как если бы вы нажали кнопку «СТОП». В собранном виде эта схема выглядит так:

На первом плане видно как от выходящих контактов пускателя подключены две крайние фазы. На заднем плане видно, что к катушке реле подключена клемма от контактов ТРН.

Если у вас используется реверсная схема магнитных пускателей, то подключение практически аналогичное, ниже это наглядно изображено. Контакты с маркировкой «10» и «12» подключаются в разрыв катушек пускателей КМ1 и КМ2.

Здесь видно что есть нормально-замкнутая пара и нормально-разомкнутый контакт. Это нужно, например, для индикации срабатывания тепловой защиты, т.е. к нему можно подключить лампочку-индикатор или подать сигнал на диспетчерский пульт или АСУ.

На реле РТИ эти контакты размещены на передней панели:

  • NO – нормально-открытый – на индикацию;
  • NC – нормально-закрытый – на пускатель.

Кнопка STOP принудительно переключает контакты. При срабатывании такое реле должно остыть и оно повторно включится. Хотя в конкретном примере возможно и ручное и автоматическое повторное включение. Для этого предназначена синяя кнопка с крестовидной прорезью справа на лицевой панели, при закрытой крышке она заблокирована.

Выбор для конкретного двигателя

Допустим, у нас есть двигатель АИР71В4У2. Его мощность 0.75 кВт. У нас есть трёхфазная сеть с линейным напряжением 380В. Двигатель рассчитан на 220В, если соединить обмотки треугольником и 380В, если звездой. Номинальный ток такого двигателя с обмотками соединенными по схеме звезды 1. 94А. Полная информация содержится на его шильдике, который вы видите на фото ниже.

Отсюда следует, что нам нужно подобрать тепловое реле для двигателя с током в 1.94 А. Ток срабатывания теплового реле должен превышать номинальный ток двигателя в 1.2 – 1.3 раза. То есть:

Iреле=IН*1.2…1.3

Пусть двигатель работает в составе механизма, в котором допускаются кратковременные, но значительные перегрузки, например для подъёма малых грузов. Тогда ток уставки выбираем в 1.3 раза больше номинального тока асинхронного электродвигателя.

Iреле=1.94*1.3=2.522

Т.е реле должно сработать при токе 2.5-2.6А. Нам подходят такие реле:

  • РТЛ-1007, с токовым диапазоном 1.5-2.6 А;
  • РТЛ-1008, токовый диапазон 2,4-4 А;
  • РТИ-1307, токовый диапазон 1,6...2,5 А;
  • РТИ-1308, токовый диапазон 2,5...4 А;
  • ТРН-25 3,2А (с помощью регулятора можно понизить или повысить ток на 25%).

Методы регулировки реле

Шаг первый – определить уставку теплового реле:

N1 = (Iн – Iнэ)/cIнэ

где Iн - номинальный ток нагрузки электродвигателя, Iнэ - номинальный ток нагревательного элемента теплового реле, с - коэффициент деления шкалы (например, с = 0,05).

Шаг второй – введение поправки на температуру окружающей среды:

N2 = (T – 30)/10

где Т - температура окружающей среды, °С.

Шаг третий:

N = N1 + N2

Шаг четвертый – выставить регулятор на нужное число делений N.

Поправка на температуру вводится, если температура окружающей среды слишком высокая или низкая. Если на температуру в помещении где установлено реле значительно влияет температура на улице, то поправку следует производить зимой и летом.

Проверка

Рассмотрим на примере реле типа ТРН. Чтобы убедиться в исправности реле нужно:

1. Проверить состояние корпуса, нет ли на нем трещин или сколов.

2. Проверить при подключенной нагрузке с номинальным током.

3. Разобрать реле и проверить целостность контактов, остутствие на них нагара,

4. Проверить, не согнуты ли нагреватели.

5. Проверить расстояние между биметаллом и нагревательными элементами. Оно должно быть одинаковым, если нет, то отрегулировать с помощью крепежных винтов.

6. Подать номинальный ток через один из нагревателей, установить уставку в 1.5 раза больше номинального тока. В таком состоянии реле работает 145 с, затем постепенно поворачивают эксентрик регулировки в положение «-5», до срабатывания реле.

7. После активного охлаждения в течение 15 минут проверяют второй нагревательный элемент таким же способом.

Схема проверочного стенда:

Краткое резюме

Тепловые реле – важный элемент в защите электрооборудования. С его помощью вы защитите своё устройство от перегрузок, а его характеристики позволят переносить кратковременные скачки тока без ложных срабатываний, чего не может обеспечить автоматический выключатель.

Реле могут использоваться как вместе с магнитными пускателями соединяясь с его выходными клеммами напрямую, тем самым образуя единую конструкцию, так и в качестве самостоятельных защитных устройств, размещаться в щитке на дин рейке и в электрошкафах.

Ранее ЭлектроВести писали, что компания Schneider Electric, мировой эксперт в управлении энергией и автоматизации, представляет обновление линейки термомагнитных автоматических выключателей электродвигателей TeSys GV3 - TeSys GV3P73 и GV3P80, рассчитанных на токи 73 A и 80 A соответственно, которые дополнят серию GV3P и полностью заменят серию GV3ME80, снимаемую с производства.

По материалам: electrik.info.

Тепловое реле - принцип работы, виды, устройство. Инструкция как выбрать и подключить оборудование

Для безопасности эксплуатации электротехнического оборудования должны использоваться специальные приспособления, которые контролируют соответствие условий и параметров работы нормативным требованиям. Одним из таких устройств является тепловое реле, не допускающее перегрев приборов.

Краткое содержимое статьи:

Назначение устройства

Высокая нагрузка, которую испытывают электродвигатели, обусловливает рост потребления электроэнергии в процессе функционирования. Это часто приводит к превышению нормативных параметров работы оборудования. Перегрузка в электрической цепи является причиной быстрого роста температуры. А она, в свою очередь, вызывает появление неисправностей и аварий.

Назначение теплового реле состоит в создании предпосылок для поддержания нормальных условий эксплуатации посредством возможности отключения электроэнергии при перегрузках и риске аварии.


Это устройство замыкает или размыкает цепь по сигналу, поступающему от агрегата в зависимости от текущей рабочей температуры. В результате электродвигатель защищается от токовых перегрузок.

Среди преимуществ данного устройства можно отметить:

  • компактные размеры;
  • незначительный вес;
  • несложность конструктивного исполнения;
  • долговечность эксплуатации;
  • доступность по цене.

Но при этом потребуется периодическая проверка работоспособности и настройка.

Принципы работы

В тепловом реле чаще всего присутствуют две биметаллические пластины. Они имеют разные коэффициенты расширения – у одной этот параметр больший по величине, а у другой меньший. Там где пластины прилегают друг к другу, обеспечивается их жесткое крепление или прокатом, или сваркой.

При нагревании неподвижно закрепленной пластины происходит ее изгиб. Эта особенность и лежит в основе принципа действия теплового реле. Часто в качестве применяемых материалов выступают инвар и сталь немагнитного или хромированного исполнения.

Биметаллическая часть начинает нагреваться вследствие воздействия тепла. Оно выделяется в пластине нагрузочным током. Но нагрев также может производиться и по другой схеме – через нагреватель, по которому идет ток.

Наиболее высокие показатели эффективности работы реле обеспечиваются при комбинированном способе нагревания – от тепла тока, идущего через пластину, и от нагревателя. После того как пластинка прогнется, ее свободный конец взаимодействует с контактным блоком реле.


Разновидности приспособлений

Применение находят разнообразные типы тепловых реле, которые имеют разные параметры действия и свою сферу использования:

РТЛ – является трехфазной модификацией. Она эффективна при защите моторов электрического типа от перегрузок, роторного заклинивания, фазного перекоса или длительного запуска. Такое реле можно крепить на клеммы ПМЛ на пускателе или непосредственно на КРЛ при самостоятельной эксплуатации.

РТТ – также трехфазный вариант, но применяют его при создании систем безопасности эксплуатации короткозамкнутых моторов. Реле может защитить от продолжительного запуска или заклинивания. Крепится на пускатель ПМЕ и ПМА в корпусной его части или же на отдельную панель при самостоятельной работе.

РТИ – работает при наличии трехфазного питания и защищает двигатели от тяжелых режимов. Для установки используется корпус пускателя типа КМИ или КМТ.

ТРН – устройство на 2 фазы для контроля пуска и последующего функционирования. Предусмотрен ручной способ перевода контактов в первоначальный вид. Преимущество – отсутствие влияния температурного режима вовне.

Твердотельное 3-х фазное с подвижными элементами. Работает с той же целью, что и другие модификации, но может эксплуатироваться даже в условиях риска взрывных явлений. Это обусловлено нечувствительностью к состоянию среды.

РТК – отслеживает состояние и изменение одного показателя, а сам термоконтроль производится щупом.

РТЭ – является непосредственным элементом конструкции агрегата. Оно состоит из проводника, изготовленного из особого сплава. При достижении температурой определенного уровня материал начинает плавиться.

На фото теплового реле можно рассмотреть особенности конструкции отдельных их видов. Эти отличия нужно принимать во внимание при выборе необходимого вам для конкретной ситуации компонента.


Как выбирать

Перед тем, как изучать инструкцию для подключения теплового реле, необходимо изучить основные критерии, на основании которых это устройство выбирается. Важным параметром является связь между нагрузочным током и периодом срабатывания устройства.

Учитывают также и состояние, которое станет сигналом для активизации реле – холодное или перегретое. При этом нагревательные компоненты отличаются термической неустойчивостью в ситуации, когда действуют токи короткого замыкания.

Показатель номинальной нагрузки двигателя является основой для расчета требуемого тока реле. Как правило, термореле будет срабатывать, если в течение 20-30 минут имеет место перегрузка в 20-30%. Причем постоянная компонента периода нагревания электродвижка находится в зависимости от времени перегрузки.

Если такое превышение нормативной нагрузки незначительно по времени, то постоянная будет равна 5-10 минутам. А вот в ситуации длительных отклонений в нагреве будет задействована не одна обмотка, а вся масса движка. Тогда параметр постоянной нагрева растет до 40 минут или 1 часа.

Учитывают и зависимость нагрева пластины от температуры среды. Если окружающее пространство нагревается, то и ток, при котором реле активизируется, будет меньше. Поэтому при отклонении температуры от номинала требуется дополнительная регулировка реле. Также его следует ставить в тех же условиях, в которых работает и сам агрегат.

Существуют и другие значимые характеристики тепловых реле:

  • напряжение силового типа;
  • параметры регулировочных контактов;
  • мощность при запуске контактов;
  • пределы срабатывания;
  • восприимчивость фазных перекосов;
  • класс выключения.

Особенности подключения

Часто используемая схема подключения теплового реле своими руками предполагает использование контакта постоянно замкнутого типа. Этот контакт (NC или НЗ по маркировке) функционирует в последовательной связи с отключающей кнопкой «стоп», расположенной на пульте управления.

В стандартных условиях такой контакт связан с подключением системы сигнализации, которая дает информацию об активизации защиты агрегата. В усложненных схемах возможно построение механизма аварийного размыкания цепи и остановки двигателя.

Само термореле находится в цепи после контакторов, но перед двигателем. Включение размыкающегося реле производится кнопкой «стоп». При этом используется последовательная схема.

Тепловые реле являются эффективным способом обезопасить работу электродвигателя. Они имеют различные характеристики, сферу применения, отличаются стоимостью. Поэтому целесообразно заранее определиться с наиболее подходящим типом устройства, ориентируясь на модели от проверенных производителей.

Фото теплового реле

Тепловые реле — устройство и принцип действия

Тепловые реле — устройство и принцип действия

Тепловые реле предохраняют электродвигатель от перегрева, вызванного главным образом его перегрузкой, а также потерей фазы или отклонениями параметров сети от их номинальных значений.

Принцип действия тепловых реле основан на изгибании биметаллического элемента при его нагреве. Биметаллический элемент выполнен из двух металлических пластин с разными коэффициентами линейного расширения. При нагреве одна из пластин удлиняется в большей степени, а поскольку пластины скреплены, происходит изгиб всего элемента. Таким образом, в случае превышения тока определенного значения биметаллический элемент нагревается и изгибается, приводя в действие контакт реле. Очевидно, что при увеличении тока уменьшается время срабатывания реле. Зависимость времени срабатывания реле от тока называется характеристикой теплового реле.

Рис. 1. Характеристика теплового реле

На рисунке 1 приведен пример характеристики реле в холодном состоянии, где Iустн – номинальный ток уставки, а Iуст – ток, который протекает через реле в определенный момент времени. Под номинальным током уставки понимается наибольший ток, который в течение длительного времени при данной настройке реле не приводит к его срабатыванию.

Тепловые реле надежно защищают электродвигатель от перегрузок только в случае его эксплуатации в режиме S1 (продолжительный режим работы). Температурные условия мест, в которых установлены реле и защищаемый двигатель должны быть полностью идентичны. Если двигатель работает в повторно-кратковременном режиме, то защита его от перегрузок тепловым реле неэффективна, кроме того, возможны ложные срабатывания.

В случае, когда величины токов электродвигателя имеют относительно большие значения, тепловое реле может включаться через трансформаторы тока.

Тепловое реле необходимо выбрать таким образом, чтобы его номинальные значения напряжения и тока соответствовали аналогичным значениям двигателя, далее необходимо выставить ток уставки согласно следующим выражениям:

Iустн=Iдн, если Тср=Тн,

где Iдн – номинальное значение линейного тока двигателя, Тср – температура окружающей среды, в которой установлено тепловое реле, Тн – температура калибровки реле;

 , если

Современные электродвигатели выполняются с изоляцией класса F и превышением температуры по классу В. Таким образом, даже при температуре окружающей среды 400С обеспечивается температурный запас 250С, благодаря чему электродвигатель может выдерживать кратковременные перегрузки без разрушения изоляции. Реле, подобранные согласно данным рекомендациям, обеспечивают надежную защиту двигателей при длительных перегрузках 15-20%. Таким образом, обеспечивается надежная продолжительная работа электродвигателя и обеспечивается заложенный заводом-изготовителем ресурс работы.

Если же нагрузка двигателя неравномерная (в одни короткие периоды времени больше номинальной, в другие наоборот – меньше), во избежание ложных срабатываний защиту необходимо несколько загрубить. С этой целью токи уставки Iуст, полученные по формулам, приведенным выше, следует увеличить на 10%.

Тепловое реле не защищает двигатель от коротких замыканий, поэтому его использование возможно только совместно с устройствами защиты от токов короткого замыкания (автоматические выключатели, предохранители, реле максимального тока).

 

Принцип действия электротеплового реле - Морской флот

Тепловое реле выполняет функцию защиты от затяжных перегрузок, их работа похожа на работу теплового разъединителя в автоматических выключателей. В зависимости от величины перегрузки (отклонению от номинального режима – I/Iн) оно срабатывает через соответствующий промежуток времени, который можно вычислить по время-токовой характеристике теплового реле. Давайте подробно рассмотрим, что такое тепловое реле и как его правильно выбрать.

Назначение и принцип работы

При перегрузке электродвигателей повышается потребляемый ток, соответственно увеличивается его нагрев. Если двигатель перегревается – нарушается целостность изоляции обмоток, быстрее изнашиваются подшипники, они могут заклинить. При этом тепловой расцепитель автомата может и не защитить оборудование. Для этого нужно тепловое реле.

Перегрузки могут возникать из-за перекоса фаз, затрудненного движения ротора, вследствие как повышенной механической нагрузки, так и проблем с подшипниками, при полном заклинивании вала двигателя и исполнительных механизмах.

Тепловое реле реагирует на возросший ток, и в зависимости от его величины разорвет цепь питания через какое-то время, тем самым сохранив обмотки двигателя целыми. После последующего устранения неисправности, при условии исправности статора, двигатель может продолжить работу.

Если реле сработало по неизвестным причинам, и осмотр показал, что всё в порядке, вы можете вернуть контакты реле в исходное состояние, для этого на нем есть кнопка.

Реле может сработать и в случае затяжного пуска электродвигателя. При этом в обмотках протекают повышенные значения токов. Затяжной пуск – процесс, когда двигатель долго выходит на номинальные обороты. Может произойти из-за перегрузки на валу, либо из-за низкого напряжения в питающей сети.

Время, через которое сработает реле, определяется по время-токовой характеристики конкретного реле, в общем виде она выглядит так:

По вертикальной оси расположено время в секундах, через которое контакты разорвут цепь, а по горизонтальной – во сколько раз фактический ток превышает номинальный. Здесь мы видим, что при номинальном токе реле время работы реле стремится к бесконечности, при перегрузке уже в 1.2 раза оно разомкнется примерно за 5000 секунд, при перегрузке по току в 2 раза – за 500 секунд, при перегрузке в 5-8 раз реле сработает за 10 секунд.

Такая защита исключает постоянные отключения двигателя при кратковременных перегрузках и рывках, но спасают оборудование при длительном выходе за пределы допустимых режимов.

Принцип работы

В реле есть пара биметаллических пластин с разным температурным коэффициентом расширения. Пластины жестко соединены друг с другом, если их нагреть, то конструкция изогнется в сторону участка с меньшим температурным коэффициентом расширения.

Греются пластины за счет протекания тока нагрузки или от нагревателя, через который проходит ток нагрузки, на схеме изображено в виде нескольких витков вокруг биметалла. Протекающий ток нагревает пластину до определенного предела. Чем выше ток, тем быстрее нагрев.

Стоит учитывать, что если реле находится в жарком помещении – нужно выставлять ток срабатывания с большим запасом, ведь происходит дополнительный нагрев от окружающей среды. К тому же, если реле только что сработало – контактам нужно некоторое время, чтобы остыть. Иначе может произойти повторное ложное срабатывание.

Давайте рассмотрим конкретный пример. Выше вы видите устройство реле ТРН. Оно является двухфазным. Состоит из трёх ячеек, в крайних нагревательные элементы, посередине температурный компенсатор, регулятор тока срабатывания, расцепитель, размыкающий контакт, рычаг возврата.

Когда ток протекает через нагревательный элемент (1), его температура растёт, когда ток достигает установленного тока перегрузки биметаллическая пластина(2) деформируется. Толкатель (10) перемещается вправо и толкает пластину температурного компенсатора (3). Когда ток перегрузки достигнут, она выгибается вправо и выводит из зацепления защелку (7). Штанга расцепителя (6) поднимается вверх и контакты (8) размыкаются.

Виды тепловых реле

Тепловые реле могут подключаться на все три фазы или на две из трёх, в зависимости от конструкции. Большинство реле конструктивно разработаны для соответствия определенным магнитным пускателям, это нужно для удобства и аккуратности монтажа. Рассмотрим некоторые из них.

РТЛ – подходит для использования с пускателями типа ПМЛ. С набором клемм КРЛ используется как самостоятельный прибор защиты.

РТТ – подходит для монтажа с пускателями ПМЕ и ПМА. Также может использоваться как самостоятельное, если его смонтировать на специальную панель.

РТИ – тепловые реле для пускателей КМИ и КМТ. На лицевой вы можете видеть пару дополнительных блок-контактов, для реализации схем индикации и прочего.

ТРН – двухфазное тепловое реле. Устанавливается в трёхфазных двигателях, при этом подключается в разрыв двух фаз. Температура окружающей среды не влияет на его работу. На регуляторе тока есть 10 делений 5 на уменьшение, 5 на увеличение, цена одного деления – 5%.

На самом деле тепловых реле существует великое множество, но все они выполняют одну функцию.

Реле очень часто монтируют в специальный железный ящик. На фото пускатель ПМА 4-й величина на 63 Ампера, с трёхфазным тепловым реле.

К современным пускателям тепловое реле подключается так как изображено на фото ниже, получается цельная конструкция.

Красная кнопка «test» нужна для пробного отключения реле, и проверки возможности размыкания контактов.

Такой способ подключения позволяет экономить место на дин рейке.

Схема подключения

Как уже было сказано, тепловое реле защищает от долговременной перегрузки электрооборудование. Оно монтируется между источником питания и потребителем.

Контроллируемый ток протекает через нагревательные элементы (1), они выгибаясь размыкают контакты (2) теплового реле, в этой схеме использовано 2-хфазное тепловое реле. Его контакты размыкают цепь катушки контактора или магнитного пускателя, также как если бы вы нажали кнопку «СТОП». В собранном виде эта схема выглядит так:

На первом плане видно как от выходящих контактов пускателя подключены две крайние фазы. На заднем плане видно, что к катушке реле подключена клемма от контактов ТРН.

Если у вас используется реверсная схема магнитных пускателей, то подключение практически аналогичное, ниже это наглядно изображено. Контакты с маркировкой «10» и «12» подключаются в разрыв катушек пускателей КМ1 и КМ2.

Здесь видно что есть нормально-замкнутая пара и нормально-разомкнутый контакт. Это нужно, например, для индикации срабатывания тепловой защиты, т.е. к нему можно подключить лампочку-индикатор или подать сигнал на диспетчерский пульт или АСУ.

На реле РТИ эти контакты размещены на передней панели:

NO – нормально-открытый – на индикацию;

NC – нормально-закрытый – на пускатель.

Кнопка STOP принудительно переключает контакты. При срабатывании такое реле должно остыть и оно повторно включится. Хотя в конкретном примере возможно и ручное и автоматическое повторное включение. Для этого предназначена синяя кнопка с крестовидной прорезью справа на лицевой панели, при закрытой крышке она заблокирована.

Выбор для конкретного двигателя

Допустим, у нас есть двигатель АИР71В4У2. Его мощность 0.75 кВт. У нас есть трёхфазная сеть с линейным напряжением 380В. Двигатель рассчитан на 220В, если соединить обмотки треугольником и 380В, если звездой. Номинальный ток такого двигателя с обмотками соединенными по схеме звезды 1.94А. Полная информация содержится на его шильдике, который вы видите на фото ниже.

Отсюда следует, что нам нужно подобрать тепловое реле для двигателя с током в 1.94 А. Ток срабатывания теплового реле должен превышать номинальный ток двигателя в 1.2 – 1.3 раза. То есть:

Пусть двигатель работает в составе механизма, в котором допускаются кратковременные, но значительные перегрузки, например для подъёма малых грузов. Тогда ток уставки выбираем в 1.3 раза больше номинального тока асинхронного электродвигателя.

Т.е реле должно сработать при токе 2.5-2.6А. Нам подходят такие реле:

РТЛ-1007, с токовым диапазоном 1.5-2.6 А;

РТЛ-1008, токовый диапазон 2,4-4 А;

РТИ-1307, токовый диапазон 1,6. 2,5 А;

РТИ-1308, токовый диапазон 2,5. 4 А;

ТРН-25 3,2А (с помощью регулятора можно понизить или повысить ток на 25%).

Методы регулировки реле

Шаг первый – определить уставку теплового реле:

N1 = (Iн – Iнэ)/cIнэ

где Iн – номинальный ток нагрузки электродвигателя, Iнэ – номинальный ток нагревательного элемента теплового реле, с – коэффициент деления шкалы (например, с = 0,05).

Шаг второй – введение поправки на температуру окружающей среды:

где Т – температура окружающей среды, °С.

Шаг четвертый – выставить регулятор на нужное число делений N.

Поправка на температуру вводится, если температура окружающей среды слишком высокая или низкая. Если на температуру в помещении где установлено реле значительно влияет температура на улице, то поправку следует производить зимой и летом.

Проверка

Рассмотрим на примере реле типа ТРН. Чтобы убедиться в исправности реле нужно:

1. Проверить состояние корпуса, нет ли на нем трещин или сколов.

2. Проверить при подключенной нагрузке с номинальным током.

3. Разобрать реле и проверить целостность контактов, остутствие на них нагара,

4. Проверить, не согнуты ли нагреватели.

5. Проверить расстояние между биметаллом и нагревательными элементами. Оно должно быть одинаковым, если нет, то отрегулировать с помощью крепежных винтов.

6. Подать номинальный ток через один из нагревателей, установить уставку в 1.5 раза больше номинального тока. В таком состоянии реле работает 145 с, затем постепенно поворачивают эксентрик регулировки в положение «-5», до срабатывания реле.

7. После активного охлаждения в течение 15 минут проверяют второй нагревательный элемент таким же способом.

Схема проверочного стенда:

Краткое резюме

Тепловые реле – важный элемент в защите электрооборудования. С его помощью вы защитите своё устройство от перегрузок, а его характеристики позволят переносить кратковременные скачки тока без ложных срабатываний, чего не может обеспечить автоматический выключатель.

Реле могут использоваться как вместе с магнитными пускателями соединяясь с его выходными клеммами напрямую, тем самым образуя единую конструкцию, так и в качестве самостоятельных защитных устройств, размещаться в щитке на дин рейке и в электрошкафах.

Что представляет собой тепловое реле, для чего оно служит? На чем основан принцип действия устройства, и какими характеристиками оно обладает? Что нужно учитывать при выборе реле и его установке? На эти и другие вопросы вы найдете ответы в нашей статье. Также мы рассмотрим основные схемы подключения реле.

Что такое тепловое реле для электродвигателя

Прибором под названием тепловое реле (ТР) называют ряд устройств, разработанных для защиты электромеханических машин (двигателей) и аккумуляторных батарей от перегрева при токовых перегрузках. Также реле этого типа присутствуют в электрических цепях, осуществляющих контроль температурного режима на стадии выполнения разных технологических операций в производстве и схемах нагревательных элементов.

Базовым компонентом, встроенным в тепловое реле, является группа металлических пластин, части которых имеют разный коэффициент теплового расширения (биметалл). Механическая часть представлена подвижной системой, связанной с электрическими контактами защиты. Электротепловое реле обычно идет вместе с магнитным пускателем и автоматом защиты.

Принцип действия устройства

Тепловые перегрузки в двигателях и других электрических устройствах происходят тогда, когда величина проходящего через нагрузку тока превышает номинальный рабочий ток аппарата. На свойстве тока разогревать проводник при прохождении и построено ТР. Встроенные в него биметаллические пластины рассчитаны на определенную токовую нагрузку, превышение которой приводит к сильной их деформации (изгибу).

Пластины надавливают на подвижный рычаг, который, в свою очередь, воздействует на защитный контакт, размыкающий цепь. По сути, ток, при котором цепь разомкнулась, и есть током срабатывания. Его величина эквивалентна температуре, превышение которой может привести к физическому разрушению электрических приборов.

Современные ТР имеют стандартную группу контактов, одна пара которых является нормально замкнутой – 95, 96; другая – нормально разомкнутой – 97, 98. Первая предназначена для подключения пускателя, вторая – для схем сигнализации. Тепловое реле для электродвигателя способно работать в двух режимах. Автоматический предусматривает самостоятельное включение контактов пускателя при охлаждении пластин. В ручном режиме контакты в исходное состояние возвращает оператор, нажимая на кнопку «сброс». Также можно отрегулировать порог срабатывания устройства путем вращения подстроечного винта.

Еще одной функцией защитного устройства является отключение двигателя при обрыве фазы. В таком случае двигатель также перегревается, потребляя больший ток, и, соответственно, пластины реле разрывают цепь. Для предотвращения воздействия токов короткого замыкания, от которого ТР не в силах защитить двигатель, в цепь обязательно включают автомат защиты.

Виды тепловых реле

Существуют следующие модификации устройств – РТЛ, ТРН, РТТ и ТРП.

  • Особенности ТРП-реле. Устройство этого типа подходит для применения в условиях повышенной механической нагрузки. Оно обладает ударопрочным корпусом и вибростойким механизмом. Чувствительность элемента автоматики не зависит от температуры окружающего пространства, так как точка срабатывания лежит за пределом в 200 градусов по Цельсию. В основном применяют с двигателями асинхронного типа трехфазного питания (предел по току – 600 ампер и питание – до 500 вольт) и в цепях тока постоянного величиной до 440 вольт. Схема реле предусматривает специальный нагревательный элемент для передачи тепла пластине, а также плавную регулировку изгиба последней. За счет этого можно менять предел срабатывания механизма до 5 %.

  • Особенности РТЛ-реле. Механизм устройства выполнен таким образом, что позволяет защищать нагрузку электродвигателя от перегрузок по току, а также в тех случаях, когда произошел обрыв фазы, и возникла фазовая асимметрия. Рабочий диапазон по току лежит в пределах 0.10-86.00 ампер. Бывают модели, совмещенные с пускателями либо нет.
  • Особенности РТТ-реле. Назначением является защита двигателей асинхронных, где ротор коротко замкнут, от токовых скачков, а также в случаях несоответствия фаз. Бывают встроены в магнитные пускатели и в схемы, управляемые электроприводами.

Технические характеристики

Самая важная характеристика теплового реле для электродвигателя – это зависимость скорости отключения контактов от величины тока. Она показывает быстродействие устройства при перегрузках и называется время-токовым показателем.

К основным характеристикам относят:

  • Номинальный ток. Это рабочий ток, на который рассчитано срабатывание устройства.
  • Номинальный ток рабочей пластины. Ток, при котором биметалл способен деформироваться в рабочем пределе без необратимых нарушений.
  • Пределы регулировки уставки по току. Диапазон тока, в котором реле будет срабатывать, выполняя защитную функцию.

Как подключить реле в схему

Чаще всего ТР подключают к нагрузке (двигателю) не напрямую, а через пускатель. В классической схеме подключения в качестве управляющего контакта используют КК1.1, который в исходном состоянии замкнут. Силовая группа (через нее идет электричество на двигатель) представлена КК1-контактом.

В момент, когда автомат защиты подает фазу, питающую цепь через стоп-кнопку, она проходит на кнопку "пуск" (3 контакт). При нажатии последней питание получает обмотка пускателя, а он, в свою очередь, подключает нагрузку. Фазы, поступающие на двигатель, также проходят через биметаллические пластины реле. Как только величина проходящего тока начинает превышать номинальный, защита срабатывает и обесточивает пускатель.

Следующая схема очень похожа на выше описанную с тем лишь отличием, что КК1.1-контакт (95-96 на корпусе) включен в ноль обмотки пускателя. Это более упрощенный вариант, который широко применяют. При реверсивной схеме подключения двигателя в цепи присутствуют два пускателя. Управление ними при помощи теплового реле возможно только, когда последнее включено в разрыв нулевого провода, являющегося общим для обоих пускателей.

Выбор реле

Главный параметр, по которому выбирают тепловое реле для электродвигателя, – это номинальный ток. Этот показатель высчитывают, опираясь на величину рабочего (номинального) тока электродвигателя. Идеально, когда ток срабатывания устройства выше рабочего в 0,2-0,3 раза при продолжительности перегрузки в треть часа.

Следует различать кратковременную перегрузку, где греется лишь провод обмотки электромашины, от перегрузки длительной, которую сопровождает разогрев всего корпуса. В последнем варианте нагрев продолжается до часа, и, следовательно, лишь в этом случае целесообразно применение ТР. На выбор теплового реле также влияют внешние факторы эксплуатации, а именно температура окружающей среды и ее стабильность. При постоянных скачках температуры необходимо, чтобы схема реле имела встроенную температурную компенсацию типа ТРН.

Что нужно учитывать при установке реле

Важно помнить, что биметаллическая пластина может нагреваться не только от проходящего тока, но и от температуры окружения. Это в первую очередь влияет на скорость срабатывания, хотя перегрузок по току может и не быть. Другой вариант, когда реле защиты двигателя попадает в зону принудительного охлаждения. В этом случае, наоборот, двигатель может испытывать тепловую перегрузку, а устройство защиты не срабатывать.

Чтобы избежать подобных ситуаций, следует придерживаться таких правил установки:

  • Выбирать реле с допустимо большей температурой срабатывания без ущерба для нагрузки.
  • Устанавливать защитное устройство в помещении, где расположен сам двигатель.
  • Избегать мест повышенного теплового излучения или близость кондиционеров.
  • Применять модели, имеющие функцию встроенной термокомпенсации.
  • Пользоваться регулировкой срабатывания пластины, настраивать в соответствии с фактической температурой в месте установки.

Заключение

Все электромонтажные работы по подключению реле и прочего высоковольтного оборудования должен выполнять квалифицированный специалист, имеющий допуск и профильное образование. Самостоятельное проведение подобных работ сопряжено с опасностью для жизни и работоспособности электрических устройств. Если же все-таки необходимо разобраться с тем, как подключить реле, при его покупке нужно требовать распечатку схемы, которая обычно идет в комплекте с изделием.

Долговечность и надежность в эксплуатации любой установки с электрическим двигателем зависит от различных факторов. Однако в значительной мере на срок службы мотора влияют токовые перегрузки. Чтобы их предупредить подключают тепловое реле, защищающее основной рабочий орган электромашины.

Мы расскажем, как подобрать устройство, предсказывающее назревание аварийных ситуаций с превышением максимально допустимых показателей тока. В представленной нами статье описан принцип действия, приведены разновидности и их характеристики. Даны советы по подключению и грамотной настройке.

Зачем нужны защитные аппараты?

Даже если электропривод грамотно спроектирован и используется без нарушения базовых правил эксплуатации, всегда остается вероятность возникновения неисправностей.

К аварийным режимам работы относят однофазные и многофазные КЗ, тепловые перегрузки электрооборудования, заклинивание ротора и разрушение подшипникового узла, обрыв фазы.

Функционируя в режиме повышенных нагрузок, электрический двигатель расходует огромное количество электроэнергии. А при регулярном превышении показателей номинального напряжения оборудование интенсивно нагревается.

В результате быстро изнашивается изоляция, что приводит к значительному снижению эксплуатационного срока электромеханических установок. Чтобы исключить подобные ситуации, в цепи электрического тока подключают реле тепловой защиты. Их основная функция – обеспечить нормальный режим работы потребителей.

Они отключают мотор с определенной выдержкой времени, а в некоторых случаях – мгновенно, чтобы предотвратить разрушение изоляции или повреждение отдельных частей электроустановки.

С целью не допустить понижение сопротивления изоляции задействуют устройства защитного отключения, ну а если поставлена задача предотвратить нарушение охлаждения, подключают специальные аппараты встроенной тепловой защиты.

Устройство и принцип работы ТР

Конструктивно стандартное электротепловое реле представляет собой небольшой аппарат, который состоит из чувствительной биметаллической пластины, нагревательной спирали, рычажно-пружинной системы и электрических контактов.

Биметаллическую пластину изготовляют из двух разнородных металлов, как правило, инвара и хромоникелевой стали, прочно соединенных вместе в процессе сварки. Один металл обладает большим температурным коэффициентом расширения, чем другой, поэтому нагреваются они с разной скоростью.

При токовой перегрузке незафиксированная часть пластины прогибается к материалу с меньшим значением коэффициента теплового расширения. Это оказывает силовое воздействие на систему контактов в защитном устройстве и активирует отключение электроустановки при перегреве.

В большинстве моделей механических тепловых реле есть две группы контактов. Одна пара – нормально разомкнутые, другая – замкнутые постоянно. Когда срабатывает защитное устройство, в контактах меняется состояние. Первые замыкаются, а вторые становятся разомкнутыми.

Ток детектирует интегрированный трансформатор, после чего электроника обрабатывает полученные данные. Если значение тока в настоящий момент времени больше, чем уставка, импульс мгновенно передается прямо на выключатель.

Размыкая внешний контактор, реле с электронным механизмом блокирует нагрузку. Само тепловое реле для электродвигателя устанавливается на контактор.

Биметаллическая пластина может быть нагрета непосредственно – за счет воздействия пикового тока нагрузки на металлическую полосу или косвенно, при помощи отдельного термоэлемента. Нередко эти принципы объединяют в одном аппарате тепловой защиты. При комбинированном нагреве прибор имеет лучшие рабочие характеристики.

Базовые характеристики токового реле

Основной характеристикой коммутатора тепловой защиты является выраженная зависимость времени срабатывания от протекающего по нему тока — чем больше величина, тем быстрее он сработает. Это свидетельствует об определенной инерционности релейного элемента.

Направленное перемещение частиц-носителей заряда через любой электроприбор, циркуляционный насос и электрокотел, генерирует тепло. При номинальном токе его допустимая длительность стремится к бесконечности.

А при значениях, превышающих номинальные показатели, в оборудовании повышается температура, что приводит к преждевременному износу изоляции.

Номинальная нагрузка самого мотора – ключевой фактор, определяющий выбор прибора. Показатель в интервале 1,2-1,3 обозначает успешное срабатывание при токовой перегрузке в 30% на временном отрезке в 1200 секунд.

Продолжительность перегрузки может негативно сказаться на состоянии электрооборудования — при кратковременном воздействии в 5-10 минут нагревается только обмотка мотора, которая имеет небольшую массу. А при длительных нагревается весь двигатель, что чревато серьезными поломками. Или вовсе может потребоваться замена сгоревшего оборудования новым.

Чтобы максимально уберечь объект от перегрузки, следует конкретно под него использовать реле тепловой защиты, время срабатывания которого будет соответствовать максимально допустимым показателям перегрузки конкретного электродвигателя.

На практике собирать реле контроля напряжения под каждый тип мотора нецелесообразно. Один релейный элемент задействуют для защиты двигателей различного конструктивного исполнения. При этом гарантировать надежную защиту в полном рабочем интервале, ограниченном минимальной и максимальной нагрузкой, невозможно.

Поэтому нет крайней необходимости в том, чтобы защитное устройство реагировало на каждое, даже незначительное повышение тока. Реле должно отключать электродвигатель только в тех случаях, когда есть опасность быстрого износа изоляционного слоя.

Виды реле тепловой защиты

Существует несколько видов реле для защиты электрических двигателей от обрыва фаз и токовых перегрузок. Все они отличаются конструкционными особенностями, типом используемых МП и применением в разных моторах.

ТРП. Однополюсный коммутационный аппарат с комбинированной системой нагрева. Предназначен для защиты асинхронных трехфазных электромоторов от токовых перегрузок. Применяется ТРП в электросетях постоянного тока с базисным напряжением в условиях нормальной работы не больше 440 В. Отличается устойчивостью к вибрациям и ударам.

РТЛ. Обеспечивают двигателям защиту в таких случаях:

  • при выпадении одной из трех фаз;
  • асимметрии токов и перегрузок;
  • затянутого пуска;
  • заклинивания исполнительного механизма.

Их можно устанавливать с клеммами КРЛ отдельно от магнитных пускателей или монтировать непосредственно на ПМЛ. Устанавливаются на рейках стандартного типа, класс защиты – IP20.

РТТ. Защищают асинхронные трехфазные машины с короткозамкнутым ротором от затянутого старта механизма, длительных перегрузок и асимметрии, то есть перекоса фаз.

ТРН. Двухфазные коммутаторы, которые контролируют пуск электроустановки и режим работы мотора. Практически не зависят от температуры внешней среды, имеют только систему ручного возврата контактов в начальное состояние. Их можно использовать в сетях постоянного тока.

РТИ. Электрические переключающие аппараты с постоянным, хоть и небольшим потреблением электроэнергии. Монтируются на контакторах серии КМИ. Работают вместе с предохранителями/автоматическими выключателями.

Твердотельные токовые реле. Представляют собой небольшие электронные устройства на три фазы, в конструкции которых нет подвижных частей.

Функционируют по принципу вычисления средних значений температур двигателя, осуществляя для этого постоянный мониторинг рабочего и пускового тока. Отличаются невосприимчивостью к изменениям в окружающей среде, а потому используются во взрывоопасных зонах.

РТК. Пусковые коммутаторы для контроля температуры в корпусе электрооборудования. Используются в схемах автоматики, где тепловые реле выступают в качестве комплектующих деталей.

Важно помнить, что ни один вид из выше рассмотренных приборов не является пригодным для защиты цепей от короткого замыкания.

Устройства тепловой защиты лишь предотвращают аварийные режимы, которые возникают при нештатной работе механизма или перегрузке.

Электрооборудование может перегореть еще до начала срабатывания реле. Для комплексной защиты их нужно дополнять предохранителями или компактными автоматическими выключателями модульной конструкции.

Подключение, регулировка и маркировка

Коммутационный прибор перегрузки, в отличие от электрического автомата, не разрывает силовую цепь непосредственно, а лишь подает сигнал на временное отключение объекта при аварийном режиме. Нормально включенный контакт у него работает как кнопка «стоп» контактора и подсоединяется по последовательной схеме.

Схема подключения устройств

В конструкции реле не нужно повторять абсолютно все функции силовых контактов при успешном срабатывании, поскольку оно подключается непосредственно к МП. Такое исполнение позволяет существенно сэкономить материалы для силовых контактов. Намного легче в управляющей цепи подключить малый ток, чем сразу отключать три фазы с большим.

Во многих схемах подключения теплового реле к объекту используют постоянно замкнутый контакт. Его последовательно соединяют с клавишей «стоп» пульта управления и обозначают НЗ – нормально замкнутый, или NC – normal connected.

Разомкнутый контакт при такой схеме может быть использован для инициализации срабатывания тепловой защиты. Схемы подсоединения электромоторов, в которых подключено реле тепловой защиты, могут значительно отличаться в зависимости от наличия дополнительных устройств или технических особенностей.

Это обеспечит надежную защиту от перегрузок электрооборудования. В случае недопустимого превышения предельных значений тока релейный элемент разомкнет цепь, моментально отключая МП и двигатель от электропитания.

Подключение и установку теплового реле, как правило, производят вместе с магнитным пускателем, предназначенным для коммутации и запуска электрического привода. Однако есть виды, которые монтируют на DIN-рейку или специальную панель.

Тонкости регулировки релейных элементов

Одним из главных требований к устройствам защиты электродвигателей является четкое действие аппаратов при возникновении аварийных режимов работы мотора. Очень важно правильно его подобрать и отрегулировать настройки, поскольку ложные срабатывания абсолютно недопустимы.

Среди преимуществ использования токовых элементов защиты также следует отметить довольно высокую скорость и широкий диапазон срабатывания, удобство монтажа. Чтобы обеспечить своевременное отключение электромотора при перегрузке, реле тепловой защиты необходимо настраивать на специальной платформе/стенде.

В таком случае исключается неточность из-за естественного неравномерного разброса номинальных токов в НЭ. Для проверки защитного устройства на стенде применяется метод фиктивных нагрузок.

Через термоэлемент пропускают электрический ток пониженного напряжения, чтобы смоделировать реальную тепловую нагрузку. После этого по таймеру безошибочно определяют точное время срабатывания.

Настраивая базовые параметры, следует стремиться к таким показателям:

  • при 1,5-кратном токе устройство должно отключать двигатель через 150 с;
  • при 5…6-кратном токе оно должно отключать мотор через 10 с.

Если время срабатывания не соответствует норме, релейный элемент необходимо отрегулировать посредством контрольного винта.

Это делают в тех случаях, когда значения номинального тока НЭ и мотора отличаются, а также если температура окружающей среды ниже номинальной (+40 ºC) более, чем на 10 градусов по шкале Цельсия.

Ток срабатывания электротеплового коммутатора уменьшается с повышением температуры вокруг рассматриваемого объекта, так как нагрев биметаллической полосы зависит от этого параметра. При существенных отличиях необходимо дополнительно отрегулировать ТР или подобрать более подходящий термоэлемент.

Резкие колебания температурных показателей сильно влияют на работоспособность токового реле. Поэтому очень важно выбирать НЭ, способный эффективно выполнять основные функции с учетом реальных значений.

К реле с температурной компенсацией эти ограничения не относятся. Токовую уставку защитного аппарата можно регулировать в диапазоне 0,75-1,25х от значений номинального тока термоэлемента. Настройку выполняют поэтапно.

В первую очередь вычисляют поправку E1 без температурной компенсации:

  • Iном – номинальный ток нагрузки двигателя,
  • Iнэ – номинальный ток рабочего нагревательного элемента в реле,
  • c – цена деления шкалы, то есть эксцентрика (c=0,055 для защищенных пускателей, c=0,05 для открытых).

Следующий шаг – определение поправки E2 на температуру окружающего воздуха:

Где ta (ambient temperature) – температура внешней среды в градусах Цельсия.

Последний этап – нахождение суммарной поправки:

Суммарная поправка E может быть со знаком «+» или «-». Если в результате получается дробная величина, ее обязательно нужно округлить до целого в меньшую/большую по модулю сторону, в зависимости от характера токовой нагрузки.

Чтобы настроить реле, эксцентрик переводят на полученное значение суммарной поправки. Высокая температура срабатывания уменьшает зависимость работы защитного аппарата от внешних показателей.

Регулировка этих показателей осуществляется специальным рычагом, перемещение которого изменяет первоначальный изгиб биметаллической пластины. Настройка тока срабатывания в более широком диапазоне осуществляется заменой термоэлементов.

В современных коммутационных аппаратах защиты от перегрузки есть тестовая кнопка, которая позволяет проверить исправность устройства без специального стенда. Также есть клавиша для сброса всех настроек. Обнулить их можно автоматически или вручную. Кроме того, изделие комплектуют индикатором текущего состояния электроприбора.

Маркировка электротепловых реле

Защитные аппараты подбирают в зависимости от величины мощности электрического двигателя. Основная часть ключевых характеристик скрыта в условном обозначении.

Акцентировать внимание следует на отдельных моментах:

  1. Диапазон значений токов уставки (указан в скобках) у разных производителей отличается минимально.
  2. Буквенные обозначения конкретного типа исполнения могут различаться.
  3. Климатическое исполнение нередко подается в виде диапазона. К примеру, УХЛ3О4 нужно читать так: УХЛ3-О4.

Сегодня можно купить самые разные вариации прибора: реле для переменного и постоянного тока, моностабильные и бистабильные, аппараты с замедлением при включении/отключении, реле тепловой защиты с ускоряющими элементами, ТР без удерживающей обмотки, с одной обмоткой или несколькими.

Эти параметры не всегда отображены в маркировке устройств, но обязательно должны быть указаны в техпаспорте электротехнических изделий.

С устройством, разновидностями и маркировкой электромагнитного реле ознакомит следующая статья, с которой мы рекомендуем ознакомиться.

Выводы и полезное видео по теме

Устройство и принцип функционирования токового реле для эффективной защиты электродвигателя на примере устройства РТТ 32П:

Правильная защита от перегрузки и обрыва фаз – залог длительной безотказной работы электрического мотора. Видео о том, как реагирует релейный элемент в случае нештатной работы механизма:

Как подсоединить устройство тепловой защиты к МП, принципиальные схемы электротеплового реле:

Реле тепловой защиты от перегрузок – обязательный функциональный элемент любой системы управления электроприводом. Оно реагирует на ток, который проходит на двигатель, и активируется, когда температура электромеханической установки достигает предельных значений. Это дает возможность максимально продлить срок эксплуатации экологически безопасных электродвигателей.

Пишите, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке. Расскажите, как вы выбирали и настраивали тепловое реле для собственного электромотора. Делитесь полезными сведениями, задавайте вопросы, размещайте фотоснимки по теме статьи.

Тепловые реле

08.09.2015

Тепловые реле предохраняют электродвигатель от перегрева, вызванного главным образом его перегрузкой, а также потерей фазы или отклонениями параметров сети от их номинальных значений.

Принцип действия тепловых реле основан на изгибании биметаллического элемента при его нагреве. Биметаллический элемент выполнен из двух металлических пластин с разными коэффициентами линейного расширения. При нагреве одна из пластин удлиняется в большей степени, а поскольку пластины скреплены, происходит изгиб всего элемента. Таким образом, в случае превышения тока определенного значения биметаллический элемент нагревается и изгибается, приводя в действие контакт реле. Очевидно, что при увеличении тока уменьшается время срабатывания реле. Зависимость времени срабатывания реле от тока называется характеристикой теплового реле.


Рис. 1. Характеристика теплового реле

На рисунке 1 приведен пример характеристики реле в холодном состоянии, где Iустн – номинальный ток уставки, а Iуст – ток, который протекает через реле в определенный момент времени. Под номинальным током уставки понимается наибольший ток, который в течение длительного времени при данной настройке реле не приводит к его срабатыванию.

Тепловые реле надежно защищают электродвигатель от перегрузок только в случае его эксплуатации в режиме S1 (продолжительный режим работы). Температурные условия мест, в которых установлены реле и защищаемый двигатель должны быть полностью идентичны. Если двигатель работает в повторно-кратковременном режиме, то защита его от перегрузок тепловым реле неэффективна, кроме того, возможны ложные срабатывания.

В случае, когда величины токов электродвигателя имеют относительно большие значения, тепловое реле может включаться через трансформаторы тока.

Тепловое реле необходимо выбрать таким образом, чтобы его номинальные значения напряжения и тока соответствовали аналогичным значениям двигателя, далее необходимо выставить ток уставки согласно следующим выражениям:

Iустн=Iдн, если Тср=Тн,

где Iдн – номинальное значение линейного тока двигателя, Тср – температура окружающей среды, в которой установлено тепловое реле, Тн – температура калибровки реле;

, если ,

Современные электродвигатели выполняются с изоляцией класса F и превышением температуры по классу В. Таким образом, даже при температуре окружающей среды 400С обеспечивается температурный запас 250С, благодаря чему электродвигатель может выдерживать кратковременные перегрузки без разрушения изоляции. Реле, подобранные согласно данным рекомендациям, обеспечивают надежную защиту двигателей при длительных перегрузках 15-20%. Таким образом, обеспечивается надежная продолжительная работа электродвигателя и обеспечивается заложенный заводом-изготовителем ресурс работы.

Если же нагрузка двигателя неравномерная (в одни короткие периоды времени больше номинальной, в другие наоборот – меньше), во избежание ложных срабатываний защиту необходимо несколько загрубить. С этой целью токи уставки Iуст, полученные по формулам, приведенным выше, следует увеличить на 10%.

Важно! Тепловое реле не защищает двигатель от коротких замыканий, поэтому его использование возможно только совместно с устройствами защиты от токов короткого замыкания (автоматические выключатели, предохранители, реле максимального тока).


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 различных 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 государственный; 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 термореле 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 автоматически сбрасывается 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 элементом автоматики, 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.

Реле перегрузки - Принцип работы, типы, подключение

Каждый двигатель должен быть защищен от всех возможных неисправностей, чтобы обеспечить длительную и безопасную работу, а также потерю времени из-за поломки. Почти все отрасли промышленности полагаются на электродвигатель для управления своими процессами и производством. Следовательно, необходимо сделать двигатель отказоустойчивым.

Реле перегрузки

- одно из таких устройств, которое защищает двигатель от повреждений, вызванных перегрузками и токами . Он используется с контакторами и может быть найден в центрах управления двигателями и пускателях двигателей.

Изображение: Реле перегрузки

Определение реле перегрузки

Реле перегрузки - это устройство, которое защищает электродвигатель от перегрузок и обрыва фазы.

Он определяет перегрузку двигателя и прерывает поток энергии к двигателю, тем самым защищая его от перегрева и повреждения обмотки. Помимо перегрузок, он также может защитить двигатель от обрыва / пропадания фаз и дисбаланса фаз .Они широко известны как OLR .

Что такое перегрузка?

Перегрузка - это состояние, при котором двигатель потребляет ток, превышающий его номинальное значение, в течение длительного периода.

Это наиболее распространенная неисправность, которая может привести к повышению температуры обмотки двигателя. Следовательно, важно быстрое возвращение к нормальной работе.

Принцип операция

Тепловое реле перегрузки работает по принципу электротермических свойств биметаллической ленты.Он размещен в цепи двигателя таким образом, чтобы ток, подаваемый на двигатель, проходил через его полюса. Биметаллическая полоса прямо или косвенно нагревается током и, когда ток превышает установленное значение, изгибается.

Они всегда работают в сочетании с контакторами. Когда биметаллические полоски нагреваются, срабатывает размыкающий контакт, который, в свою очередь, прерывает подачу питания на катушку контактора, обесточивая ее и прерывая ток, протекающий к двигателю. Это время отключения всегда обратно пропорционально току, протекающему через OLR.Следовательно, чем больше ток, тем быстрее он сработает. Следовательно, тепловые реле перегрузки называются реле , зависящими от тока и с обратной выдержкой времени.

A = Биметаллические ленты с косвенным нагревом
B = Шток переключения
C = Рычаг переключения
D = Контактный рычаг
E = Биметаллическая лента для компенсации
Авторы и права: Rockwell

Виды перегрузки реле

Реле перегрузки можно классифицировать следующим образом:

  1. Биметаллические тепловые реле перегрузки
  2. Электронные реле перегрузки

Принцип работы выше немного отличается друг от друга.Давайте обсудим это в следующих разделах.

Как объяснялось выше, биметаллическое тепловое реле работает на нагревательные свойства биметаллической полосы. В методе прямого нагрева полный ток двигателя протекает через OLR. Следовательно, он нагревается непосредственно током.

Но в случае косвенного нагрева биметаллическая полоса удерживается в тесном контакте с проводником с током внутри OLR. Чрезмерный ток, протекающий к двигателю, нагревает проводник и, следовательно, биметаллическую полосу.Проводник должен быть изолирован, чтобы ток через ленту не протекал.

Работа электронного реле перегрузки

Электронные реле перегрузки не имеют внутри биметаллической планки. Вместо этого он использует датчики температуры или трансформаторы тока, чтобы определять величину тока, протекающего к двигателю. Для защиты используется микропроцессорная технология. Температура измеряется с помощью PTC, и он используется для отключения цепи в случае сбоев из-за перегрузки.Некоторые электронные реле перегрузки поставляются с трансформаторами тока и датчиками Холла, которые напрямую определяют величину протекающего тока.

Основное преимущество электронного OLR перед тепловым OLR заключается в том, что отсутствие биметаллической ленты приводит к низким тепловым потерям внутри реле. Кроме того, электронные реле более точны, чем тепловые реле. Некоторые производители создают электронные реле с расширенными функциями, такими как защита от замыкания на землю, защита двигателя от опрокидывания и т. Д. Электронные реле перегрузки хорошо подходят для приложений, требующих частого запуска и остановки двигателей.

Они сконструированы таким образом, чтобы выдерживать пусковой ток (который обычно в 6-10 раз превышает ток полной нагрузки) двигателя в течение ограниченного периода времени (обычно 15-30 секунд в зависимости от порогового значения тока).

Детали теплового реле перегрузки

Помимо биметаллической ленты и контактов, обсуждаемых в Раздел принципа работы, в реле перегрузки есть еще несколько частей это необходимо упомянуть.

Терминал

Клеммы L1, L2, L3 являются входными клеммами.Это может быть прямо установлен на контактор. Питание двигателя может быть подключено к клеммам T1, Т2, Т3.

Установка диапазона ампер

Поворотная ручка присутствует над реле перегрузки. С помощью этой ручки можно установить номинальный ток двигателя. Сила тока может быть установлена ​​между указанными верхним и нижним пределами. В случае электронного реле перегрузки также предусмотрена дополнительная ручка для выбора класса срабатывания.

Кнопка сброса

На реле перегрузки имеется кнопка сброса для сброса реле перегрузки после отключения и устранения неисправности.

Выбор ручного / автоматического сброса

С помощью кнопки выбора ручного / автоматического сброса мы можем выбирать между ручным и автоматическим сбросом этих реле после отключения. Если устройство настроено на автоматический режим, возможен удаленный сброс OLR.

Вспомогательный контакт

Они снабжены двумя вспомогательными контактами - одним нормально разомкнутым (97-98) и другим нормально замкнутым (95-96). НО контакт предназначен для сигнализации срабатывания, а НЗ контакт - для отключения контактора. НЗ-контакты должны обеспечивать прямое переключение катушки контактора.

Тестовая кнопка

Используя кнопку тестирования, можно проверить проводку управления.

Символ реле перегрузки Символ теплового OLR

Здесь 1, 2, 3, 4, 5 и 6 - клеммы питания, 95 и 96 - контакты отключения, а 97 и 98 - контакты сигнализации.

Что такое поездка Класс реле перегрузки?

Время, необходимое им для размыкания контактора при перегрузках, определяется классом отключения .Обычно он подразделяется на класс 10, класс 20, класс 30 и класс 5. OLR отключается через 10 секунд, 20 секунд, 30 секунд и 5 секунд соответственно при 600% тока полной нагрузки двигателя.

Очень часто используются

Class 10 и Class 20. Реле перегрузки класса 30 используются для защиты двигателей, приводящих в движение высокоинерционные нагрузки, а реле класса 5 используются для двигателей, требующих очень быстрого отключения.

Предоставлено: Шнайдер.

Как пользоваться реле перегрузки в цепи?

Они всегда используются в сочетании с контакторами в цепи.Он подключен к двигателю так, что ток, идущий к двигателю, полностью протекает через него. Ниже представлены различные типы соединений для однофазных и трехфазных двигателей.

Где К1 и К1М - реле перегрузки. Первый и второй рисунки показывают подключение однофазного двигателя, а третий показывает подключение трехфазного двигателя.

Что вызывает отключение OLR?

Как обсуждалось выше, существует трех основных условий отключения по перегрузке :

  1. Перегрузка мотора.
  2. Обрыв входной фазы
  3. Асимметрия фаз.

Помимо этого, может быть доступна дополнительная функция защиты. Это варьируется от одного производителя к другому.

Как реле перегрузки защищает от обрыва фазы?

Во время нормальной работы ток, протекающий через каждый полюс реле перегрузки к двигателю, остается неизменным. Если какая-либо фаза прерывается, ток в двух других фазах возрастает до 1.73 раза больше нормального значения. Следовательно, реле перегрузки нагревается и срабатывает. Обрыв фазы также известен как однофазное включение двигателя или обрыв фазы.

Может OLR защитить от короткие замыкания?

Реле перегрузки не могут защитить от короткого замыкания. Их всегда следует использовать с устройствами защиты от короткого замыкания. В противном случае короткое замыкание в двигателе может привести к его повреждению. Они могут защитить от перегрузок, потери фазы и дисбаланса фаз, но не от короткого замыкания.

Сводка

Реле перегрузки - это устройство, которое может защитить двигатель от перегрузок, обрыва фазы и дисбаланса фаз. По принципу действия они подразделяются на тепловые и электронные реле перегрузки. Thermal OLR основан на принципе деформации биметаллической ленты при нагревании, а электронное реле перегрузки представляет собой микропроцессорное устройство.

OLR используются в сочетании с контакторами. Он размыкает контактор всякий раз, когда обнаруживает неисправность.Время, затрачиваемое ими на размыкание контактора при перегрузках, определяется его классом отключения. Реле перегрузки не могут защитить от короткого замыкания.

Принцип работы теплового реле перегрузки

Привет друзья, в этой статье я рассказываю о принципе работы теплового реле перегрузки и его функции в пускателе прямого включения. Я надеюсь, что вы найдете эту статью информативной и полезной.

Реле тепловой перегрузки работает на тепле, выделяемом чрезмерным током перегрузки.Тепло, выделяемое током перегрузки, используется для отключения цепи двигателя. В основном они используются для защиты низковольтных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором или двигателей постоянного тока с более низкой выходной мощностью.



Функция теплового реле перегрузки, используемого в цепях пускателя двигателя, заключается в предотвращении потребления двигателем чрезмерного тока, который вреден для изоляции двигателя.

Он подключается либо напрямую к линиям двигателя, либо косвенно через трансформаторы тока.Он обесточивает стартер и останавливает двигатель при чрезмерном потреблении тока.


Всякий раз, когда двигатель перегружен, он будет потреблять больше тока из линии и будет постепенно нагреваться. Реле перегрузки предназначено для защиты двигателя от длительных перегрузок.

Реле перегрузки установлено в цепи управления двигателем, чтобы установить контакт в цепи отключения или механически управлять шиной отключения, таким образом отключая двигатель в случае чрезмерной нагрузки.

Состоит из биметаллических полос.Тепло, выделяемое током перегрузки, используется для нагрева биметаллических полос.

В нормальных условиях эксплуатации полоса остается прямой, но под действием тока короткого замыкания полоса нагревается и изгибается, а контакты реле разъединяются, что обесточивает цепь управления двигателем.

Усилие, необходимое для изгиба биметаллических полос, можно отрегулировать с помощью регулятора. Другими словами, его можно настроить на работу при разных токах перегрузки.

Тепловое реле перегрузки не обеспечивает защиты от короткого замыкания, так как для размыкания контактов требуется достаточно времени.Поэтому этот тип реле используется вместе с предохранителями для защиты цепи от перегрузки и короткого замыкания.

Эти реле имеют обратнозависимые временные характеристики, т.е. время отключения становится меньше при перегрузке и, следовательно, увеличивается ток. Они оцениваются по классу поездки. Класс отключения определяет период времени, который потребуется для работы в условиях перегрузки. Наиболее распространены классы 5, 10, 20 и 30. Реле перегрузки классов 30, 20, 10 и 5 срабатывают в течение 30, 20, 10 и 5 секунд соответственно при 600% тока полной нагрузки двигателя.

Функция реле перегрузки в DOL Starter




Принципиальная схема прямого пускателя для трехфазного асинхронного двигателя показана на рисунке. Пускатель состоит из набора кнопок «пуск» и «стоп» с соответствующими контактами, устройствами защиты от перегрузки и пониженного напряжения.

Пусковая кнопка (S 1 , обычно зеленого цвета) представляет собой выключатель с мгновенным контактом, который удерживается нормально разомкнутым с помощью пружины. Кнопка останова (S 2 , обычно красного цвета) представляет собой выключатель с мгновенным контактом, который удерживается нормально замкнутым с помощью пружины.Операция следующая.

Когда нажимается кнопка пуска S 1 , на рабочую катушку «C» (или главный контактор) подается питание через контакт перегрузки «D» (нормально замкнутый). Это замыкает три основных контакта «M», которые подключают двигатель к источнику питания. В то же время вспомогательный контакт «A» также замыкается.

Когда вспомогательный контакт замкнут, новая цепь устанавливается через кнопку останова, вспомогательный контакт и рабочую катушку «C».Поскольку рабочий контур теперь поддерживается вспомогательным контактом, двигатель продолжает работать даже после отпускания кнопки пуска.

Если питание отсутствует или напряжение в сети падает ниже определенного значения, главные и вспомогательные контакты размыкаются. При возврате питания контактор не может замкнуться, пока не будет снова нажата кнопка пуска.

Когда двигатель перегружен, он потребляет ток, превышающий его нормальный рабочий ток. Этот ток перегрузки нагревает биметаллическую полосу теплового реле перегрузки.

Теперь из-за этого тепла биметаллическая полоса начинает гнуться. Через некоторое время он достаточно изгибается, и цепь управления двигателем размыкается в точке «D» (точка показана на рисунке). Он отключает рабочую катушку от питания. В результате мотор останавливается.

Спасибо, что прочитали о принципе работы теплового реле перегрузки .

Трехфазный асинхронный двигатель | Все сообщения

© https://yourelectricalguide.com/ Принцип работы теплового реле перегрузки.

Принцип работы теплового реле защиты двигателя

Принцип работы

Тепловое реле защиты двигателя содержит три биметаллических полосы вместе с механизмом отключения в корпусе из изоляционного материала. Биметаллические полосы нагреваются током двигателя, заставляя их изгибаться и приводя в действие механизм отключения после определенного хода, который зависит от настройки тока реле.

Принцип работы теплового реле защиты двигателя (фото: andrem.pl)

Механизм разблокировки приводит в действие вспомогательный выключатель, который размыкает цепь катушки контактора двигателя (, рис. 1, ). Индикатор положения переключения сигнализирует о состоянии « сработал, ».

Рисунок 1 - Принцип действия трехполюсного биметаллического реле защиты двигателя с термической задержкой и температурной компенсацией

A = Биметаллические ленты с косвенным нагревом
B = отключающая заслонка
C = расцепляющий рычаг
D = контактный рычаг
E = компенсационная биметаллическая полоса

Биметаллическая полоса может нагреваться напрямую или косвенно .В первом случае ток протекает непосредственно через биметалл , во втором - через изолированную нагревательную обмотку вокруг ленты. Изоляция вызывает некоторую задержку теплового потока, так что инерция тепловых реле с косвенным нагревом больше при более высоких токах, чем у их аналогов с прямым нагревом. Часто оба принципа сочетаются.

Для номинальных токов двигателя более прибл. 100 A , ток двигателя проходит через трансформаторы тока .Затем тепловое реле перегрузки нагревается вторичным током трансформатора тока.

Это означает, с одной стороны, что рассеиваемая мощность снижается, а с другой - повышается стойкость к короткому замыканию.

Ток срабатывания биметаллических реле может быть установлен по шкале токов - путем смещения механизма срабатывания относительно биметаллических лент - так, чтобы характеристика защиты могла быть согласована с защищаемым объектом в ключевой области непрерывного режима.

Простая и экономичная конструкция может только приблизительно соответствовать переходной тепловой характеристике двигателя.

Для пуска с последующим продолжительным режимом тепловое реле защиты двигателя обеспечивает идеальную защиту двигателя. При частых запусках в прерывистом режиме значительно более низкая постоянная времени нагрева биметаллических лент по сравнению с двигателем приводит к раннему отключению, при котором тепловая мощность двигателя не используется.

Постоянная времени охлаждения тепловых реле короче, чем у обычных двигателей. Это также способствует увеличению разницы между фактической температурой двигателя и температурой, моделируемой тепловым реле при прерывистой работе.

По этим причинам защита двигателей в прерывистом режиме недостаточна .


Температурная компенсация

Принцип действия реле тепловой защиты двигателя основан на повышении температуры .Следовательно, температура окружающей среды устройства влияет на характеристики отключения.

Поскольку место установки и, следовательно, температура окружающей среды двигателя, который должен быть защищен, обычно отличаются от температуры защитного устройства, промышленным стандартом является то, что характеристика срабатывания биметаллического реле является температурной компенсацией, то есть в значительной степени не зависит от окружающей среды. температура (см. рисунок 2 ниже).

Рисунок 2 - Допуски срабатывания реле перегрузки с температурной компенсацией для защиты двигателя согласно IEC 60947-4-1

I = Перегрузка, кратная установленному току
δ = Температура окружающей среды

- Предельные значения согласно IEC 60947-4-1

Это достигается с помощью компенсационной биметаллической ленты , которая делает относительное положение механизма отключения независимо от температуры.


Чувствительность к обрыву фазы

Характеристика срабатывания трехполюсных реле защиты двигателя применяется при условии, что все три биметаллические ленты одновременно нагружены одинаковым током.

Если при обрыве одного полюсного проводника нагреваются только две биметаллические полосы, то только эти две полосы должны создавать усилие, необходимое для приведения в действие механизма отключения. Это требует более высокого тока или приводит к более длительному времени отключения ( характеристическая кривая c на рисунке ниже ).

Типичные характеристики отключения реле защиты двигателя

I e = Номинальный ток, установленный на шкале
t = Время отключения

Из холодного состояния:
a = 3-полюсная нагрузка, симметричная
b = 2-полюсная нагрузка с дифференциальным расцепителем
c = 2-полюсная нагрузка без дифференциального расцепителя

Из горячего состояния:
d = 3-полюсная нагрузка, симметричная

Если больше двигатели (≥10 кВт) подвергаются этим более высоким токам в течение более длительного времени, следует ожидать повреждения.

Чтобы обеспечить защиту двигателя от тепловой перегрузки в случаях асимметрии питания и обрыва фазы, высококачественные реле защиты двигателя имеют механизмы с чувствительностью к обрыву фазы (дифференциальный расцепитель).

Resource // Распределительное устройство низкого напряжения - Rockwell

Каков принцип работы тепловых реле? - Выставка

Тепловое реле работает, генерируя тепло из тока, протекающего в нагревательный элемент, так что есть разные коэффициенты расширения деформации биметаллического листа, когда деформация достигает определенного расстояния, оно подталкивает действие шатуна, поэтому чтобы цепь управления отключилась, так что контактор потерял питание, главная цепь отключилась, чтобы обеспечить защиту двигателя от перегрузки.Как элемент защиты двигателя от перегрузки, реле широко используется в производстве из-за своих небольших размеров, простой конструкции и невысокой стоимости.

Роль: в основном используется для защиты от перегрузки асинхронного двигателя, его принцип работы - ток перегрузки через тепловые компоненты, так что нагрев биметаллической пластины изгибается, чтобы способствовать механизму действия, чтобы управлять действием контакта, так что цепь управления двигателем отключается для достижения Отключение двигателя от парковки, играет роль защиты от перегрузки.Из-за термического изгиба биметаллических пластин передача тепла занимает много времени, поэтому тепловые реле нельзя использовать в качестве защиты от короткого замыкания, а только как защиту от перегрузки защиты тепловых реле.

Принцип работы:

Тепловые реле - это защитные устройства для защиты электродвигателей или другого электрического оборудования и электрических цепей от перегрузки.

При фактической работе двигателя, например, в процессе производства машинного оборудования, если механический вид ненормальной или необычной цепи двигателя столкнулся с перегрузкой, то скорость двигателя снизится, ток обмотки увеличится, так что обмотка двигателя рост температуры.Если ток перегрузки небольшой и время перегрузки короткое, обмотка двигателя не превышает допустимого превышения температуры, такая перегрузка допустима. Однако, если время перегрузки велико и ток перегрузки велик, повышение температуры обмотки двигателя превысит допустимое значение, так что обмотка двигателя стареет, сокращает срок службы двигателя и даже сжигает обмотки двигателя, когда это серьезно. Поэтому такую ​​перегрузку двигатель себе позволить не может. Тепловое реле должно использовать тепловой эффект принципа тока, при наличии двигателя не выдерживает перегрузки, отключает цепь двигателя для двигателя, чтобы обеспечить защиту от перегрузки электрических приборов.

При использовании теплового реле для перегрузки электродвигателя обмотки статора нагревательного элемента и двигателя соединяются последовательно, постоянный замыкающий контакт теплового реле включается в цепь управления электромагнитной катушки контактора переменного тока. , а регулировочная ручка отрегулирована так, чтобы между рычагом «елочка» и толкателем оставалось необходимое расстояние. Когда двигатель работает нормально, электрический ток электродвигателя равен номинальному току электродвигателя, нагревательный элемент горячий, биметаллический лист изгибается после нагрева, так что толкатель находится в контакте с рычагом в елочку, и нельзя продвигать рычаг елочкой.Постоянный замкнутый контакт находится в замкнутом состоянии, контактор переменного тока поддерживает всасывание, и двигатель работает нормально.

Если двигатель перегружен, ток в обмотке увеличивается, а температура биметаллической пластины повышается за счет увеличения тока в элементе теплового реле. Степень изгиба увеличивается, толкает елочку, чтобы толкнуть полюс, рычаг в елочку толкает постоянный замкнутый контакт, заставляет контакт отключаться и разъединяет цепь катушки контактора переменного тока, вызывает размыкание контактора, источник питания отключает электрическую машину , Двигатель останавливается и защищается.

Остальные части термореле работают следующим образом: Левое плечо рычага в елочку также выполнено из биметаллических листов, при изменении температуры окружающей среды основная цепь биметаллического листа будет производить определенную деформацию и изгиб, затем Циферблат в елочку левой руки также будет происходить в том же направлении деформации и изгиба, так что рычаг в елочку и расстояние между клюшкой в ​​основном остаются неизменными. Обеспечьте точность движения теплового реле.Эффект называется температурной компенсацией.

Винт 8 - это режим сброса с нормальным замкнутым контактом для регулировки винтов. Когда положение винта оставлено, двигатель перегружается, замкнутый контакт размыкается, а после остановки двигателя биметаллическая пластина теплового реле охлаждается и возвращается в исходное положение. Динамический контакт постоянно замкнутого контакта автоматически возвращается в исходное положение под действием пружины. На этот раз тепловое реле для автоматического сброса состояния. Когда винты повернуты против часовой стрелки вправо в определенное положение, при перегрузке двигателя постоянный замыкающий контакт теплового реле отключается.Подвижный контакт переместится в новое положение равновесия справа. Когда двигатель выключен, подвижный контакт не может быть сброшен. Вы должны нажать кнопку сброса, и подвижный контакт можно будет сбросить. В это время тепловое реле находится в состоянии ручного сброса. Если перегрузка двигателя неисправна, чтобы избежать легкого повторного запуска двигателя, тепловое реле должно перейти в режим ручного сброса. Чтобы перевести тепловое реле из режима ручного сброса в режим автоматического сброса, просто поверните винт сброса в соответствующее положение.

Схема подключения, типы и применение

Реле перегрузки - это электрическое устройство, используемое для защиты электродвигателя от перегрева. Поэтому очень важно иметь достаточную защиту двигателя. Электродвигатель может безопасно эксплуатироваться с помощью реле перегрузки, предохранителей или автоматических выключателей. Но это реле защищает двигатель, в то время как автоматический выключатель в противном случае защищает цепь. Точнее, предохранители, а также автоматические выключатели предназначены для обнаружения перегрузки по току в цепи, тогда как реле предназначено для обнаружения перегрева, если электродвигатель нагревается.Например, реле перегрузки можно исследовать без отключения выключателя (выключателя). Одно не восстанавливает другое. В этой статье обсуждается обзор реле перегрузки, типов и его работы.

Что такое реле перегрузки?

Реле перегрузки можно определить как , это электрическое устройство, в основном предназначенное для имитации нагревательных прототипов электродвигателя, а также прерывания протекания тока, когда устройство обнаружения тепла в реле достигает фиксированной температуры. .Конструкция реле перегрузки может быть выполнена с нагревателем в сочетании с обычно закрытыми соединениями, которые разблокируются, когда нагреватель становится слишком горячим. Это реле можно подключать последовательно, а также размещать между двигателем и контактором, чтобы избежать перезапуска двигателя при срабатывании перегрузки.


Схема соединений

Схема соединений реле перегрузки показана ниже, а соединения реле перегрузки с символом могут выглядеть как два противоположных знака вопроса, иначе как символ «S».Реле перегрузки работает / функция обсуждается ниже.

Несмотря на то, что на рынке доступно несколько типов реле перегрузки, наиболее распространенным типом реле является «биметаллическое тепловое реле перегрузки». Конструкция этого реле может быть выполнена с использованием двух разных видов металлических полос, и эти полосы могут быть соединены друг с другом, а также увеличиваться с различной скоростью при нагревании. Всякий раз, когда полоса нагревается до определенной температуры, полоса может закручиваться достаточно далеко, чтобы разорвать эту цепь.Схема подключения реле перегрузки

Когда ток, протекающий по направлению к двигателю, превышает то, за что заряжены нагреватели, перегрузка обнаруживается позже, чем через несколько секунд. Классы реле перегрузки можно разделить на три типа в зависимости от продолжительности исследования реле. Реле перегрузки классов 10, 20 и 30 можно исследовать позже, чем через 10, 20 и 30 секунд соответственно. Одной из основных характеристик безопасности этого реле является то, что двигатель не запускается немедленно.Например, когда реле перегрузки исследует биметаллическое реле, то биметаллические соединения NC (нормально замкнутые) разблокируют цепь до тех пор, пока полоса не остынет. Если кто-нибудь попытается нажать пусковой выключатель, чтобы замкнуть переключатели контактора, двигатель не включится.

Работа реле перегрузки

Принцип работы реле перегрузки зависит от электротермических свойств биметаллической ленты. Расположение этого в цепи двигателя может быть выполнено так же, как протекание тока к двигателю может осуществляться с помощью его полюсов.Когда ток увеличивает фиксированное значение, биметаллическая полоса нагревается и изгибается.

Эти реле всегда работают с подрядчиками. Как только биметаллические полоски нагреваются, может сработать контактный расцепитель, который прерывает подачу питания на катушку контактора, деактивирует его и прерывает ток к двигателю. Время, необходимое для отключения, всегда обратно пропорционально протеканию тока через реле. Поэтому эти реле называются токовозависимыми, а также реле с обратной выдержкой времени.

Это реле может быть подключено к двигателю последовательно, так что ток будет течь по направлению к двигателю. Когда двигатель активируется, движущийся двигатель через OLR будет там. Как только избыточный ток протекает через реле, оно срабатывает на определенном уровне, поэтому цепь между источником питания и двигателем размыкается. По истечении заранее установленного периода это реле может сброситься автоматически или вручную. Как только перегрузка будет обнаружена и устранена, двигатель снова будет активирован.

Детали реле перегрузки

Помимо контактов, а также биметаллической планки, в реле перегрузки есть еще несколько деталей, которые обсуждаются ниже.

Клемма

На схеме реле входные клеммы обозначены L1, L2 и L3, которые устанавливаются непосредственно на контактор. Электропитание двигателя может быть подключено к клеммам T1, T2 и T3.

Установка диапазона ампер

На СТАРОМ можно установить вращающуюся ручку.Используя это, можно установить номинальный ток, протекающий по направлению к двигателю. Подача тока может быть установлена ​​в одном из указанных верхних и нижних пределов. В электронном OLD также предусмотрена дополнительная ручка для отключения по выбору класса.

Кнопка сброса

Эта кнопка доступна над СТАРЫМ и используется для сброса реле после отключения и устранения неисправности.
Кнопка выбора ручного или автоматического сброса

С помощью этих кнопок можно выбрать ручной или автоматический сброс реле после отключения.После того, как устройство настроено на автоматический сброс, возможен удаленный сброс реле.

Вспомогательный контакт

Это реле включает в себя два вспомогательных контакта, например, один нормально разомкнутый, а другой - нормально замкнутый. Для сигнализации срабатывания используется нормально разомкнутый контакт, а для отключения подрядчика - нормально замкнутый контакт. Контакты NC могут напрямую переключать катушки контактора.

Кнопка тестирования

Кнопка тестирования используется для проверки проводки управления.

Типы реле перегрузки

Они подразделяются на два типа, а именно: тепловое реле перегрузки и магнитное реле перегрузки .

Тепловое реле перегрузки

Тепловое реле представляет собой защитное устройство, которое в основном предназначено для отключения электроэнергии, когда двигатель использует слишком большой ток в течение длительного периода времени.

Для этого в этих реле есть реле NC (нормально замкнутое). Как только в цепи двигателя подается экстремальный ток, реле размыкается из-за повышения температуры двигателя, температуры реле, в противном случае обнаруживается ток перегрузки в зависимости от типа реле.

Тепловое реле перегрузки

Эти реле относятся к автоматическим выключателям как по конструкции, так и по применению; однако большинство автоматических выключателей нарушают работу цепи, если даже на мгновение происходит перегрузка. Они одинаково предназначены для расчета профиля нагрева двигателя; таким образом, перегрузка должна произойти в течение всего периода, прежде чем цепь разомкнется. Реле тепловой перегрузки подразделяются на два типа, а именно: паяльные ванны и биметаллические ленты.

Магнитное реле перегрузки

Магнитное реле перегрузки может работать, определяя напряженность магнитного поля, которое создается током, протекающим по направлению к двигателю.Это реле может быть построено с переменным магнитным сердечником внутри катушки, которая удерживает ток двигателя. Расположение потока внутри катушки тянет сердечник вверх. Когда ядро ​​увеличивается достаточно далеко, он отключает набор соединений на вершине реле.

Магнитное реле перегрузки

Основное различие между реле теплового типа и реле магнитного типа заключается в том, что реле перегрузки магнитного типа не реагирует на температуру окружающей среды. Как правило, они используются в областях, где наблюдаются резкие перепады температуры окружающей среды.Магнитные реле перегрузки подразделяются на два типа: электронные и приборные.

Биметаллическое тепловое реле перегрузки

Работа биметаллического теплового реле перегрузки в основном зависит от нагревательных свойств биметаллической ленты. В методе прямого нагрева полный поток тока к двигателю может быть обеспечен с помощью реле перегрузки, которое также называется OLR. В результате он непосредственно нагревается за счет протекания тока.

Однако, в случае непрямого нагрева, полоса может быть расположена в плотном контакте через проводник внутри реле.Сильный поток тока к электродвигателю нагревается проводником и биметаллической полосой. Здесь проводник должен быть изолирован, чтобы ток не проходил по всей полосе.

Электронное реле перегрузки

Обычно электронные реле перегрузки называют твердотельными реле перегрузки. Внутри этих типов реле нет биметаллической полосы. В качестве альтернативы он включает в себя трансформаторы тока или датчики температуры, чтобы определять сумму тока, протекающего по направлению к двигателю.Для защиты в этом виде реле используется технология, основанная на микропроцессоре. Здесь PTC играет ключевую роль в обнаружении температуры, а также в отключении цепи при возникновении ошибок перегрузки. Некоторые типы реле перегрузки поставляются с датчиками Холла, а также трансформаторами тока для непосредственного обнаружения протекания тока.

Основным преимуществом электронного реле перегрузки по сравнению с тепловым реле перегрузки является отсутствие биметаллической полосы, что приводит к меньшим тепловым потерям в реле. Кроме того, эти типы реле более точны по сравнению с тепловыми реле.

Некоторые производители электронных устройств OLD включают дополнительные функции, такие как защита от замыкания на землю и остановки двигателя. Электронные реле перегрузки используются там, где часто требуется запуск и остановка двигателей. Эти реле могут быть спроектированы таким образом, чтобы выдерживать начальный ток двигателя в течение ограниченного периода времени.

Реле эвтектической перегрузки

Реле эвтектической перегрузки включает в себя нагреватель обмотки, эвтектический сплав и механическое устройство для активации отключающего механизма.Здесь эвтектический сплав представляет собой смесь двух других материалов, которые в противном случае плавятся, затвердевают при определенной температуре. В OLR эвтектический сплав заключен в трубку для частого использования через храповое колесо, нагруженное пружиной, чтобы активировать отключающее устройство на протяжении всего процесса перегрузки.

Ток в двигатель подается через небольшую обмотку нагревателя во время перегрузки, трубка из эвтектического сплава может нагреваться через обмотку нагревателя, и сплав растворяется из-за тепла, так что храповое колесо вращается.Это действие начинает размыкать замкнутые вспомогательные контакты в OLR. Реле такого типа можно просто сбросить вручную после отключения. Таким образом, обычно этот сброс может быть выполнен с помощью кнопки сброса, которая расположена на крышке реле. Нагреватель, подключенный через реле, можно выбрать в зависимости от тока полной нагрузки двигателя.

Реле перегрузки холодильника

В цепи компрессора холодильника используется защитное устройство, такое как реле перегрузки. Питание на обмотки двигателя компрессора подается от перегруженной машины.Этот вид реле в основном используется для включения пусковой обмотки в цепь до тех пор, пока компрессор не достигнет рабочей скорости.

Каким образом OLR защищает от сбоев фазы?

При нормальной работе OLR ток через каждый полюс к электродвигателю остается одинаковым. Если какая-либо фаза прерывается, ток через оставшиеся две фазы увеличивается до обычного значения. Поэтому реле нагревается и срабатывает. Обрыв фазы также называют обрывом фазы, иначе однофазным двигателем.

Эти реле не могут защищать от коротких замыканий, но они должны использоваться через защитные устройства от короткого замыкания, чтобы защитить их, иначе любые короткие замыкания в электродвигателе могут легко повредить их. Эти реле могут защищать от потери фаз, дисбаланса фаз, перегрузок, но не от коротких замыканий.

Что вызывает отключение OLR?

Из приведенного выше обсуждения можно выделить три основных состояния избыточных отключений:

  • Перегрузка двигателя.
  • Обрыв входной фазы
  • Дисбаланс фаз

А также есть некоторые дополнительные функции защиты, доступные, но меняются от одного разработчика к другому.

Срабатывание реле перегрузки

Время, используемое для разблокировки контактора при перегрузках, может быть обозначено через класс срабатывания. Как правило, оно делится на разные классы, такие как Class5, 10, 20 и 30. Это реле срабатывает через 5 секунд, 10 секунд, 20 секунд и 30 секунд соответственно при токе полной нагрузки на электродвигатель.

Обычно используемые реле перегрузки относятся к классам 10 и 20, тогда как OLR класса 30 в основном используются для защиты двигателей при работе с нагрузками с высокой неактивной нагрузкой.Реле типа 5 в основном используются для двигателей, которые требуют очень быстрого отключения.

Приложения

Приложения реле перегрузки включают следующее.

  • Он широко используется для защиты двигателя.
  • Его можно использовать для обнаружения как условий перегрузки, так и состояний неисправности, а затем объявления команд отключения для защитного устройства.
  • Это реле используется в микропроцессорных системах, а также в полупроводниковой электронике.
  • Эти реле отключают устройство, когда оно потребляет слишком большой ток.

Итак, это все о реле перегрузки. Из приведенной выше информации, наконец, можно сделать вывод, что это электромеханические устройства защиты от перегрузки , используемые для схем. Эти устройства обеспечивают надежную защиту двигателей при обрыве фазы, в противном случае происходит перегрузка. Вот вам вопрос, какова функция реле перегрузки?

Источники изображений: Temco Industrial

Принцип работы и выбор теплового реле

Тепловое реле работает, тепло генерируется током, протекающим в нагревательный элемент, так что биметалл имеет разные коэффициенты расширения, деформируется, когда деформация достигает определенного расстояния, операция толкания звена, так что цепь управления открывается, так что потеря мощности контакта, отключение главной цепи, защита двигателя от перегрузки.Как реле перегрузки элемента электродвигателя, благодаря небольшому объему, простой конструкции и невысокой стоимости, он нашел широкое применение в производстве.

Выбор теплового реле: тепловое реле в основном используется для защиты двигателя от перегрузки, необходимо понимать состояние двигателя, такое как рабочая среда, пусковой ток, характер нагрузки, выбор рабочей системы, позволяя другую перегрузку.

1. Тепловое реле должно, в принципе, соответствовать второй характеристике безопасности даже как можно ближе к характеристике перегрузки двигателя или характеристикам двигателя при перегрузке, в то время как перегрузка двигателя и кратковременный мгновенный запуск не должны влиять на тепловое реле (не действие).

2. Когда система теплового реле для защиты долгосрочной или долгосрочной прерывистой системы двигателя, как правило, на основе номинального тока двигателя, чтобы выбрать. Например, значение настройки теплового реле может быть равным 0,95–1,05 номинального тока двигателя, реле или для тепловой настройки значение тока, равного номинальному току двигателя, а затем регулироваться.

3. Когда тепловое реле для защиты двигателя кратковременная работа повторяется, только диапазон адаптивного теплового реле.Если количество операций в партии в течение короткого времени, следует использовать скорость ленты и реле тока насыщения трансформатора тока.

4. Для реверсирования и частого выключения двигателя со специальными условиями не следует использовать реле тепловой защиты от перегрузки, в то время как для защиты необходимо использовать встроенное реле температуры обмотки двигателя или термистор.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *