Термореле принцип работы: принцип работы, конструкция, обозначение на схеме

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:

I_сраб = 1,2*I_ном

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

принцип работы, виды, схема подключения + регулировка и маркировка

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.

Содержание статьи:

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.

Токовое реле постоянно защищает электрический двигатель от обрыва фазы и технологических перегрузок, а также торможения ротора. Это главные причины, из-за которых возникают аварийные режимы

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.

В электронных ТР задействуют специальные датчики и чувствительные зонды, реагирующие на повышение тока. В микропроцессоре таких защитных устройств запрограммированы параметры, определяющие ситуации, когда необходимо отключать подачу электропитания

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 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.

После остывания пластина возвращается в исходное состояние. Коммутирующие контакты автоматически замыкаются либо нужно принудительно приводить их в замкнутое состояние

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, 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.

Обрыв цепи мгновенно блокирует дальнейший рост температурных показателей. Это дает возможность предупредить перегрев двигателя и предотвратить аварийный выход из строя электрической установки

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 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.

Повышение показателей тока не сразу приводит к опасному аварийному состоянию оборудования. Прежде чем ротор и статор нагреются до предельной температуры, пройдет некоторое время

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.

РТТ могут быть использованы в качестве комплектующих частей в различных схемах управления электроприводами, а также для интеграции в пускатели серии ПМА

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/.

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.

Чтобы обеспечить надежную работу электрооборудования, релейный элемент должен обладать такими качествами, как чувствительность и быстродействие, а также селективность

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.

В стандартной простой схеме ТР подключают к выходу низковольтного пускателя на электрический двигатель. Дополнительные контакты прибора в обязательном порядке соединяют последовательно с катушкой пускателя

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.

Электротепловое реле, которое оптимально подходит к конкретному типу двигателя по всем техническим параметрам, способно обеспечить надежную защиту от перегрузок по каждой фазе, предотвратить затяжной старт установки, не допустить аварийных ситуаций с заклиниванием ротора

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.

Для корректной работы обязательно нужно настроить прибор на наибольший допустимый электрический ток двигателя и температуру воздуха

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.

ТР рекомендовано размещать в одном помещении с защищаемой электроустановкой. Их нельзя монтировать близко к теплогенераторам, нагревательным печам и другим источникам тепла

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:

E₁=(I_ном-I_нэ)/c×I_нэ,

Где

• I_ном – номинальный ток нагрузки двигателя,
• I_нэ – 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:

E₂=(t_a-30)/10,

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

Последний этап – нахождение суммарной поправки:

E=E₁+E₂.

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.

Реле тепловой защиты допускает ручную плавную регулировку величины тока срабатывания устройства в пределах ±25% от значения номинального тока электромеханической установки

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.

Так выглядит маркировка тепловых реле завода КЭАЗ. Важно при выборе обратить внимание на значение номинального тока рассматриваемой модели, чтобы оно было достаточным

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 , 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.

принцип работы, назначение, устройство, правильный выбор

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

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

Принцип работы теплового реле

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

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

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

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

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

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

Правильный выбор тепловых реле

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

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

Влияние внешних климатических факторов на тепловые реле

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

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

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

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.

Схема подключения теплового реле – принцип работы, регулировки и маркировка

Электродвигатели и прочее электрооборудование в процессе эксплуатации могут испытывать высокие нагрузки, вызывающие их перегрев. Частые перегревы обмоток силовых установок приводят к разрушению изоляционных материалов и значительному сокращению срока службы, поэтому в конструкции таких устройств предусматривают защитное тепловое реле (ТР). Подключениев схему теплового реле обеспечивает обесточивание электрооборудования при возникновении нештатных ситуаций и предотвращает его выход из строя. Содержание статьи Основные характеристики тепловых реле Основные характеристики теплового реле, учитываемые при выборе подходящего варианта: Номинальный ток защиты. Выбирается в соответствии с номинальным током нагрузки. Номинальный ток термореле должен быть в полтора раза выше Iном защищаемого двигателя. Интервал регулирования установки тока срабатывания. Напряжение цепи и характер тока – постоянный или переменный. При выходе напряжения за допустимые пределы термореле выйдет из строя. Номенклатура и число вспомогательных контактов управления. Некоторые ТР имеют дополнительные контакты, управляющие функционированием самого теплореле и обслуживаемой нагрузки. Мощность коммутации. Важное свойство ТР, которое характеризует выходную мощность нагрузки. Граница (порог) срабатывания. Это коэффициент, величина которого зависит от величины Iном. Чаще всего этот коэффициент находится в пределах 1,1-1,5. Чувствительность к асимметрии фаз. Этот параметр равен отношению фазы с перекосом к фазе, по которой проходит Iном. Класс отключения. Характеризует усредненный период срабатывания устройства. Устройство и принцип работы тепловых реле Для защиты электродвигателей и другого электрооборудования чаще всего применяют ТР с биметаллическими пластинами. В конструкцию биметаллического теплового реле входят: Биметаллическая пластина. Изготавливается из двух сплавов, обладающих разными коэффициентами термического расширения. Обычно это инвар (низкий Кр) и хромоникелевая сталь (более высокий Кр). Между собой их сваривают или соединяют прокаткой. Один из этих металлов нагревается быстрее, другой – медленнее. При перегрузке по току часть пластиныс высоким Кр прогибается ко второй частипластины, которая имеет меньший Кр. Такое движение влияетчерез толкатель на группу контактов. Регулятор тока установки. С его помощью устанавливают максимальное значение тока, выше которого ТР обесточивает цепь. Ток срабатывания регулируется путем увеличения или уменьшения зазора между основной пластиной и толкателем. Электрические контакты. Их подключают к обмоткам магнитного пускателя теплового реле. Обычно в ТР имеются два контакта – нормально замкнутый и нормально разомкнутый. При силовом воздействии биметаллической пластинки контакты меняют свое положение на противоположное. Нагрев биметаллической пластины происходит по одной из двух схем: непосредственно из-за тока перегруза или косвенно, через отдельный термочувствительный элемент. В одном устройстве могут соединяться оба этих принципа, что значительно повышает его эффективность. При превышении критических величин тока потребителя реле разомкнет цепь и обесточит МП, а следовательно, защищаемое электрооборудование. На срабатывание релейного элемента может повлиять повышенная температура окружающей среды. Для компенсации этого явления и предотвращения ложных срабатываний в конструкции ТР предусматривают дополнительные биметаллические пластины, которые прогибаются в сторону, противоположную пространственному положению основного элемента. Виды тепловых реле Производители предлагают несколько типов ТР, которые отличаются между собой конструктивными особенностями и видом применяемых МП. ТРП. Однополюсный коммутационный аппарат, имеющий комбинированный вариант нагрева. Используется в сетях постоянного тока, в которых напряжение не превышает 400 В, для защиты асинхронных двигателей. Устойчив к ударным и вибрационным нагрузкам. РТЛ. Защищает электромоторы от затянутого пуска, асимметрии токов, перегрузов, при исчезновении фазы. РТТ. Обеспечивает защиту асинхронных трехфазных машин с КЗ ротором от перегрузок, затянутого старта и перекоса фаз. ТРН. Используется в электросетях постоянного тока. Служат для контроля пуска электрических установок и рабочего режима двигателя. РТИ.Функционирует совместно с автоматическими выключателями или предохранителями. РТК. Предназначен для использования в цепях автоматики, контролирует температурный режим в корпусе электрического оборудования. Перечисленные ТР не защищают электроцепи от короткого замыкания. Схема подключения теплового реле Подсоединение ТР к силовым установкам осуществляется в соответствии с инструкцией производителя. В большинстве случаев ТР к защищаемому устройству подключают через нормально замкнутый контакт, который последовательно соединяют с клавишей «стоп». Разомкнутый контакт включает теплозащиту при выходе тока за допустимые значения. Схемы подключения теплового реле в цепь двигателя или другого электрооборудованиямогут быть и другими, в зависимости от присутствия дополнительных устройств. Стандартная схема подключения теплового реле Тепловое реле устанавливают и подключают вместе с магнитным пускателем, выполняющим функции включения электрического привода. Возможны варианты, когда тепловое реле устанавливают на DIN-рейку или отдельную панель. При подключении потребителя в сеть 220 В или 380 В все фазы после магнитного пускателя пропускают через тепловое реле, а затем уже подсоединяют к электродвигателю. При включении пусковой кнопки напряжение электропитания попадает на обмотку МП, который включает электродвигатель. Если ток нагрузки увеличивается до значения, превышающего критическую величину, тепловое реле срабатывает и отключает электродвигатель. Тепловое реле ТРН имеет всего два входящих подключения. Неподключенный провод фазы в этом случае пускают непосредственно от пускателя к двигателю. Поскольку ток в электродвигателе изменяется пропорционально, допускается контроль только двух из них (любых). Регулировка теплового реле Для эффективного выполнения функции отключения электродвигателя или другого обслуживаемого аппарата необходимо правильно отрегулировать настройки ТР таким образом, чтобы вероятность ложных срабатываний была исключена. Настройку рекомендуется осуществлять на специализированном стенде способом фиктивных нагрузок: Через термочувствительный элемент пропускают ток для моделирования реальной тепловой нагрузки. С помощью таймера определяют время срабатывания. При проведении настройки с помощью контрольного винта при токе 1,5 Iн время срабатывания должно быть не более 2,5 минут, 5-6 Iн – не более 10 секунд. Маркировка тепловых реле В маркировке указывается большинство важных характеристик ТР. Пример обозначения: РТЛ-Х1Х2Х3-Х4-Х5А-Х6А-Х7Х8, где РТЛ – тип теплового реле; Х1 – ном.ток, 1 – до 25 А, 2 – до 100 А, 3 – до 250 А, 4 – до 510 А; Х2– 3 цифры (условно), обозначающие диапазон токовой уставки; Х3–литера, характеризующая исполнение; Х4– способ возврата: 1 – ручной, 2 – самовозврат; Х5 – Iном, А; Х6 – диапазон уставки по току, А; Х7– климатическое исполнение; Х8– торговая марка. Тепловое реле – эффективный элемент защиты электродвигателей и другого электрооборудования, который выгодно отличается от входного автоматического выключателя тем, что не подвержен ложным срабатываниям при кратковременных скачках тока. Была ли статья полезна? Да Нет Оцените статью Что вам не понравилось? Анатолий Мельник Специалист в области радиоэлектроники и электронных компонентов. Консультант по подбору деталей в компании РадиоЭлемент.

Тепловое реле — принцип работы, назначение, характеристики, схема

Тепловое реле предназначено для контроля за температурой различных устройств и оборудования, управления режимами их работы.

По принципу действия, назначению, устройству этот тип реле можно разделить на несколько групп.

Одна из функций теплового реле — отключение электрической цепи при превышении номинального значения протекающего по ней тока (In) (схема рис.1). Она реализована, например, в автоматических выключателях.

Давайте рассмотрим как работает такое тепловое реле.

Тепловое реле — схема, характеристики

Термочувствительным элементом здесь является биметаллическая пластина, то есть две, механически соединенных между собой полоски металлов, имеющих разный температурный коэффициент расширения. За счет этого при нагревании она деформируется, тем или иным способом воздействуя на электрические контакты S.

Нагрев пластин может осуществляться специальным термоподогревателем, по которому протекает контролируемый ток I (рисунок 3).

Основными характеристиками такого реле являются номинальный рабочий ток In (при котором контакты реле будут замкнуты бесконечно долго) и время срабатывания t, которое зависит от величины тока I, причем чем он больше, тем срабатывание произойдет быстрее (рисунок 4).

Таким образом, можно говорить об определенной инерционности этого устройства.

После остывания термоэлемент возвращается в исходное состояние. Далее возможны два варианта:

1. требуется принудительное приведение коммутирующих контактов S в замкнутое состояние,
2. они замыкаются автоматически.

Первый вариант характерен для тепловых реле защиты (автоматические выключатели, электромагнитные пускатели и т.д.).

Второй же используется в устройствах, обеспечивающих регулировку (поддержание) температуры какого либо объекта в заданном диапазоне. При этом термочувствительные элементы могут иметь другую конструкцию, требующую механического контакта с контролируемым объектом или средой (рис.2).

Пример тому — такие электробытовые приборы как утюги, холодильники, стиральные машины.

© 2012-2020 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Принцип работы теплового реле

Тепловое реле (англ. thermal relay) – реле, которое реагирует на изменение тепловых величин (температуры, теплового потока и т.п.).

Существуют тепловые реле основанные на механических, электрических, оптических и акустических принципах действия.

Тепловые реле основанные на механическом принципе, используют либо линейные или объемное расширение, либо переход веществ из твердого в жидкое или из жидкого в газообразное состояние, либо изменение плотности или вязкости газов. Тепловые реле использующие линейное расширение состоят из двух стержней (или трубки и внутреннего стержня), изготовленных из материалов с различным температурным коэффициентом линейного расширения. Разность удлинений стержней (или трубки и стержня) увеличивается с помощью рычага 4, который приводит в действие подвижный контакт группы контактов 2 (см. Рис.)

Широко распространены биметаллические тепловые реле, у которых пластина, состоящая из двух слоев металла, обладающих различными коэффициентами линейного расширения, и закрепленная одним концом, изгибается свободным концом в сторону металла с меньшим коэффициентом линейного расширения. Свободный конец пластины связан с подвижным контактом, который при заданной температуре замыкает электрическую цепь. Используются связка различных металлов: латунь-инвар, сталь-инвар и т.д. Биметаллическая пластина чаще всего выполняется в виде плоской пластинки, а иногда в виде плоской или винтовой спирали.

Тепловые реле использующие объемное расширение, имеют резервуар (ампулу), наполненный жидкостью (например ртутью) или газом. Ртуть, расширяясь, поднимается по трубке, соединенной с ампулой, доходит при заданной температуре до неподвижного контакта, впаянного в трубку и замыкает управляемую цепь. При нагревании газа нагревательным элементом в резервуаре, ртуть вытесняется и размыкает контакты.

В тепловых реле использующих переход веществ (обычно металлов) из твердого состояния в жидкое, конец стержня с лопаткой, находящихся под действием пружины, вставлен в некоторый объем легкоплавкого вещества. При повышении температуры в камере до температуры плавления вещества пружина выдергивает (или поворачивает) стержень и замыкает контакт.

В тепловых реле, у которых используется переход из веществ из жидкого состояния в газообразное, имеется баллон, наполненный легкоиспаряющейся жидкостью (например хлористый этил – для температуры от 40° до 160°С и хлористый метил – от 0° до 150°С) и соединенная капиллярной трубкой (длинной до 10 м) с манометрическим элементом (коробкой с мембраной или сильфоном). Капиллярная трубка заполнена передаточной мало испаряющейся и мало сжимаемой жидкостью – смесью глицерина, этилового спирта и воды или гликоля и винного спирта. <4>)> где T x <displaystyle T_> – температура контролируемого тела, T 0 <displaystyle T_<0>> – температура воспринимающего элемента. В случае оптического воспринимающего органа используется либо весь спектр излучения, падающий на воспринимающий орган, либо только его часть, пропущенная через соответствующий светофильтр.

Тепловые реле основанные на электрических принципах, используют изменение удельного сопротивления проводниковых либо полупроводниковых материалов, изменение диэлектрической постоянной или магнитной проницаемости или термоЭДС в зависимости от изменения температуры.

Тепловые реле работающие на изменении удельного сопротивления, имеют проводниковое или полупроводниковое сопротивление (термосопротивление, термистор), включенное обычно в качестве плеча дифференциальной или мостовой схемы.

Иногда используют нелинейность вольтамперных характеристик полупроводниковых термосопротивлений (термисторов), вызывающую скачкообразное изменение тока (релейный эффект) в цепи, в которую включено полупроводниковое сопротивление.

Тепловые реле основанные на изменении диэлектрической постоянной, имеют конденсатор с диэлектриком, резко меняющую свою диэлектрическую постоянную при изменении температуры в заданных пределах. Конденсатор включается в цепь переменного тока последовательно с нагрузкой или в контур генератора электрических колебаний. При достижении заданной температуры происходит резкое изменение тока в цепи нагрузки либо срыв колебаний генератора.

Тепловые реле работающие на изменении магнитной проницаемости, имеют сердечник из ферромагнитного сплава, точка Кюри которого соответствует (или близка) заданному значению температуры срабатывания. Обмотка сердечника включена в цепь переменного тока последовательно с нагрузкой или в контур генератора электрических колебаний. При достижении заданной температуры в цепи нагрузки резко изменяется либо происходит срыв колебаний генератора.

Тепловые реле, использующие изменение величины термоЭДС в зависимости от температуры горячего спая термопары, состоят из термопары и высокочувствительного электрического реле, срабатывающего при достижении температурой (и, следовательно, термоЭДС) заданного значения. Для усиления ЭДС, подводимой к электрическому реле, используют усилителя постоянного или переменного (с предварительной модуляцией и последующей демодуляцией) тока, термопары из полупроводниковых материалов или помещают горячий спай в магнитное поле.

Тепловые реле , использующие акустические принципы не нашли применения в промышленности.

Защита электродвигателей, магнитных пускателей и прочей аппаратуры от нагрузок, вызывающих перегрев, осуществляется при помощи специальных устройств тепловой защиты. Для того чтобы осуществить правильный выбор модели тепловой защиты, нужно знать ее принцип работы, устройство, а также основные критерии выбора.

Устройство и принцип работы

Термореле (ТР) предназначено для обеспечения защиты электродвигателей от перегрева и преждевременного выхода из строя. При долговременном запуске электродвигатель подвержен токовым перегрузкам, т.к. во время пуска происходит потребление семикратного значения тока, приводящего к нагреву обмоток. Номинальный ток (Iн) – сила тока, потребляемая двигателем при работе. Кроме того, ТР увеличивают срок эксплуатации электрооборудования.

Тепловое реле, устройство которого составляют простейшие элементы:

1. Термочувствительный элемент.
2. Контакт с самовозвратом.
3. Контакты.
4. Пружина.
5. Биметаллический проводник в виде пластины.
6. Кнопка.
7. Регулятор тока уставки.

Термочувствительный элемент является датчиком температуры, служащий для передачи тепла на биметаллическую пластину или другой элемент тепловой защиты. Контакт с самовозвратом позволяет при нагреве мгновенно разомкнуть цепь питания электрического потребителя для избежания его перегрева.

Пластина состоит из двух видов металла (биметалл), причем один из них обладает высоким температурным коэффициентом расширения (Kр). Они скреплены между собой при помощи сварки или проката при высоких значениях температуры. При нагреве изгибается пластина тепловой защиты в сторону материала с меньшим Kр, а после остывания пластина принимает исходное положение. В основном пластины изготавливаются из инвара (меньшее значение Kр) и немагнитной или хромоникелевой стали (больший Kр).

Кнопка включает ТР, регулятор тока уставки необходим для установки оптимального значения I для потребителя, причем его превышение приведет к срабатыванию ТР.

Принцип действия ТР основан на законе Джоуля-Ленца. Ток представляет собой направленное движение заряженных частиц, которые сталкиваются с атомами кристаллической решетки проводника (эта величина является сопротивление и обозначается R). Это взаимодействие вызывает появление тепловой энергии, получаемой из электрической. Зависимость длительности протекания от температуры проводника определяется по закону Джоуля-Ленца.

Формулировка этого закона следующая: при прохождении I по проводнику количество теплоты Q, выделяемой током, при взаимодействии с атомами кристаллической решетки проводника прямо пропорционально квадрату I, величине R проводника и времени воздействия тока на проводник. Математически можно записать следующим образом: Q = a * I * I * R * t, где a – коэффициент преобразования, I – ток, протекающий через искомый проводник, R – величина сопротивления и t – время протекания I.

При коэффициенте a = 1 результат расчета измеряется в джоулях, а при условии, что a = 0.24, результат измеряется в калориях.

Нагрев биметаллического материала происходит двумя способами. При первом случае I проходит через биметалл, а во втором – через обмотку. Изоляция обмотки замедляет поток тепловой энергии. Термореле нагревается сильнее при высоких значениях I, чем при контакте с термочувствительным элементом. Происходит задержка сигнала срабатывания контактов. В современных моделях ТР используются оба принципа.

Нагрев биметаллической пластины теплового устройства защиты производится при подключенной нагрузке. Комбинированный нагрев позволяет получить устройство с оптимальными характеристиками. Пластина нагревается при помощи тепла, выделяемого I при прохождении через нее, и специальным нагревателем при I нагрузки. Во время нагрева биметаллическая пластина деформируется и воздействует на контакт с самовозвратом.

Основные характеристики

Каждое ТР имеет индивидуальные технические характеристики (ТХ). Реле нужно выбирать согласно характеристикам по нагрузке и условиям применения при работе электродвигателя или другого потребителя электроэнергии:

1. Значение Iн.
2. Диапазон регулировки I срабатывания.
3. Напряжение.
4. Дополнительное управление работой ТР.
5. Мощность.
6. Граница срабатывания.
7. Чувствительность к фазному перекосу.
8. Класс отключения.

Номинальное значение тока – значение I, на которое рассчитано ТР. Выбирается по значению Iн потребителя, к которому непосредственно подключается. Кроме того, нужно выбирать с запасом по Iн и руководствоваться следующей формулой: Iнр = 1.5 * Iнд, где Iнр – Iн ТР, который должен быть больше номинального тока двигателя (Iнд) в 1.5 раза.

Граница регулировки I срабатывания является одним из важных параметров устройства термозащиты. Обозначение этого параметра является диапазоном регулировки значения Iн. Напряжение – значение силового напряжения, на которое рассчитаны контакты реле; при превышении допустимой величины произойдет выход из строя устройства.

Некоторые виды реле снабжены отдельными контактами для управления работой устройства и потребителя. Мощность – это один из основных параметров ТР, которое определяет выходную мощность подключенного потребителя или группы потребителей.

Граница срабатывания или порог срабатывания является коэффициентом, зависящим от номинального тока. В основном его значение находится в диапазоне от 1,1 до 1,5.

Чувствительность к фазному перекосу (асимметрии фаз) показывает процентное соотношение фазы с перекосом к фазе, по которой протекает номинальный ток необходимой величины.

Класс отключения – параметр, представляющий среднее время срабатывания ТР в зависимости от кратности тока уставки.

Основной характеристикой, по которой нужно выбирать ТР, является зависимость времени срабатывания от тока нагрузки.

Схема подключения

Схемы подключения теплового реле в цепь могут существенно отличаться в зависимости от устройства. Однако ТР подключаются последовательным соединением с обмоткой двигателя или катушкой магнитного пускателя к нормально разомкнутому контакту, т. к. подключение такого рода позволяет защитить устройство от перегрузок. При превышении показателей потребления тока ТР отключает устройство от питания электросети.

В большинстве схем при подключении применяется постоянно разомкнутый контакт, который работает при последовательном соединении со стоповой кнопкой на управляющем пульте. В основном этот контакт маркируется буквами NC или Н3.

Нормально замкнутый контакт может применяться при подключении сигнализации о срабатывании защиты. Кроме того, в более сложных схемах этот контакт применяется для осуществления программного управления аварийной остановкой устройства с использованием микропроцессоров и микроконтроллеров.

Термореле подключить достаточно просто. Для этого нужно руководствоваться следующим принципом: ТР размещается после контакторов пускателя, но перед электродвигателем, а постоянно замкнутый контакт включается последовательным соединением со стоповой кнопкой.

Виды тепловых реле

Существует множество видов, на которые делятся тепловые реле:

1. Биметаллические – РТЛ (ksd, lrf, lrd, lr, iek и ptlr).
2. Твердотельные.
3. Реле для осуществления контроля температурного режима устройства. Основные обозначения являются следующими: РТК, NR, TF, ERB и DU.
4. Реле плавления сплава.

Биметаллические ТР обладают примитивной конструкцией и являются простыми устройствами.

Принцип действия теплового реле твердотельного типа существенно отличается от биметаллического типа. Твердотельное реле – электронное устройство, которое еще называется шнайдером и выполнено на радиоэлементах без механических контактов.

К ним относятся РТР и РТИ ИЭК, которые вычисляют средние температуры электродвигателя путем мониторинга его пускового и Iн. Основной особенностью этих реле является способность противостоять искрам, т.е. они могут использоваться во взрывоопасных средах. Этот тип реле быстрее по времени срабатывания и легче регулируется.

РТК предназначены для контроля температурного режима электродвигателя или другого устройства при помощи термистора или теплового сопротивления (зонда). При возрастании температуры до критического режима его сопротивление резко возрастает. Согласно закону Ома, при росте R уменьшается ток и потребитель отключается, т.к. его величины недостаточно для нормальной работы потребителя. Этот тип реле применяется в холодильниках и морозильных камерах.

Конструкция теплового реле плавления сплава существенно отличается от остальных моделей и состоит из следующих элементов:

1. Обмотка нагревателя.
2. Сплав, обладающий низкой температурой плавления (эвтектический).
3. Механизм разрыва цепи.

Эвтектический сплав плавится при низкой температуре и защищает цепь питания потребителя, разрывая контакт. Это реле встраивается в устройство и применяется в стиральных машинах и автомобильной технике.

Подбор теплового реле производится при анализе ТХ и условий эксплуатации устройства, которое необходимо защитить от перегрева.

Как выбрать тепловое реле

Без сложных расчетов можно подобрать подходящий номинал электротеплового реле для двигателя по мощности (таблица технических характеристик устройств тепловой защиты).

Основная формула для расчета номинального тока ТР:

Например, нужно рассчитать Iн ТР для асинхронного электродвигателя мощностью 1,5 кВт, запитанного от трехфазной сети переменного напряжения со значением 380 В.

Это сделать достаточно просто. Для вычисления значения номинального тока двигателя необходимо воспользоваться формулой мощности:

Отсюда, Iнд = P / U = 1500 / 380 ≈ 3.95 А. Значение номинального тока ТР вычисляется следующим образом: Iнтр = 1.5 * 3.95 ≈ 6 А.

Исходя из расчетов, выбирается ТР типа РТЛ-1014-2 с регулируемым диапазоном тока уставки от 7 до 10 А.

При повышенном значении температуры окружающей среды следует устанавливать значение уставки на минимальное. При пониженной температуре окружающей среды следует учитывать о возрастании нагрузки на обмотки статора двигателя и по возможности не включать. Если обстоятельства требуют использования электродвигателя при неблагоприятных условиях, то необходимо начинать настройку с низкого тока уставки, а после этого увеличивать его до необходимого значения.

Техника, которая оснащается двигателями нуждается в защите. Для этих целей в нее устанавливается система принудительного охлаждения, чтобы обмотки не превышали допустимую температуру. Иногда ее бывает недостаточно, поэтому дополнительно может быть смонтировано тепловое реле. В самоделках его приходится монтировать своими руками. Поэтому важно знать схему подключения теплового реле.

Принцип работы теплового реле

В некоторых случаях тепловое реле может быть встроено в обмотки двигателя. Но чаще всего оно применяется в паре с магнитным пускателем. Это дает возможность продлить срок службы теплового реле. Вся нагрузка по запуску ложится на контактор. В таком случае тепловой модуль имеет медные контакты, которые подключаются непосредственно к силовым входам пускателя. Проводники от двигателя подводятся к тепловому реле. Если говорить просто, то оно является промежуточным звеном, которое анализирует проходящий через него ток от пускателя к двигателю.

В основе теплового модуля лежат биметаллические пластины. Это означает, что они изготавливаются из двух различных металлов. Каждый из них имеет свой коэффициент расширения при воздействии температуры. Пластины через переходник воздействуют на подвижный механизм, который подключен к контактам, уходящим к электродвигателю. При этом контакты могут находиться в двух положениях:

• нормально замкнутом;
• нормально разомкнутом.

Первый вид подходит для управления пускателем двигателя, а второй используется для систем сигнализации. Тепловое реле построено на принципе тепловой деформации биметаллических пластин. Как только через них начинает протекать ток, их температура начинает повышаться. Чем с большей силой протекает ток, тем выше поднимается температура пластин теплового модуля. При этом происходит смещение пластин теплового модуля в сторону металла с меньшим коэффициентом теплового расширения. При этом происходит замыкание или размыкание контактов и остановка двигателя.

Важно понимать, что пластины теплового реле рассчитаны на определенный номинальный ток. Это означает, что нагрев до некоторой температуры, не будет вызывать деформации пластин. Если из-за увеличения нагрузки на двигатель произошло срабатывания теплового модуля и отключение, то по истечении определенного промежутка времени, пластины возвращаются в свое естественное положение и контакты снова замыкаются или размыкаются, подавая сигнал на пускатель или другой прибор. В некоторых видах реле доступна регулировка силы тока, которая должна протекать через него. Для этого выносится отдельный рычаг, которым можно выбрать значение по шкале.

Кроме регулятора силы тока, на поверхности может также находиться кнопка с надписью Test . Она позволяет проверить тепловое реле на работоспособность. Ее необходимо нажат при работающем двигателе. Если при этом произошел останов, тогда все подключено и функционирует правильно. Под небольшой пластинкой из оргстекла скрывается индикатор состояния теплового реле. Если это механический вариант, то в нем можно увидеть полоску двух цветов в зависимости от происходящих процессов. На корпусе рядом с регулятором силы тока располагается кнопка Stop . Она в отличие от кнопки Test отключает магнитный пускатель, но контакты 97 и 98 остаются разомкнутыми, а значит сигнализация не срабатывает.

Функционировать тепловое реле может в ручном и автоматическом режиме. С завода установлен второй, что важно учитывать при подключении. Для перевода на ручное управление, необходимо задействовать кнопку Reset . Ее нужно повернуть против часовой стрелки, чтобы она приподнялась над корпусом. Разница между режимами заключается в том, что в автоматическом после срабатывания защиты, реле вернется к нормальному состоянию после полного остывания контактов. В ручном режиме это можно сделать с использованием клавиши Reset . Она практически моментально возвращает контактные площадки в нормальное положение.

Тепловое реле имеет и дополнительный функционал, который оберегает двигатель не только от перегрузок по току, но и при отключении или обрыве питающей сети или фазы. Это особенно актуально для трехфазных двигателей. Бывает, что одна фаза отгорает или с ней происходят другие неполадки. В этом случае металлические пластины реле, к которым поступают другие две фазы начинают пропускать через себя больший ток, что приводит к перегреву и отключению. Это необходимо для защиты двух оставшихся фаз, а также двигателя. При худшем раскладе такой сценарий может привести к выходу из строя двигателя, а также подводящих проводов.

Характеристики реле

При выборе ТР необходимо ориентироваться в его характеристиках. Среди заявленных могут быть:

• номинальный ток;
• разброс регулировки тока срабатывания;
• напряжение сети;
• вид и количество контактов;
• расчетная мощность подключаемого прибора;
• минимальный порог срабатывания;
• класс прибора;
• реакция на перекос фаз.

Номинальный ток ТР должен соответствовать тому, который указан на двигателе, к которому будет происходить подключение. Узнать значение для двигателя можно на шильдике, который находится на крышке или на корпусе. Напряжение сети должно строго соответствовать той, где будет применяться. Это может быть 220 или 380/400 вольт. Количество и тип контактов также имеют значение, т. к. различные контакторы имеют различное подключение. ТР должно выдерживать мощность двигателя, чтобы не происходило ложного срабатывания. Для трехфазных двигателей лучше брать ТР, которые обеспечивают дополнительную защиту при перекосе фаз.

Процесс подключения

Ниже приведена схема подключения ТР с обозначениями. На ней можно найти сокращение КК1.1. Оно обозначает контакт, который в нормальном состоянии является замкнутым. Силовые контакты, через которые ток поступает на двигатель обозначены сокращением KK1. Автоматический выключатель, который находится в ТР обозначен как QF1. При его задействовании происходит подача питания по фазам. Фаза 1 управляется отдельной клавишей, которая обозначена маркировкой SB1. Она выполняет аварийную ручную остановку в случае возникновения непредвиденной ситуации. От нее контакту уходит на клавишу, которая обеспечивает пуск и обозначена сокращением SB2. Дополнительный контакт, который отходит от клавиши пуска, находится в дежурном состоянии. Когда выполняется запуск, тогда ток от фазы через контакт поступает на магнитный пускатель через катушку, которая обозначается KM1. Происходит срабатывание пускателя. При этом те контакты, которые в нормальном положении являются разомкнутыми замыкаются и наоборот.

Когда замыкаются контакты, которые на схеме находятся под сокращением KM1, тогда происходит включение трех фаз, которые пускают ток через тепловое реле на обмотки двигателя, который включается в работу. Если сила тока будет расти, тогда из-за воздействия контактных площадок ТР под сокращением KK1 произойдет размыкание трех фаз и пускатель обесточивается, а соответственно останавливается и двигатель. Обычная остановка потребителя в принудительном режиме происходит посредством воздействия на клавишу SB1. Она разрывает первую фазу, которая прекратит подачу напряжения на пускатель и его контакты разомкнутся. Ниже на фото можно увидеть импровизированную схему подключения.

Есть еще одна возможная схема подключения этого ТР. Разница заключается в том, что контакт реле, который в нормальном состоянии является замкнутым при срабатывании разрывает не фазу, а ноль, который уходит на пускатель. Ее применяют чаще всего в силу экономичности при выполнении монтажных работ. В процессе нулевой контакт подводится к ТР, а с другого контакта монтируется перемычка на катушку, которая запускает контактор. При срабатывании защиты происходит размыкание нулевого провода, что приводит к отключению контактора и двигателя.

Реле может быть смонтировано в схему, где предусмотрено реверсивное движение двигателя. От схемы, которая была приведена выше различие заключается в том, что присутствует НЗ контакт, в реле, которое обозначено KK1.1.

Если реле срабатывает, тогда происходит разрыв нулевого провода контактами под обозначением KK1.1. Пускатель обесточивается и прекращает питания двигателя. В экстренной ситуации кнопка SB1 поможет быстро разорвать цепь питания, чтобы остановить двигатель. Видео о подключении ТР можно посмотреть ниже.

Резюме

Схемы, на которых будет изображаться принцип подключения реле к контактору, могут иметь другие буквенные или цифровые обозначения. Чаще всего их расшифровка приводится внизу, но принцип всегда остается одинаковым. Можно немного попрактиковаться, собрав всю схему с потребителем в виде лампочки или небольшого двигателя. С помощью тестовой клавиши можно будет отработать нестандартную ситуацию. Клавиши запуска и остановки позволят проверить работоспособность всей схемы. При этом стоит обязательно учитывать тип пускателя и то, в каком нормальном состоянии находятся его контакты. Если есть определенные сомнения, тогда лучше посоветоваться с электромонтажником, который имеет опыт в сборке таких схем.

Принцип работы теплового реле

Конструкция теплового реле перегрузки

Коэффициент расширения — одно из основных свойств любого материала. Два разных металла всегда имеют разную степень линейного расширения. Биметаллическая полоса всегда изгибается при нагревании из-за неравенства линейного расширения двух разных металлов.

Принцип работы теплового реле

Тепловое реле работает в зависимости от вышеупомянутых свойств металлов.Основной принцип работы теплового реле заключается в том, что когда биметаллическая полоса нагревается нагревательной катушкой, протекающей по току системы, она изгибается и замыкает нормально разомкнутые контакты.

Конструкция теплового реле

Конструкция теплового реле довольно проста. Как показано на рисунке выше, биметаллическая полоса состоит из двух металлов — металла A и металла B. Металл A имеет более низкий коэффициент расширения, а металл B имеет более высокий коэффициент расширения.

Когда через нагревательную катушку протекает сверхток, он нагревает биметаллическую ленту.
Из-за тепла, выделяемого змеевиком, оба металла расширяются. Но расширение металла B больше, чем расширение металла A. Из-за такого разного расширения биметаллическая полоса будет изгибаться в сторону металла A, как показано на рисунке ниже.

Полоса изгибается, замыкающий контакт замыкается, что в конечном итоге приводит в действие катушку отключения автоматического выключателя.
Эффект нагрева не мгновенный. Согласно закону нагрева Джоуля, количество выделяемого тепла равно

Где, I — ток перегрузки, протекающий через нагревательную катушку теплового реле.
R — электрическое сопротивление нагревательной спирали, t — время, в течение которого ток I течет через нагревательную спираль. Следовательно, из приведенного выше уравнения ясно, что теплогенератор у катушки прямо пропорционален времени, в течение которого ток перегрузки протекает через катушку. Следовательно, имеется продолжительная задержка срабатывания теплового реле.

Вот почему этот тип реле обычно используется там, где перегрузка может протекать в течение заранее определенного периода времени перед срабатыванием. Если перегрузка или перегрузка по току упадут до нормального значения до этого заданного времени, реле не сработает для отключения защищенного оборудования.
Типичное применение теплового реле — защита электродвигателя от перегрузки.

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 ненормальна, двигатель столкнется с перегрузкой, скорость двигателя снизится, ток в обмотке увеличится, и температура обмотки двигателя повысится.Если ток перегрузки небольшой, а 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

Состав теплового реле

Тепловое реле состоит из нагревательного элемента, биметаллического листа и контакта, среди которых биметаллический лист является ключевым измерительным элементом . Биметаллический лист состоит из двух видов металла с разным коэффициентом теплового расширения. Сторона с большим коэффициентом теплового расширения называется активным слоем, а сторона с малым коэффициентом теплового расширения — пассивным слоем.Тепловое расширение биметаллического листа происходит после нагрева. Однако из-за разных коэффициентов теплового расширения двух слоев металла первые два слоя металла тесно связаны друг с другом, из-за чего биметаллический лист изгибается, как одна сторона пассивного слоя. Механическая сила, создаваемая 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, а его нормально замкнутый контакт будет отключен, чтобы двигатель потерял мощность через цепь управления, чтобы защитить двигатель. После устранения неисправности необходимо 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 сбрасывается автоматически после выполнения защитного действия теплового реле, защищенный двигатель не должен перезапускаться автоматически, в противном случае тепловое реле должно быть установлено в состояние ручного сброса. Это сделано для предотвращения повторного запуска двигателя и повреждения оборудования, если неисправность не устранена. Например, для цепи управления ручным запуском и ручным остановом, управляемым кнопкой, тепловое реле может быть установлено в режим автоматического сброса; для цепи автоматического пуска, управляемой автоматическим элементом, тепловое реле должно быть переведено в режим ручного сброса.

Классификация тепловых реле

Биметаллическая пластина: биметаллический лист, изготовленный прокаткой двух видов металлов с разным коэффициентом расширения (обычно марганцево-никелевый и медный лист), 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 действия, 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 обеспечить отказоустойчивость двигателя.

Реле перегрузки

— одно из таких устройств, которое защищает двигатель от повреждений, вызванных перегрузками и токами . 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 потери / обрыва фазы 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 полосы нагреваются, срабатывает контакт отключения, 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 отключается. 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 = Компенсационная биметаллическая лента
Авторы и права: Rockwell

Типы перегрузки реле

Реле перегрузки можно классифицировать следующим образом:

1. Биметаллические тепловые реле перегрузки
2. Электронные реле перегрузки

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

Как объяснено 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 перегрузки. Некоторые электронные реле перегрузки поставляются с трансформаторами тока и датчиками Холла, которые напрямую определяют величину протекающего тока.

Основным преимуществом электронного OLR перед тепловым OLR является то, 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 очень 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. Электропитание двигателя может быть подключено к клеммам T1, Т2, Т3.

Установка диапазона ампер

На реле перегрузки находится поворотная ручка. С помощью этой ручки можно установить номинальный ток двигателя. Сила тока может быть установлена ​​между предусмотренными верхним и нижним пределами. В случае электронного реле перегрузки также предусмотрена дополнительная ручка для выбора класса отключения.

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 отключения, а НЗ контакт — для отключения контактора. Контакты NC должны иметь возможность прямого переключения катушки контактора.

Тестовая кнопка

С помощью кнопки 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, затрачиваемое ими на размыкание 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.

Кредит: 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 из фаз прерывается, ток через две другие фазы возрастает до 1.73 раза больше нормального значения. Следовательно, реле перегрузки нагревается и срабатывает. Обрыв фазы также известен как однофазный двигатель 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, обрыва 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 полосы 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 защиты двигателя

Принцип действия

Тепловое реле защиты двигателя содержит три биметаллических полосы вместе с механизмом отключения в корпусе из изоляционного материала. Биметаллические ленты 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 расцепления приводит в действие вспомогательный переключатель, который размыкает цепь катушки контактора двигателя ( Рисунок 1 ). Индикатор положения переключения сигнализирует о состоянии « сработал, ».

Рисунок 1 — Принцип действия трехполюсного биметаллического реле защиты электродвигателя с термической задержкой и температурной компенсацией

A = Биметаллические полосы 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 в продолжительном режиме тепловое реле защиты двигателя обеспечивает идеальную защиту двигателя. При частых запусках в прерывистом режиме работы значительно меньшая 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 тепловых реле защиты двигателя основан на повышении температуры .Следовательно, температура окружающей среды устройства влияет на характеристики отключения.

Поскольку место установки и, следовательно, температура окружающей среды защищаемого двигателя обычно отличается 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 полоски 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 увеличению 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 // Низковольтное распределительное устройство и аппаратура управления — Rockwell

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.Надеюсь, 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 том, чтобы не допустить, чтобы двигатель потреблял чрезмерный ток, 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 штангой 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. Следовательно, 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 стартере

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 закрытым 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 возобновлении подачи 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» (эта 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.

Тепловое реле перегрузки — конструкция, работа и применение

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

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

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

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

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

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

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

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

Нормальная работа

Состояние перегрузки

Реле перегрузки

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

Реле перегрузки различных типов

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 реле перегрузки 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 перегрузки предназначено для обнаружения перегрева, если электродвигатель нагревается. Например, реле перегрузки может работать без отключения автоматического выключателя. Одно не восстанавливает другое. В этой статье обсуждается обзор реле перегрузки, типов и его работы.

Что такое реле перегрузки?

Реле перегрузки может быть определено как , это электрическое устройство, в основном предназначенное для имитации нагревательных прототипов электродвигателя, а также для 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. Соединения реле перегрузки могут быть соединены последовательно, а также размещены между двигателем и контактором, чтобы избежать перезапуска двигателя при срабатывании перегрузки.

Типы реле перегрузки

Реле перегрузки подразделяются на два типа: тепловое реле перегрузки и магнитное реле перегрузки .

Тепловое реле перегрузки

Тепловое реле перегрузки — это 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.

Термореле перегрузки

Реле перегрузки 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 до разрыва цепи. 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 выполнено 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. Обычно они используются в областях, где наблюдаются резкие перепады температуры окружающей среды.Магнитные реле перегрузки подразделяются на два типа: электронные и приборные. Схема подключения реле перегрузки

Схема подключения 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 частым типом реле является «биметаллическое тепловое реле перегрузки».Конструкция этого реле может быть выполнена с использованием двух разных видов металлических полос, и эти полосы можно соединять друг с другом, а также увеличивать 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 заряжаются 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 секунд, 20 секунд и 30 секунд соответственно. Одна из основных характеристик безопасности этого реле заключается в том, 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.

Приложения реле перегрузки

Приложения реле перегрузки включают следующее.

• Реле перегрузки широко используется для защиты двигателя.
• Реле перегрузки может использоваться для обнаружения как условий перегрузки, так и состояний неисправности, а затем объявления команд отключения для защитного устройства.
• Реле перегрузки разработано в микропроцессорных системах, а также в полупроводниковой электронике.
• Реле перегрузки 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.