Контакт теплового реле: 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

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.

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.

Подключение теплового реле. Основная функция и принцип работы

Автор newwebpower На чтение 7 мин. Просмотров 3.5k. Опубликовано 06.09.2016 Обновлено 06.09.2016

Для защиты электродвигателя от недопустимых длительных токовых перегрузок, которые могут возникнуть при увеличении нагрузки на вал или потери одной из фаз применяется тепловое защитное реле. Также защитное реле защитит обмотки от дальнейшего разрушения при возникшем междувитковом замыкании.

Тепловым данное реле (сокращенно ТР) называют из-за принципа действия, который схож с работой автоматического выключателя, в котором изгибающиеся при нагреве электрическим током биметаллические пластины разрывают электрическую цепь, надавливая на спусковой механизм.

Особенности теплового реле

Но, в отличие от автоматического защитного выключателя, ТР не размыкает силовые цепи питания, а разрывает цепь самоподхвата магнитного пускателя. Нормально замкнутый контакт защитного устройства действует аналогично кнопке «Стоп», и подключается последовательно с ней.

Тандем контактора и теплового реле

Поскольку тепловое реле подключается сразу же после магнитного пускателя, то нет нужды дублировать функции контактора при аварийном размыкании цепей. При таком выборе реализации защиты достигается ощутимая экономия материала для контактных силовых групп – значительно проще коммутировать небольшой ток в одной цепи управления, чем разрывать три контакта под большой токовой нагрузкой.

Тепловое реле не разрывает силовые цепи напрямую, а лишь выдает сигнал управления в случае превышения нагрузки – данную особенность следует помнить при подключении устройства.

Как правило, в тепловом реле присутствует два контакта – нормально замкнутый и нормально разомкнутый. При срабатывании устройства данные контакты одновременно меняют свое состояние.

Нормально разомкнутые и нормально замкнутые контакты

Характеристики теплового реле

Выбор ТР следует производить, сопоставляя типичные характеристики данного защитного устройства соответственно имеющейся нагрузке и условиям эксплуатации электродвигателя:

• Номинальный ток защиты;
• Предел регулировки уставки тока срабатывания;
• Напряжение силовой цепи;
• Количество и тип вспомогательных контактов управления;
• Мощность коммутации контактов управления;
• Порог срабатывания (коэффициент отношения к номинальному току)
• Чувствительность к асимметричности фаз;
• Класс отключения;

Схема подключения

В большинстве схем при подключениях теплового реле к магнитному пускателю используется нормально замкнутый контакт, который подключается последовательно с кнопкой «Стоп» пульта управления. Обозначением данного контакта является сочетание букв NC (normal connected) или НЗ (нормально замкнутый).

Схема подключения ТР к контактору в магнитном пускателе

Нормально разомкнутый контакт (NO) при данной схеме подключения может использоваться для сигнализации о срабатывании тепловой защиты электродвигателя. В более сложных автоматических схемах управления он может использоваться для инициализации аварийного алгоритма останова конвейерной цепи оборудования.

Для самостоятельного подключения теплового реле для защиты электродвигателя, не имея опыта работы с подобным оборудованием, будет правильно сначала ознакомиться с принципом работы и подключением магнитного пускателя на данном сайте.

В независимости от типа подключения электродвигателя и количества контакторов магнитного пускателя (прямой и реверсивный запуск), внедрение теплового реле в схему является достаточно простым. Оно устанавливается после контакторов перед электродвигателем, а размыкающийся (нормально замкнутый) контакт подключается последовательно с кнопкой «Стоп».

Тепловое реле в схеме реверсивного подключения контакторов

Элементы подключения, управления и настройки ТР

По ГОСТ клеммы контактов управления имеют обозначение 95-96 (нормально замкнутый) и 97-98 (нормально разомкнутый).

На данном рисунке показана схема теплового реле с обозначением выводов и элементов управления. Кнопка «Тестирование служит для проверки работоспособности механизма.

Кнопка «Стоп» служит для ручного выключения устройства защиты.

Функция «Повторный взвод» позволяет заново запустить электродвигатель после срабатывания защиты. Многие ТР поддерживают два варианта – автоматический (возвращение в исходное состояние происходит после остывания биметаллических пластин) и ручной взвод, требующий непосредственного действия оператора для нажатия соответствующей кнопки.

Управление повторным взводом

Уставка тока срабатывания позволяет сделать выбор значения перегрузки, при котором реле отключит катушку контактора, который обесточит электродвигатель.

Регулировка уставки срабатывания относительно метки

При выборе устройства защиты нужно помнить, что по аналогии с автоматическим выключателем у тепловых реле также имеется времятоковая характеристика. То есть, при превышении уставленного тока на некоторое значение, отключение произойдет не сразу, а по истечению некоего времени. Быстрота срабатывания будет зависеть от кратности превышения тока уставки.

Графики времятоковой характеристики

Разные графики соответствуют характеру нагрузки, количеству фаз и температурному режиму.

Как видно из графиков, при двукратном превышении нагрузки может пройти больше минуты времени, прежде, чем защита сработает. Если же выбрать ТР недостаточно мощным, то двигатель может не успеть разогнаться при многократном стартовом превышении уставки тока перегрузки.

Также у некоторых тепловых реле имеется флажок срабатывания защиты.

Защитное закрывающееся стекло служит одновременно для нанесения маркировки и защиты настроек при помощи пломбирования,

Защита настроек и маркировка

Подключение и установка ТР

Как правило, современные тепловые реле имеют защиту по всем трем фазам, в отличие от распространенных в советское время тепловых реле, имеющих обозначения ТРН, где контроль тока производился только в двух проводах, идущих к электродвигателю.

Тепловое реле ТРН с контролем тока только в двух фазах

По типу подключения тепловые реле можно разделить на две разновидности:

• Устанавливаемые рядом с магнитным пускателем, и подключаемые при помощи перемычек (ТРН, РТТ).

  Реле РТТ, подключенное при помощи жестких пластинчатых перемычек

• Монтируемые непосредственно на контактор магнитного пускателя (современные модели).

  Реле устанавливается непосредственно на контакторе

Входные токопроводящие выводы в современных моделях одновременно служат частью крепежа теплового реле к контактору магнитного пускателя. Они вставляются в выходные клеммы контактора.

Подключение теплового реле к контактору

Как видно из фото внизу, в некоторых пределах можно изменять расстояние между выводами, чтобы подстраиваться под различные виды контакторов.

Подстройка выводов под клеммы контактора

Для дополнительной фиксации ТР предусмотрены соответствующие выступы на самом устройстве и на контакторе.

Элемент крепежа на корпусе теплового релеСпециальный паз крепления на контакторе

Механика теплового реле

Существует много разновидностей ТР, но принцип действия у них одинаков – при протекании увеличенного тока через биметаллические пластины они искривляются и воздействуют через систему рычагов на спусковой механизм контактных групп.

Рассмотрим для примера устройство теплового реле LR2 D1314 фирмы «Schneider Electric».

ТР в разобранном виде

Условно данное устройство можно разделить на две части: блок биметаллических пластин и система рычагов с контактными группами. Биметаллические пластины состоят из двух полос различных сплавов, соединенных в одну конструкцию, имеющих разный тепловой коэффициент расширения.

Изгибающаяся биметаллическая пластина

Благодаря неравномерному расширению при больших значениях тока данная конструкция расширяется неравномерно, что заставляет ее изгибаться. При этом один конец пластины зафиксирован неподвижно, а подвижная часть воздействует на систему рычагов.

Система рычагов

Если убрать рычаги, то будут видны контактные группы теплового реле.

Коммутационный узел ТР

Не рекомендуется сразу же включать тепловое реле после срабатывания и заново запускать электродвигатель – пластинам нужно время, чтобы остыть и вернуться в первоначальное состояние. К тому же, будет благоразумней сначала найти причину срабатывания защиты.

устройство, принцип действия, виды и особенности выбора

Долговечность оборудования во многом зависит от перегрузок, которым оно подвергается в процессе эксплуатации. Протекание токов, превышающих номинальные, вызывает дополнительное повышение температуры и преждевременное старение изоляции. Чем выше перегрузки, тем реже они допустимы. Тепловые реле – это специальные устройства, которые отключают потребляющее электроэнергию оборудование при перегрузках. Они предотвращают поломку электромоторов из-за превышения нагрузки по показателям рабочего тока. Любой двигатель имеет свой номинальный рабочий ток, длительное критическое превышение которого вызывает перегрев обмоток силовой установки, разрушает изоляционный слой и приводит к выходу из строя электромотора в целом.

Конструкция и принцип работы реле тепловой защиты

В основе работы тепловых реле лежит закон физики, сформулированный учеными Джоулем и Ленцем еще в 19 веке и определяющий зависимость выделенного тепла от силы тока на конкретных участках электрической цепи. В составе конструкции устройств этого типа предусмотрена спираль – излучатель тепла. Рядом с ней установлена биметаллическая пластина, которая реагирует на излучаемое тепло.

Для изготовления термопластин используют два металлических сплава с различной теплопроводностью, которые во время нагревания/охлаждения меняют свою геометрию. Это свойство биметаллических элементов и лежит в основе работы реле тепловой защиты. Увеличение либо уменьшение тока нагрузки приводит к изменению пространственного расположения и механическому воздействию на толкатель, который размыкает или замыкает контактную группу прибора, подключенную к обмоткам магнитного пускателя (МП). Пускатель мотора срабатывает и отключает нагрузки от электросети.

Стандартная конструкция теплового реле предусматривает:

• нагревательный элемент;
• рычаг;
• контакты с пружиной;
• кнопку «возврат»;
• толкатель реле;
• штангу расцепителя;
• биметаллическую пластину температурного компенсатора;
• движок уставки;
• эксцентрик.

На работу реле тепловой защиты с биметаллическими пластинами воздействует температура окружающего воздуха, которая дополнительно нагревает рабочие элементы конструкции прибора. Чтобы исключить это явление, устройства оснащаются компенсирующими биметаллическими пластинами, которые изгибаются в противоположную сторону по отношению к основным элементам.

Компенсатор регулирует ток срабатывания устройства. Для регулировки применяются эксцентрики с разделенной на две части шкалой. При повороте ручки компенсатора влево значение тока срабатывания уменьшается, а при повороте вправо – увеличивается. Значения тока срабатывания реле регулируют увеличением/уменьшением зазора между толкателем и главной пластиной, за счет действия эксцентрика на дополнительную биметаллическую пластину.

Важно! В случае обрыва либо отключения одной из фаз питания в трехфазной сети, токи нагрузки в оставшихся двух фазах увеличиваются, в результате чего срабатывает тепловое реле. Поэтому расцепитель является основной защитой электродвигателей от работы в аварийных ситуациях при оборванной фазе.

Виды реле защиты от тепловых перегрузок

На рынке электротехнического оборудования представлен большой выбор модулей тепловой защиты для электрических силовых агрегатов. Каждый тип устройства подбирается для конкретной ситуации и определенного типа силовых установок.

Основные разновидности тепловых реле:

• РТЛ. Серия электромеханических приборов, которые обеспечивают надежную тепловую защиту трехфазных электродвигателей и других силовых установок от критической перегрузки по токам потребления. Помимо этого, реле этого типа защищают электроустановки при нарушении баланса питающих фаз, отсрочке по времени пуска устройств, а также при наличии механических проблем с ротором: заклинивании вала и других неисправностей. Прибор монтируют на контактах ПМЛ (пускателя магнитного) или в качестве самостоятельного элемента с клеммником КРЛ.
• РТТ. Трехфазные устройства, предназначенные для защиты электродвигателей с короткозамкнутым ротором от токовой перегрузки, перекоса между питающими фазами и в случае механических повреждениях ротора, а также от задержки пускового момента. РТТ имеют два варианта установки: как самостоятельное реле на панели или совместно с магнитными пускателями типа ПМЕ и ПМА.
• РТИ. Трехфазная разновидность теплового реле, которое защищает электродвигатель от тепловых повреждений обмотки в случае критического превышения значений тока потребления, от асимметрии питающих фаз, задержки пускового момента и в случае механических повреждений движущихся частей ротора. Реле устанавливается на магнитные контакторы КМТ или КМИ.
• ТРН. Двухфазные устройства электротепловой защиты электрических двигателей, обеспечивающие контроль продолжительности пуска и тока в нормальных рабочих режимах. Контакты возвращаются в исходное состояние после аварийного срабатывания только вручную. Работа теплового устройства абсолютно не зависит от температуры окружающей среды, что актуально для применения в условиях горячих производств и жаркого климата.
• РТК. Тепловые реле, с помощью которых можно контролировать лишь один параметр – температуру металлического корпуса электрических установок. Для этого используются специальные щупы. Если критические значения температуры превышают заданные, реле типа РТК отключает установку от линии питания.
• Твердотельные. Вид тепловых реле, в конструкции которых отсутствуют какие-либо подвижные элементы. Работа устройства не зависит от температуры окружающей среды и других характеристик воздуха, что актуально для взрывоопасных цехов и производств химической промышленности. Твердотельные тепловые реле позволяют контролировать длительность разгона электромоторов, оптимальные токи нагрузки, обрывы фазных проводов и заклинивание ротора.
• РТЭ. Защитные тепловые реле, которые по своему принципу работы напоминают плавкие предохранители. Устройства изготовлены из металлического сплава с низкой температурой плавления. Материал плавится при критической температуре и разрывает цепь, питающую оборудование. Устройства типа РТЭ монтируются непосредственно в корпусы электросиловых установок на штатное место.

Все перечисленные выше разновидности тепловых реле служат для одной цели – они защищают электродвигатели и другие силовые электроустановки от токовых перегрузок, при которых увеличивается температура рабочих частей агрегатов до критических и субкритических значений.

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

Как выбрать устройство тепловой защиты

Для правильного выбора подходящей модели теплового реле следует учитывать мощность защищаемого электромотора. Основными параметрами защитных устройств являются:

1. Номинальный ток, при котором тепловое реле не срабатывает. Его превышение не вызывает незамедлительного отключения цепи. К примеру, если значение больше номинального на 20 %, то тепловое реле сработает примерно через 20-30 минут.
2. Номинальное напряжение. Как правило, бытовые модели тепловых реле устанавливаются в однофазных сетях переменного тока (220 вольт и 50 Гц), однако существуют и трехфазные модели для промышленных предприятий.
3. Условия эксплуатации. Категория размещения тепловых реле определяется согласно требованиям ГОСТ 15150. В стандарте описаны допустимые значения температуры и уровень влажности, а также устойчивость приборов к вибрации, ударным нагрузкам, контакту со взрывоопасными газами.
4. Предел срабатывания теплового реле.
5. Тип и количество дополнительных контактов для управления.
6. Чувствительность к перекосу фаз.

Также в маркировке теплового реле обязательно указывается режим возврата (автоматический или ручной).

В некоторых моделях предусмотрена функция «недогрузки», которая позволяет обнаруживать уменьшение тока в цепи, а также опция компенсации температуры окружающей среды – такие модификации считаются самыми удобными и надежными. Кроме того, выпускаются тепловые реле с дополнительными световыми индикаторами. Датчики и светодиоды отображают сигналы включения и состояния.

Поэтому выбор конкретной модели зависит от многих факторов эксплуатации теплового реле – температуры окружающей среды, места установки, мощности подключенного оборудования, необходимости использования средств аварийного оповещения.

Советы по выбору:

• Для однофазных сетей лучше выбирать тепловые реле с функцией автоматического сбрасывания и возврата контакта в первоначальное состояние через определенный период времени. Это гарантирует повторное срабатывание даже при сохранении аварийной ситуации и перегрузок по току.
• Для горячих цехов и эксплуатации в условиях жаркого климата подойдут реле с компенсатором температуры воздушной среды – это модели ТРВ. Они обладают самым широким температурным диапазоном эксплуатации.
• Для оборудования, чувствительного к обрыву фаз, рекомендуется подбирать реле, которое отключает электроустановку даже при обрыве одной фазы.

Реле со световыми индикаторами чаще всего используют на предприятиях промышленности, где требуется оперативное реагирование на аварийные ситуации. Благодаря светодиодным датчикам состояния, оператор может контролировать рабочие процессы.

Цена реле зависит от многих факторов. На стоимость влияют общие технические характеристики, наличие дополнительных функций, используемые в производстве материалы, фирма-производитель. Реле от известных брендов обязательно комплектуются паспортом с подробным описанием технических параметров, а также подробной инструкцией по подключению.

Особенности установки теплового реле

Обычно реле монтируется совместно с магнитным пускателем, обеспечивающим подключение и запуск двигателя. Некоторые модели устанавливаются в качестве самостоятельных приборов на DIN-рейку или на монтажные панели (ТРН или РТТ). Даже если реле ТРН имеет лишь пару входящих подключений, фаз все равно 3. Отключенные фазные провода выводятся с пускателя к мотору в обход устройства. Изменения тока будут происходить пропорционально в каждой фазе, в результате чего достаточно контроля только двух из них. Реле можно подключать и при помощи токовых трансформаторов – это целесообразно при использовании мощных электромоторов.

В любом случае необходимо избегать ошибок при монтаже, к примеру, нельзя подключать тепловое реле с параметрами, которые не соответствуют характеристикам электромотора.

Преимущества перед обычными автоматами

По своей конструкции тепловое реле является тем же устройством автоматического отключения электроустановок от сети питания. Однако в отличие от простых автоматов, которые включают/отключают питание, у реле есть два достоинства:

1. Возможность регулировать время и момент срабатывания в зависимости от токов перегрузки и продолжительности их воздействия на электроприборы.
2. Различные варианты коммутации – дистанционная установка в электрощитке либо непосредственный монтаж на магнитном пускателе.

Кроме того, реле обладают меньшими габаритами и массой, более доступной ценой, простой конструкцией и надежностью эксплуатации. Среди недостатков – необходимость периодической настройки и проверки.

Заключение

Тепловые реле (расцепители) – важные элементы системы защиты электродвигателей и других приборов. Устройства защищают практически от любых перегрузок. К тому же реле не подвержены ложным отключениям нагрузки в случае кратковременных скачков тока, что выгодно отличает их от входных автоматов. Их можно устанавливать не только совместно с магнитными пускателями, но и самостоятельно.

Виды и конструкции тепловых реле, расчет и выбор теплового реле для защиты двигателя » сайт для электриков

Особенности монтажа

Как правило, установку теплового реле производят совместно с магнитным пускателем, который и осуществляет коммутацию и запуск электропривода. Однако существуют также и приборы с возможностью установки как отдельное устройство рядом на монтажной панели или DIN рейке, такие как ТРН и РТТ. Все зависит от наличия нужного номинала в ближайшем магазине, складе или в гараже в «стратегических запасах».

Наличие у теплового реле ТРН только двух входящих подключений не должно вас пугать, поскольку фазы три. Неподключенный провод фазы уходит с пускателя на двигатель, минуя реле. Ток в электродвигателе меняется пропорционально во всех трех фазах, поэтому контролировать достаточно любые две из них. Собранная конструкция, пускатель с теплушкой ТРН будет выгладить так: Или так с РТТ:

Рассмотрим схему из статьи в которой трехфазный двигатель вращается в одну сторону и управление включением осуществляется с одного места двумя кнопками СТОП И ПУСК.

Автомат включен и на верхние клеммы пускателя поступает напряжение. После нажатия на кнопку ПУСК, катушка пускателя А1 и А2 оказывается подключена к сети L2 и L3. В данной схеме используется пускатель с катушкой на 380 вольт, вариант подключения с однофазной катушкой 220 вольт ищите в нашей отдельной статье (ссылка выше).

Катушка включает пускатель и замыкаются дополнительные контакты No(13) и No(14), теперь можно отпустить ПУСК, контактор останется включенным. Данная схема называется «пуск с самоподхватом». Теперь для того чтобы отключить двигатель от сети необходимо обесточить катушку. Проследив по схеме путь тока, видим что это может произойти при нажатии СТОП или размыкании контактов теплового реле (выделен красным прямоугольником).

То есть, при возникновении внештатной ситуации, когда теплушка сработает, она разорвет цепь схемы и снимет пускатель с самоподхвата, обесточив двигатель от сети. При срабатывании данного устройства контроля тока, перед повторным запуском необходимо осмотреть механизм, для выяснения причины возникновения отключения, и не включать до ее устранения. Часто причиной срабатывания является высокая внешняя температура окружающего воздуха, данный момент необходимо учитывать при эксплуатации механизмов и их настройке.

Сфера применения в домашнем хозяйстве тепловых реле не ограничивается только самодельными станками и прочими механизмами. Правильно было бы использовать их в системе контроля тока насоса системы отопления. Специфика работы циркуляционного насоса в том, что на лопастях и улитке образуется известковый налет, который может стать причиной заклинивания мотора и выхода его из строя. Используя приведенные схемы подключения, можно собрать блок контроля и защиты насоса. Достаточно установить в цепи питания нужный номинал теплушки и подключить контакты.

Кроме того будет интересна схема подключения теплового реле через трансформаторы тока, для мощных двигателей, таких как насос системы водополива для дачных поселков или фермерских хозяйств. При установке трансформаторов в цепи питания, учитывается коэффициент трансформации, к примеру 60/5 это при токе через первичную обмотку в 60 ампер, на вторичной обмотке он будет равен 5А. Применение такой схемы позволяет сэкономить на комплектующих, при этом не потеряв в эксплуатационных характеристиках.

Как видно, красным цветом выделены трансформаторы тока, который подключены к реле контроля и амперметру для визуальной наглядности происходящих процессов. Трансформаторы подключены схемой звезда, с одной общей точкой. Такая схема не представляет из себя больших трудностей в реализации, поэтому вы можете самостоятельно ее собрать и подключить к сети.

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, в котором наглядно показывается процесс подключения теплового реле к магнитному пускателю для защиты электродвигателя:

Вот и все, что вы должны знать о подключении теплового реле своими руками. Как вы видите, монтаж не представляет особой сложности, главное правильно составить схему подсоединения всех элементов в цепи!

Будет интересно прочитать:

{SOURCE}

Магнитный пускатель

Теперь о том, на что следует обратить внимание, рассматривая сам пускатель перед его подключением

Самое важное – напряжение катушки управления, которое указано либо на ней самой, либо неподалеку. Если надпись гласит 220 В АС (или рядом с 220 стоит значок переменного тока), то для работы схемы управления потребуется фаза и ноль

Если надпись гласит 220 В АС (или рядом с 220 стоит значок переменного тока), то для работы схемы управления потребуется фаза и ноль.

Интересное видео о работе магнитного пускателя смотрите ниже:

Если же это 380 В АС (того же переменного тока), то управлять пускателем будут две фазы. В процессе описания работы схемы управления будет понятно, в чем отличие.

Еще нам потребуется использовать дополнительный контакт пускателя, называемый блок-контактом. У большинства аппаратов он маркируется цифрами 13НО (13NO, просто 13) и 14НО (14NO, 14).

Буквы НО означают «нормально открытый», то есть замыкается он только на притянутом пускателе, что при желании можно проверить мультиметром. Встречаются пускатели, имеющие нормально замкнутые дополнительные контакты, они не годятся для рассматриваемой схемы управления.

У разных производителей их маркировка отличается, но при их определении сложностей не возникает. Итак, крепим пускатель к поверхности или DIN-рейке в месте его постоянной дислокации, прокладываем силовые и контрольные кабели, начинаем подключение.

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.

Особенности монтажа

Но при этом тепловое реле срабатывает в отличие от магнитного пускателя не по воле человека, а от перегрузки по току асинхронного двигателя. Его также можно без особых проблем задействовать своими руками в схеме управления асинхронным движком. В связи с этим не будет лишним напомнить умельцам о том, что любые работы по присоединению электрических цепей к сети должны начинаться с гарантированного отключения напряжения в месте подключения с последующим контролем этого индикаторной отвёрткой или тестером.

• Чтобы правильно подключить магнитный пускатель и тепловое реле надо вначале определить величину напряжения, на которое они рассчитаны. Его значение указывается как в техническом паспорте, так и на шильдике, расположенном на корпусе устройства.
• Если указано напряжение 220 В устройство необходимо подключать к фазному напряжению, то есть к фазному и нулевому проводам. Если указано напряжение 380 В для подключения используется линейное напряжение, то есть к фазным проводам двух любых фаз.
• Если напряжение не будет соответствовать паспортным данным устройства, возможна, либо его порча от перегрева, либо неправильная работа по причине недостаточно сильного магнитного поля в катушке управления.

Особенностью работы магнитного пускателя является его контакт, который, замыкаясь, шунтирует кнопку включения его управляющей катушки. Это позволяет выполнять коммутацию электрических цепей кратковременным нажатием кнопки «пуск», что удобно и легко для пользователя. При подключении пускателя надо будет присоединять нормально разомкнутый контакт и нормально замкнутый контакт. Их вид в самом устройстве и на электрической схеме показан на изображении. Они используются для управления катушкой пускателя и располагаются в управляющем блоке пускателя. Он называется «кнопочный пост». В нём установлены две кнопки. Каждая из них приводит в действие: одна нормально замкнутый контакт и одна нормально разомкнутый контакт. Кнопки окрашены обычно в чёрный цвет (используется для пуска или реверса), и в красный цвет (используется для остановки двигателя отключением катушки пускателя).

Преимущества реализации такой схемы подключения

1. Коммутатор и манипулятор управления (кнопка) могут быть разнесены. То есть, управляющий элемент располагается в непосредственной близости от оператора, а массивный коммутатор можно разместить в любом удобном месте.
2. Возможно управление с помощью ножного привода (руки остаются свободными). Это позволяет лучше контролировать электроустановку и удерживать обрабатываемую деталь.
3. Схема подключения выносного пускателя позволяет разместить устройства безопасности. Например, защиту от короткого замыкания или тепловые реле, срабатывающие при температурных перегрузках. Кроме того, такая схема позволяет реализовать механическую защиту: при перемещении подвижных частей электроустановки до критической отметки, срабатывает концевой выключатель, и магнитный пускатель размыкается.
4. Дистанционное расположение управляющих элементов позволяет расположить аварийную кнопку в удобном месте, что повышает безопасность эксплуатации.
5. Есть возможность установить единый кнопочный пост для управления большим количеством магнитных пускателей при расположении электроустановок в разных местах и на большом удалении. Схема подключения через такой пост предполагает использование слаботочной управляющей проводки, что экономит средства на приобретение дорогостоящих силовых кабелей.
6. Для управления одним пускателем можно установить несколько кнопочных постов. В таком случае управление электроустановкой с каждого поста будет равнозначным. То есть, можно запустить электродвигатель с одной точки, а выключить с другой. Схема подключения нескольких кнопочных постов на иллюстрации:
7. Магнитные контакторы можно интегрировать в электронную систему управления. В этом случае команды на пуск и отключение электроустановок подаются автоматически, по заданному алгоритму. Организовать такую систему с помощью механических (ручных) включателей невозможно.

Фактически, такая коммутация представляет собой релейную схему.

Схема подключения реверсивного магнитного пускателя

Фактически это два магнитных пускателя, объединенные электрически и механически, дальше подробнее.

Реверсивное управление электродвигателем

Реверсивный пускатель нужен тогда, когда необходимо, чтобы двигатель вращался поочередно в обоих направлениях.

Смена направления вращения реализуется общеизвестным способом — меняются местами любые две фазы. Посмотрите на схему реверсивного включения двигателя ниже:

9. Схема подключения реверсивного магнитного пускателя на 220В с управлением от кнопок. ПРАКТИЧЕСКАЯ СХЕМА

Когда включен пускатель КМ1, это будет «правое» вращение. Когда включается КМ2 — первая и третья фазы меняются местами, движок будет крутиться «влево». Включение пускателей КМ1 и КМ2 реализуется разными кнопками «Пуск вперед

» и «Пуск назад

«, выключение — одной, общей кнопкой «Стоп

» , как и в схемах без реверса.

Обратите пристальное внимание на треугольник между силовыми контактами КМ1 и КМ2. Он означает «защиту от дурака»

Может произойти так, что по какой-то причине включатся оба пускателя сразу. Произойдёт короткое замыкание между фазами L1 и L3. Можно сказать, «Ну и что, у нас ведь есть мотор-автомат QF, он нас спасёт!» А если не спасёт? А пока он будет спасать, выгорят контакты пускателей!

Поэтому реверсивный пускатель должен иметь механическую защиту от одновременного включения
двух его половин. А если он состоит из двух отдельных пускателей, между ними ставится специальный механический блокиратор.

Теперь посмотрите на контакты КМ2.4 и КМ1.4, стоящие в цепях питания катушек пускателей. Это — электрическая защита от того же дурака
. Например, если включен КМ1, его НЗ контакт КМ1.4 разомкнут, и если наш дурак будет со всей своей дури жать на обе кнопки «Пуск» сразу, ничего не получится — двигатель будет слушаться той кнопки, которая нажата раньше.

Механическая и электрическая защиты в схеме подключения реверсивного пускателя должны быть всегда, они дополняют друг друга. Не ставить одну либо другую — моветон среди электриков
.

Для реализации электрической блокировки одновременного включения и самоподхвата на каждый пускатель надо, кроме силовых, ещё один НЗ (блокировка) и НО (самоподхват). Но поскольку пятого контакта, как правило, в пускателях нет, приходится ставить доп. контакт. Например, для пускателя типа ПМЛ используют приставку ПКИ. А если, как в схеме 8, используется контроллер, самоподхват не нужен, и достаточно одного НЗ контакта на каждое направление вращения.

здесь .

Что важно знать?

Чтобы не повторятся, и не нагромождать лишний текст, кратко изложу смысл. Токовое реле является обязательным атрибутом системы управления электроприводом. Данное устройство реагирует на ток, который проходит через него на двигатель. Оно не защищает электродвигатель от короткого замыкания, а только оберегает от работы с повышенным током, возникающим при перегрузке или нештатной работе механизма (например, клин, заедание, затирание и прочие непредвиденные моменты).

При выборе теплового реле руководствуются паспортными данными электродвигателя, которые можно взять с таблички на его корпусе, как на фото ниже:

Как видно на бирке, номинальный ток электродвигателя 13.6 / 7.8 Ампера, для напряжений 220 и 380 Вольт. Согласно правилам эксплуатации, тепловое реле необходимо выбирать на 10-20 % больше номинального параметра. От правильного выбора данного критерия зависит способность теплушки вовремя сработать и не допустить порчу электропривода. При расчете тока установки для приведенного на бирке номинала на 7.8 А, у нас получился результат 9.4 Ампера для токовой уставки аппарата.

При выборе в каталоге продукции нужно учесть, что данный номинал не был крайним на шкале регулировки уставки, поэтому желательно подобрать значение ближе к центру регулируемых параметров.К примеру, как на реле РТИ-1314:

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.

Watch this video on YouTube

1.Принцип действия тепловых реле.

Тепловые
реле
—
это электрические аппараты, предназначенные
для защиты электродвигателей от токовой
перегрузки. Наиболее распространенные
типы тепловых реле — ТРП, ТРН, РТЛ и РТТ.
Принцип действия тепловых реле основан
на свойствах биметаллической пластины
изменять свою форму при нагревании. В
общем случае тепловое реле представляет
собой расцепитель, в основе которого
лежит биметаллическая пластина, по
которой протекает ток. Под воздействием
теплового эффекта протекающего тока,
биметаллическая пластина изгибается,
разрывая цепи. При этом происходит
изменение состояния дополнительных
контактов. Первая и основная функция
тепловых реле — защита электрооборудования
от перегрузки.

Рис.1.Тепловое
реле
.

Долговечность
энергетического оборудования в
значительной степени зависит от
перегрузок, которым оно подвергается
во время работы. Для любого объекта
можно найти зависимость длительности
протекания тока от его величины, при
которых обеспечивается надежная и
длительная эксплуатация оборудования.
Эта зависимость представлена на рисунке
2 (кривая 1).

Рис.2.
Зависимость длительности протекания
тока от его величины.

При
номинальном токе допустимая длительность
его протекания равна бесконечности.
Протекание тока, большего, чем номинальный,
приводит к дополнительному повышению
температуры и дополнительному старению
изоляции. Поэтому чем больше перегрузка,
тем кратковременнее она допустима.
Кривая 1 на рисунке устанавливается
исходя из требуемой продолжительности
жизни оборудования. Чем короче его
жизнь, тем большие перегрузки допустимы.
При идеальной защите объекта зависимость
t
ср
(I) для реле должна идти немного ниже
кривой для объекта. Для защиты от
перегрузок, наиболее широкое распространение
получили тепловые реле с биметаллической
пластиной. Биметаллическая пластина
теплового реле состоит из двух пластин,
одна из которых имеет больший температурный
коэффициент расширения, другая —
меньший. В месте прилегания друг к другу
пластины жестко скреплены либо за счет
проката в горячем состоянии, либо за
счет сварки. Если закрепить неподвижно
такую пластину и нагреть, то произойдет
изгиб пластины в сторону материала с
меньшим. Именно это явление используется
в тепловых реле. Широкое распространение
в тепловых реле получили материалы
инвар (малое значение a) и немагнитная
или хромоникелевая сталь (большое
значение a). Нагрев биметаллического
элемента теплового реле может производиться
за счет тепла, выделяемого в пластине
током нагрузки. Очень часто нагрев
биметалла производится от специального
нагревателя, по которому протекает ток
нагрузки. Лучшие характеристики
получаются при комбинированном нагреве,
когда пластина нагревается и за счет
тепла, выделяемого током, проходящим
через биметалл, и за счет тепла, выделяемого
специальным нагревателем, также
обтекаемым током нагрузки. Прогибаясь,
биметаллическая пластина своим свободным
концом воздействует на контактную
систему теплового реле.

Как выбрать тепловое реле

Двигателю необходимо реле для защиты, когда по технологическим причинам существует потенциальная угроза его перегруженности. Второй случай — необходимость ограничения времени запуска в условиях пониженного напряжения.

Эти требования содержатся в соответствующей инструкции. В которой изложено пожелание об оснащении защитного изделия выдержкой по времени. Реализуют все это при помощи тепловых реле.

Базовые характеристики приспособлений

Базовыми данными устройства, защищающего двигатель, являются:

1. Быстродействие контактов в зависимости от параметров тока — время-токовый показатель.
2. Рабочий ток, при котором ТП срабатывает.
3. Предельные токовые регулировки уставки. Во всех приборах, выпускаемых разными производителями, этот параметр отличается незначительно. Превышение номинала на 20% влечет за собой срабатывание прибора минут через 25.
4. Номинальная величина тока рабочей биметаллической пластины. Имеется в виду значение, при превышении которого реле не отключается немедленно.
5. Токовый диапазон, в котором срабатывает реле.

Сведения о тепловом реле можно получить, расшифровав его маркировку. Символ, обозначающий тип исполнения, может отличаться.

Места размещения отечественных ТП регламентированы ГОСТом 15150. На их работу оказывают влияние такие моменты, как высота подъема над уровнем моря, вибрация, удары, ускорения.

Все эти нюансы производители отражают в маркировке своих изделий. Некоторые из них дополнительно включают сведения о возможности работы при наличии вредных веществ и взрывоопасных газов.

Выбор устройства по правилам

Требования к термореле изложены в инструкции. Здесь же оговорено, что защита должна обладать выдержкой по времени. Реализуют все запросы при помощи специальных приборов.

Анализируя времятоковые характеристики ТР, нужно принимать во внимание, что срабатывание может происходить из перегретого или холодного состояния. Безупречная защита предполагает, что кривая, изображающая оптимальную для беспроблемного функционирования оборудования зависимость продолжительности токопрохождения от величины тока для реле и двигателя, разные

Первая должна находиться ниже, чем вторая

Безупречная защита предполагает, что кривая, изображающая оптимальную для беспроблемного функционирования оборудования зависимость продолжительности токопрохождения от величины тока для реле и двигателя, разные. Первая должна находиться ниже, чем вторая.

Правильный подбор защитного изделия осуществляется на основе такого параметра, как рабочий номинальный ток. Его значение связано с номинальным током нагрузки электродвигателя.

Как международными, так и отечественными стандартами предусмотрено, что номинальный ток двигателя аналогичен уставке тока срабатывания термореле.

Это значит, что включение в работу прибора происходит при перегрузке от 20 до 30% или при Iср.х1,2 или 1,3 не позже 20 минут.

Исходя из этого, выбор нужно осуществлять так, чтобы ток несрабатывания ТР превышал номинальный ток прикрываемого объекта в среднем на 12%. Величина In отображена в паспорте прибора и на табличке, закрепленной на корпусе.

Основываясь на ней, подбирают как ТР, так и пускатель, соответствующий ему. Шкала реле калибрована в амперах и, как правило, отвечает значению тока уставки.

В качестве примера можно привести подбор теплового реле для асинхронного двигателя, подключенного к сети 380 В, мощностью 1,5 кВт.

Рабочий номинальный ток для него — 2,8 А, значит, для теплового реле пороговый ток будет равен: 1,2*2,8 = 3,36 А. По таблице выбор нужно остановить на РТЛ-1008, у которого диапазон регулировки находится в пределах от 2,4 до 4 А.

Когда паспортные данные двигателя неизвестны, ток определяют путем использования специальных приборов — токоизмерительных клещей или мультиметра с соответствующей опцией. Измерения проводят на каждой из фаз.

Важно при выборе уделить внимание напряжению, указанному на приборе. Если запланировано использовать тандем ТР-пускатель, нужно учесть число контактов

При включении устройства в трехфазную сеть необходим модуль, имеющий функцию защиты для случаев перегорания проводников или перекоса фаз.

Заключение

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

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

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

Тепловое реле: схема подключения, принцип работы, назначение

Автор Светозар Тюменский На чтение 3 мин. Просмотров 6k. Опубликовано 10 марта Обновлено 19 ноября

Тепловые реле – это электрические устройства, основным назначением которых является защита двигателя от избыточной нагрузки и, как следствие, перегрузки системы в целом. На сегодняшний день наиболее распространенными являются следующие типы тепловых реле: ТРН, РТИ, РТТ и РТЛ. Необходимость применения тепловых реле обусловлена тем, что долговечность любого оборудования напрямую зависит от того, как часто оно бывает перегружено. Так, при регулярном превышении номинального напряжения происходит нагрев оборудования, что приводит к старению изоляции и, как следствие снижает эксплуатационный срок установок.

Схема подключения теплового реле

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

Принцип работы теплового реле

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

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

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

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

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

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

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

Реле перегрузки — базовое управление двигателем

Пускатели и контакторы двигателей

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

Реле перегрузки состоит из двух основных частей:

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

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

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

Биметаллический контакт в нормально замкнутом положении

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

Биметаллическая полоса в разомкнутом положении

Источник тепла заставил металл с серым оттенком (деталь внизу) расшириться быстрее, чем металл с синей заливкой (деталь вверху), и таким образом открыл набор нормально замкнутых контактов, таким образом прерывая ток к двигателю.

Закрытые контакты ванны для припоя

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

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

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

Открытые контакты ванны для припоя

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

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

Как устроено тепловое реле?

Тепловое реле обычно состоит из нагревательного элемента, управляющего контакта и системы действия, механизма сброса, устройства установки тока и элемента температурной компенсации. Когда деформация достигает определенного расстояния, шатун толкается, чтобы размыкать цепь управления, так что контактор теряет питание и главная цепь отключается, тем самым реализуя защиту двигателя от перегрузки.

При фактической работе двигателя, например, при перетаскивании производственного оборудования на работу, если машина неисправна или цепь ненормальная, двигатель столкнется с перегрузкой, скорость двигателя уменьшится, ток в обмотке увеличится, и температура обмотки двигателя увеличится.Если ток перегрузки небольшой и время перегрузки короткое, а обмотка двигателя не превышает допустимого превышения температуры, перегрузка допустима. Однако, если время перегрузки велико и ток перегрузки велик, повышение температуры обмотки двигателя превысит допустимое значение, что приведет к старению обмотки двигателя, сокращению срока службы двигателя и даже сгоранию обмотки двигателя в серьезных случаях. . Поэтому такую ​​перегрузку мотор не переносит. Тепловое реле должно использовать принцип теплового воздействия тока для отключения цепи двигателя в случае перегрузки, которую двигатель не может выдержать, чтобы обеспечить защиту двигателя от перегрузки.(Каков принцип работы теплового реле?)

Схема принципа работы теплового реле

Когда тепловое реле используется для защиты двигателя от перегрузки, термоэлемент подключается последовательно с обмоткой статора двигателя , нормально замкнутый контакт теплового реле включен последовательно в цепь управления электромагнитной катушкой контактора переменного тока, а ручка регулировки тока установки регулируется так, чтобы шток переключения в елочку и шток толкателя находились на нужном расстоянии .

Когда двигатель работает нормально, термический элемент нагревается током термического элемента, то есть номинальным током двигателя. Биметаллический лист изгибается после нагрева, так что толкатель просто контактирует со штоком переключения передач в елочку, но не может толкать рычаг в елочку. В это время нормально замкнутый контакт находится в замкнутом состоянии, контактор переменного тока остается замкнутым, и двигатель работает нормально.

Если двигатель перегружен, ток в обмотке увеличивается, и ток в термоэлементе также увеличивается, температура биметаллического листа повышается, а степень изгиба увеличивается.Он толкает стержень переключения передач в елочку, который толкает нормально замкнутый контакт, так что контакт размыкается, что приводит к отключению цепи катушки контактора переменного тока, размыканию контактора и отключению питания двигателя, а двигатель защищен остановившись.

1 — Кулачок регулирования тока, 2 — Листовая пружина (2a, 2b), 3 — Кнопка ручного сброса, 4 — Дуговая пружина, 5 — Основной металлический лист, 6 — Наружная направляющая пластина, 7 — Внутренняя направляющая пластина, 8 — Нормально замкнутый статический контакт, 9 — Подвижный контакт, 10 — Рычаг, 11 — Нормально открытый статический контакт (регулировочный винт сброса), 12 — Компенсирующий биметаллический лист, 13 — Толкатель, 14 — Шатун, 15 — Нажимная пружина

Термический элемент

Тепловой элемент является сердцем теплового реле ：

1.В тепловом реле прямого нагрева используется биметаллический лист в качестве теплового элемента, позволяющего напрямую пропускать электрическую серу. Поскольку сам биметаллический лист имеет определенное сопротивление, он может выделять тепло, когда через него проходит ток. Поскольку биметаллический лист используется как в качестве чувствительного, так и в качестве нагревательного элемента, этот метод нагрева имеет характеристики простой конструкции, небольшого объема, экономии материала, небольшой постоянной времени нагрева и быстрого изменения температуры.

2.Косвенный нагрев — это выделение тепла через термоэлемент, который электрически не связан с биметаллическим листом. Термоэлементы имеют нитевидную форму или обвязаны биметаллическим листом. Поскольку тепло, выделяемое термоэлементом, передается биметаллическому листу через воздух, постоянная времени нагрева велика, а скорость, отражающая изменение температуры, относительно мала .

3. Комбинированный нагрев представляет собой комбинацию прямого и косвенного нагрева.Постоянная времени нагрева смеси находится между двумя вышеуказанными формами. Величину сопротивления можно легко отрегулировать путем параллельного или последовательного соединения различных сопротивлений, и он имеет преимущества прямого и косвенного нагрева, поэтому получил широкое распространение.

4. Нагреватель трансформатора тока в основном используется для теплового реле большой мощности и пускового теплового реле большой нагрузки.

Управляющий контакт и система действия

В настоящее время широко используемая конструкция теплового реле представляет собой подвижный контакт пружинного типа.Когда двигатель перегружен, нормально замкнутый контакт будет отключен. После остановки двигателя биметаллический лист теплового реле охладится и вернется в исходное состояние. Подвижный контакт нормально замкнутого контакта автоматически возвращается в исходное положение под действием пружины. Однако традиционная пружина подвижного контакта пружинного типа легко отпадает, в результате чего вспомогательный контакт не электризуется, в результате чего тепловое реле не может использоваться. Существующий более безопасный метод заключается в модернизации подвижного контакта пружинного типа до динамического контакта с листовой пружиной и установке контактного моста в контактный мост с листовой пружиной , чтобы вибрация подвижного контакта была больше, когда он контактирует с статический контакт.Из-за влияния инерции движения и столкновения контактный мост пружинного типа будет производить динамическую упругую деформацию. В разные динамические моменты исходный контактный мост с плоской листовой пружиной будет отличаться, а кривизна вызывает движение изгиба и растяжения, что дополнительно приводит в движение сферический подвижный контакт для создания фрикционного качения относительно статического контакта, что приводит к более полному повреждению сопротивления поверхностной мембраны, обеспечивает эффект контактной проводимости и повышает надежность оборудования.

Механизм сброса и защита от обрыва фазы

После того, как термоэлемент нагревается и изгибается, ток в главной цепи отключается путем нажатия пускового устройства, чтобы сработало тепловое реле. Биметаллический лист охлаждают, восстанавливая исходное состояние. Очевидно, на это нужно время. Существует два способа сброса теплового реле: ручной и автоматический. Ручной сброс обычно составляет не менее 5 минут, автоматический сброс — не более 10 минут.

Режим сброса можно выбрать с помощью кнопки сброса. В нормальном состоянии, когда кнопка сброса указывает на A (автоматический сброс), NC замкнут, а NO отключен; в состоянии отключения, когда кнопка сброса указывает на A, NC размыкается, а NO закрывается. После отключения и остановки двигателя подвижный контакт не может быть сброшен. Подвижный контакт можно сбросить только после нажатия кнопки сброса. В это время тепловое реле находится в состоянии ручного сброса. Если перегрузка двигателя является неисправностью, чтобы избежать легкого повторного запуска двигателя, тепловое реле должно перейти в режим ручного сброса.В состоянии ручного сброса принцип сброса такой же. Чтобы переключить тепловое реле из режима ручного сброса в режим автоматического сброса, просто поверните кнопку сброса в положение A (автоматический сброс).

Некоторые типы тепловых реле также имеют защиту от обрыва фазы. Структурная схема представлена ​​на рисунке ниже. Функция защиты от обрыва фазы теплового реле обеспечивается механизмом дифференциального усиления, состоящим из внутренних и внешних толкателей. Когда двигатель работает нормально, ток теплового элемента через тепловое реле нормальный, и как внутренний, так и внешний толкающие стержни перемещаются вперед в соответствующее положение; при обрыве фазы источника питания ток фазы равен нулю, а биметаллический лист фазы охлаждается и сбрасывается, что заставляет внутренний толкатель перемещаться вправо, а биметаллический лист двух других фаз увеличивает степень изгиба из-за увеличения тока, который заставляет внешний толкатель перемещаться влево Функция дифференциального усиления подталкивает нормально замкнутый контакт к размыканию через короткое время после обрыва фазы, так что контактор переменного тока размыкается и двигатель защищается при сбое питания.

Установка тока устройства и температурной компенсации

Установочный ток относится к максимальному току, который проходит через нагревательный элемент в течение длительного времени без срабатывания теплового реле. Когда ток, проходящий через нагревательный элемент, превышает 20% установленного значения тока, тепловое реле срабатывает в течение 20 минут. Установочный ток теплового реле можно изменить, установив ручку тока. При выборе и настройке теплового реле значение тока настройки должно соответствовать номинальному току двигателя.

Конструкция высокоточной установки тока реле тепловой перегрузки включает в себя опору (1), компенсирующее двойное золото (3), регулировочный винт (4) и установочный кулачок (5).

Реле тепловой перегрузки — это наиболее широко используемый электрический компонент для защиты двигателя. В процессе эксплуатации заказчику необходимо отрегулировать значение тока уставки теплового реле перегрузки в соответствии с фактическим рабочим состоянием двигателя. Если точность настройки теплового реле перегрузки невысока, это легко может вызвать аварийное отключение или перегрев двигателя.

Левый рычаг тяги переключения передач в елочку также изготовлен из биметаллического листа. При изменении температуры окружающей среды биметаллический лист в главной цепи будет в определенной степени деформироваться и изгибаться. В это время левый рычаг тяги переключения передач в елочку также будет деформироваться и изгибаться в том же направлении, чтобы сохранить расстояние между рычагом в форме елочки и толкателем в основном неизменным, чтобы обеспечить точность срабатывания теплового реле. Этот эффект называется температурной компенсацией.

Из рисунка ниже видно, как решить проблему низкой общей точности традиционной структуры путем компенсации двойного золота.

Отверстие для заклепки и резьбовое отверстие устанавливаются на компенсационном двойном металле. Отверстие для клепки совпадает с бобышкой для клепки, а отверстие с резьбой соединяется с резьбой регулировочного винта. На двойном компенсационном металлическом элементе отверстие для элемента, совмещенное с заклепочной втулкой, спроектировано таким образом, что компенсационный двойной металл и U-образные части склепываются и фиксируются.

Под действием опорной ступенчатой ​​плоскости и характеристик формования горячей клепкой компенсационный двойной золотой компонент обеспечивает точность позиционирования, тем самым повышая точность настройки тока, вызванную работой кулачка, и решает проблему точности настройки низкого тока традиционной конструкции .

Рекомендовать артикул:

Каков принцип и функция реле?

Как выбрать реле?

Каковы общие неисправности реле?

Реле перегрузки | Что такое защита от перегрузки?

Введение в двигатели

Электродвигатели являются неотъемлемой частью промышленного оборудования, игрушек, транспортных средств и электронных устройств.Они предназначены для преобразования электрической энергии в механическую. Эти устройства могут питаться от источников переменного или постоянного тока. Воздуходувки, вентиляторы, компрессоры, краны, экструдеры и дробилки — это несколько важных устройств, оснащенных электродвигателями.

Что такое асинхронный двигатель?

Асинхронный двигатель, также называемый синхронным двигателем, является одним из основных типов электродвигателей переменного тока, используемых в коммерческих и промышленных средах. Эти двигатели оснащены обмотками Armortisseur и работают по принципу электромагнитной индукции.Электромагнитное поле в роторе создается вращающимся полем статора. Короче говоря, мощность передается на обмотку ротора от статора через индукцию. Существует два основных типа асинхронных двигателей — однофазные асинхронные двигатели и трехфазные асинхронные двигатели.

Введение в трехфазные асинхронные двигатели

Это один из наиболее широко используемых типов электродвигателей; и является неотъемлемой частью почти 80% промышленных приложений.Его популярность обусловлена ​​прочной конструкцией, отличными рабочими характеристиками, регулировкой скорости и отсутствием коммутатора. Как и любой обычный асинхронный двигатель, этот двигатель также состоит из статора и ротора.

• Статор: Это неподвижный элемент асинхронного двигателя. Статор представляет собой небольшую цилиндрическую раму, на которой установлен цилиндрический сердечник ротора. Он имеет различные штамповки с пазами для размещения трехфазных обмоток. Обмотки статора разделены на 120 градусов.
• Ротор: Это вращающаяся часть двигателя. Ротор имеет многослойные цилиндрические пазы с медными или алюминиевыми проводниками, соединенными концами. Это вал двигателя.

Ротор трехфазного асинхронного двигателя классифицируется как ротор с фазной обмоткой или ротор с контактным кольцом и ротор с короткозамкнутым ротором. Среди этих двух ротор с короткозамкнутым ротором является одним из самых распространенных.

Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором

Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором известны как асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором.Они получили свое название, потому что ротор напоминает вращающуюся цилиндрическую «клетку», которую вы можете найти в клетке для домашней белки или хомяка. Эти двигатели доступны в размерах от долей лошадиных сил (л.с.) менее одного киловатта до 10 000 л.с. (десятки мегаватт). Такие факторы, как простота, прочная конструкция и постоянная скорость при различных размерах нагрузки, способствовали их популярности. Как и другие асинхронные двигатели, двигатель с короткозамкнутым ротором состоит из:

• Ротор: Это элемент цилиндрической формы, установленный на валу.Он содержит продольно организованные токопроводящие шины. Стержни изготовлены из меди или алюминия и вставлены в канавки, которые соединяются на концах, образуя структуру, подобную клетке. Ротор имеет многослойный сердечник, который помогает избежать потерь мощности из-за гистерезиса и вихревых токов. Провода ротора перекошены, что позволяет избежать зазубрин при запуске оборудования. Кроме того, этот перекос обеспечивает улучшенный коэффициент трансформации между ротором и статором.
• Статор: Состоит из трехфазной обмотки вдоль сердечника.Статор помещен в металлический корпус. Обмотки в статоре организованы так, что они расположены на расстоянии 120 градусов друг от друга в пространстве, и установлены на многослойном железном сердечнике. Этот железный сердечник обеспечивает путь сопротивления для потока, создаваемого токами переменного тока.

Что такое защита от перегрузки?

Когда двигатель потребляет избыточный ток, это называется перегрузкой. Это может вызвать перегрев двигателя и повредить обмотки двигателя. В связи с этим важно защитить двигатель, параллельную цепь двигателя и компоненты параллельной цепи двигателя от условий перегрузки.Реле перегрузки защищают двигатель, параллельную цепь двигателя и компоненты параллельной цепи двигателя от чрезмерного нагрева в условиях перегрузки. Реле перегрузки являются частью пускателя двигателя (блок контактора плюс реле перегрузки). Они защищают двигатель, контролируя ток, протекающий в цепи. Если ток поднимается выше определенного предела в течение определенного периода времени, реле перегрузки срабатывает, приводя в действие вспомогательный контакт, который прерывает цепь управления двигателем, обесточивая контактор.Это приводит к отключению питания двигателя. Без питания двигатель и его компоненты цепи не перегреваются и не выходят из строя. Реле перегрузки можно сбросить вручную, а некоторые реле перегрузки автоматически сбрасываются через определенный период времени. После этого мотор можно перезапустить.

Как работает реле перегрузки

Реле перегрузки подключено последовательно с двигателем, поэтому ток, который течет к двигателю во время работы двигателя, также проходит через реле перегрузки.Он сработает на определенном уровне, когда через него протекает избыточный ток. Это приводит к размыканию цепи между двигателем и источником питания. Реле перегрузки можно сбросить вручную или автоматически по истечении заданного времени. Двигатель можно перезапустить после выявления и устранения причины перегрузки.

Типы реле перегрузки

Биметаллическое реле перегрузки

Многие реле перегрузки содержат биметаллические элементы или биметаллические полосы, также называемые нагревательными элементами.Биметаллические полоски изготовлены из двух типов металлов: один с низким коэффициентом расширения, а другой — с высоким коэффициентом расширения. Эти биметаллические полосы нагреваются за счет намотки на биметаллическую полосу, по которой проходит ток. Обе металлические полоски расширятся из-за тепла. Однако металл с высоким коэффициентом расширения будет расширяться больше по сравнению с металлом с низким коэффициентом расширения. Такое разное расширение биметаллических полос приводит к изгибу биметалла по направлению к металлу с низким коэффициентом расширения.Когда полоса изгибается, она приводит в действие механизм вспомогательных контактов и вызывает размыкание нормально замкнутого контакта реле перегрузки. В результате цепь катушки контактора прерывается. Количество выделяемого тепла можно рассчитать по закону нагрева Джоуля. Он выражается как H ∝ I2Rt.

• I — ток перегрузки, протекающий через обмотку вокруг биметаллической ленты реле перегрузки.
• R — электрическое сопротивление обмотки биметаллической ленты.
• t — период времени, в течение которого ток I протекает через обмотку вокруг биметаллической ленты.

Приведенное выше уравнение определяет, что тепло, выделяемое обмоткой, будет прямо пропорционально периоду времени прохождения максимального тока через обмотку. Другими словами, чем ниже ток, тем больше времени потребуется реле перегрузки для срабатывания, и чем выше ток, тем быстрее сработает реле перегрузки, фактически оно сработает намного быстрее, потому что срабатывание реле является функцией текущий квадрат.

Биметаллические реле перегрузки часто используются, когда требуется автоматический сброс цепи, и происходит потому, что биметалл остыл и вернулся в исходное состояние (форму). Как только это произойдет, двигатель можно будет перезапустить. Если причина перегрузки не устранена, реле снова сработает и сбрасывается с заданными интервалами. При выборе реле перегрузки важно соблюдать осторожность, поскольку повторное отключение и сброс могут сократить механический срок службы реле и вызвать повреждение двигателя.

Во многих случаях двигатель устанавливается в месте с постоянной температурой окружающей среды, а реле перегрузки и пускатель двигателя могут быть установлены в другом месте, где температура окружающей среды отличается. В таких приложениях точка срабатывания реле перегрузки может варьироваться в зависимости от нескольких факторов. Ток, протекающий через двигатель, и температура окружающего воздуха являются двумя факторами, которые могут вызвать преждевременное отключение. В таких случаях используются биметаллические реле перегрузки с компенсацией внешней среды.Реле этого типа имеют два типа биметаллических полос: компенсированная биметаллическая полоса и первичная нескомпенсированная биметаллическая полоса. При температуре окружающей среды обе эти полоски изгибаются одинаково, предотвращая ложное срабатывание реле перегрузки. Однако первичная биметаллическая полоса — единственная полоса, на которую влияет ток, протекающий через нагревательный элемент и двигатель. В случае перегрузки расцепитель будет задействован основной биметаллической полосой.

Реле перегрузки эвтектики

Реле перегрузки этого типа состоит из обмотки нагревателя, механического механизма для активации механизма отключения и эвтектического сплава.Эвтектический сплав — это комбинация двух или более материалов, которые затвердевают или плавятся при определенной известной температуре.

В реле перегрузки эвтектический сплав содержится в трубке, которая часто используется вместе с подпружиненным храповым колесом для активации отключающего механизма во время операций по перегрузке. Ток двигателя проходит через небольшую обмотку нагревателя. Во время перегрузки трубка из эвтектического сплава нагревается обмоткой нагревателя. Сплав плавится под действием тепла, освобождая храповое колесо и позволяя ему вращаться.Это действие инициирует размыкание замкнутых вспомогательных контактов в реле перегрузки.

Реле перегрузки Eutectic можно сбросить вручную только после срабатывания. Этот сброс обычно выполняется с помощью кнопки сброса, которая расположена на крышке реле. Нагреватель, установленный на реле, выбирается исходя из тока полной нагрузки двигателя.

Твердотельное реле перегрузки

Эти реле обычно называют электронными реле перегрузки.В отличие от биметаллических и эвтектических реле перегрузки, эти электронные реле перегрузки измеряют ток электронным способом. Хотя они доступны в различных исполнениях, они имеют общие особенности и преимущества. Безнагревная конструкция — одно из главных преимуществ этих реле. Такая конструкция помогает снизить затраты и усилия по установке. Кроме того, конструкция без обогревателя нечувствительна к изменению температуры окружающей среды, что помогает свести к минимуму ложные срабатывания. Эти реле также обеспечивают защиту от потери фазы — более эффективно, чем реле перегрузки из биметаллических или эвтектических сплавов.Эти реле могут легко обнаружить обрыв фазы и задействовать вспомогательный контакт для размыкания цепи управления двигателем. Твердотельные реле перегрузки позволяют легко регулировать время срабатывания и уставки.

Срабатывание реле перегрузки

Время срабатывания реле перегрузки будет уменьшаться при увеличении тока. Эта функция нанесена на график обратной зависимости времени ниже и называется классом отключения. Класс отключения также указывает время, необходимое реле для размыкания в состоянии перегрузки.

Классы отключения 5, 10, 20 и 30 являются общими. Эти классы предполагают, что реле перегрузки сработает через 5, 10, 20 и 30 секунд. Это отключение обычно происходит, когда двигатель работает на 720% от своей полной нагрузки. Класс отключения 5 подходит для двигателей, требующих быстрого отключения, тогда как класс 10 обычно предпочтительнее для двигателей с низкой тепловой мощностью, таких как погружные насосы. Классы 10 и 20 используются для приложений общего назначения, тогда как класс 30 используется для нагрузок с высокой инерцией. Реле класса 30 помогают избежать ложных срабатываний.

Мы надеемся, что эта короткая статья дала вам хорошее базовое представление о реле перегрузки. Поищите другие информационные документы от c3controls на c3controls.com/blog.

Отказ от ответственности:
Содержимое, представленное в этом техническом документе, предназначено исключительно для общих информационных целей и предоставляется при том понимании, что авторы и издатели не участвуют в предоставлении технических или других профессиональных консультаций или услуг. Инженерная практика определяется обстоятельствами конкретного объекта, уникальными для каждого проекта.Следовательно, любое использование этой информации должно осуществляться только после консультации с квалифицированным и лицензированным специалистом, который может принять во внимание все соответствующие факторы и желаемые результаты. Информация в этом техническом документе была размещена с разумной тщательностью и вниманием. Однако возможно, что некоторая информация в этих официальных документах является неполной, неверной или неприменимой к определенным обстоятельствам или условиям. Мы не несем ответственности за прямые или косвенные убытки, возникшие в результате использования информации, содержащейся в этом техническом документе, или действий на ее основе.

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 сделать двигатель отказоустойчивым.

Реле перегрузки

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

Изображение: реле перегрузки

Определение из реле перегрузки

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

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

Что такое перегрузка?

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

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

Принцип операция

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

Они всегда работают в сочетании с контакторами. Когда биметаллические ленты 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 сработает. Следовательно, тепловые реле перегрузки называются реле , зависящими от тока и с обратной выдержкой времени.

A = Биметаллические ленты с косвенным нагревом
B = Шток выключателя
C = Рычаг выключения
D = Контактный рычаг
E = Биметаллическая планка компенсации
Авторы и права: Rockwell

Виды перегрузки реле

Реле перегрузки можно классифицировать следующим образом:

1. Биметаллические тепловые реле перегрузки
2. Электронные реле перегрузки

Принцип работы , 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 плотном контакте с проводником с током внутри OLR. Чрезмерный ток, протекающий к двигателю, нагревает проводник и, следовательно, биметаллическую полосу.Проводник должен быть изолирован, чтобы ток через ленту не протекал.

Работа электронного реле перегрузки

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

Основным преимуществом электронного OLR перед тепловым OLR является то, что отсутствие биметаллической полосы 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, есть еще несколько частей в реле перегрузки об этом нужно упомянуть.

Терминал

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

Настройка диапазона ампер

Поворотная ручка присутствует над реле перегрузки. 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 срабатывания.

Кнопка сброса

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

Выбор ручного / автоматического сброса

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

Вспомогательный контакт

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

Тестовая кнопка

Используя кнопку тестирования, можно проверить проводку управления.

Обозначение 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.

Предоставлено: Шнайдер.

Как пользоваться реле перегрузки в цепи?

Они всегда используются в комбинации 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 фазы на входе
3. Асимметрия фаз.

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

Как реле перегрузки защищает от обрыва фазы?

Во время нормальной работы ток, протекающий через каждый полюс реле перегрузки к двигателю, остается неизменным. Если какая-либо фаза прерывается, ток в двух других фазах возрастает до 1.73 раза больше нормального значения. Следовательно, реле перегрузки нагревается и срабатывает. Обрыв фазы также известен как 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, потери фазы и дисбаланса фаз, но не от короткого замыкания.

Сводка

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

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

Основы выбора реле перегрузки

Когда дело доходит до производства, двигатели заставляют мир вращаться. Это делает правильную защиту двигателя критически важной. Введите реле перегрузки. Реле перегрузки защищают двигатель, считывая ток, идущий к двигателю. Во многих из них используются небольшие нагреватели, часто биметаллические элементы, которые изгибаются при нагревании током, подаваемым в двигатель.

Когда ток слишком велик в течение слишком длительного времени, нагреватели размыкают контакты реле, проводя ток к катушке контактора. Когда контакты размыкаются, катушка контактора обесточивается, что приводит к отключению основного питания двигателя. Эти контакты не влияют на управляющую мощность (которая часто составляет 120 В), поэтому не предполагайте отсутствие потенциально смертельного тока без надлежащей блокировки / маркировки.

Типы реле. Реле перегрузки и их нагреватели относятся к одному из трех классов, в зависимости от времени, которое требуется им для реакции на перегрузку в двигателе.Само реле перегрузки будет иметь маркировку, указывающую, к какому классу оно принадлежит. К ним относятся классы 10, 20 и 30. Номер класса указывает время ответа (в секундах). Немаркированное реле перегрузки всегда относится к классу 20. Типичные реле перегрузки с номиналом NEMA относятся к классу 20, но вы можете настроить многие из них примерно на 15% выше или ниже их нормального тока срабатывания. Реле IEC обычно относятся к классу 10, и вы можете настроить их на 50% выше их нормального тока срабатывания.

При замене нагревателей перегрузки всегда заменяйте весь комплект.Почему? Потому что есть некоторые повреждения оставшихся двух обогревателей, и вы можете закончить игру с музыкальными стульями, поскольку они по очереди выходят из строя преждевременно.

Выбор нагревателя. Выбор несложен, если вы можете использовать тот же бренд и размер. Однако, это не всегда возможно. Если вам необходимо выбрать другой обогреватель, обратитесь к таблицам выбора производителя. Ваш выбор будет зависеть от максимальной силы тока нагрузки (FLA) двигателя и используемого пускателя двигателя.

Например, предположим, что вам нужно выбрать замену перегрузки для 100-сильного двигателя с током 162A при полной нагрузке. Допустим, у вас есть контроллер NEMA Size 5. Мы будем использовать выдержку из действительного каталога таблиц производителя (см. Таблицу выше). В этом примере показано, как взаимодействуют критерии выбора. Индексы и таблицы всех производителей просты в использовании, но давайте проведем пробный запуск с этим примером.

Чтобы сделать правильный выбор от этого производителя, начните с номера бюллетеня (левый столбец).Это приведет вас к нужной таблице (правый столбец). В этом случае в указателе указано использовать таблицу номер 147 для 506 серии A. В таблице производителя 147 вы должны найти FLA двигателя в столбце для контроллеров NEMA Size 5. Если FLA вашего двигателя не совсем соответствует FLA таблицы, просто выберите ближайший нагревательный элемент: в данном случае W38. Это предполагает, что ваш двигатель и контроллер работают при одинаковой температуре. Если существует небольшая разница температур (менее 15 градусов по Фаренгейту) между двигателем и контроллером, выберите нагреватель на основе контроллера.Выберите большее число нагревателя, если контроллер теплее двигателя. Выберите меньшее количество нагревателей, если контроллер холоднее двигателя. Если существует значительная разница температур (15 градусов по Фаренгейту или более) между двигателем и контроллером, проконсультируйтесь с производителем или поставщиком. Надежная защита двигателя от перегрузки потребует дополнительных корректировок в процессе выбора.

Примечание редактора: не путайте защиту двигателя от перегрузки с защитой выключателя, потому что они служат двум разным целям.Ваша защита двигателя от перегрузки отключит питание двигателя, чтобы защитить только двигатель. Ваш автоматический выключатель откроется, чтобы защитить распределение мощности к двигателю. Вы должны делать и то, и другое, и ни одно устройство не выполняет и то и другое. Вы должны выбрать такую ​​защиту цепи, чтобы защитить фидеры, и согласовать защиту фидера двигателя со схемой выключателя на входе. —M.L.L.

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 составляет

Где, I — это максимальный ток, протекающий через нагревательную катушку теплового реле.
R — электрическое сопротивление нагревательной катушки, t — время, в течение которого ток I течет через нагревательную катушку.Следовательно, из приведенного выше уравнения ясно, что теплогенератор у катушки прямо пропорционален времени, в течение которого через катушку протекает сверхток. Следовательно, существует длительная задержка срабатывания теплового реле.

Вот почему этот тип реле обычно используется там, где допускается перегрузка в течение заданного периода времени, прежде чем оно сработает. 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.

Как защитить контакты реле

13 августа, 2019 · Как защитить свою цифровую жизнь от хакеров и преступников, когда вы путешествуете этим летом; Хотите еще таких советов? NBC News BETTER одержимы поиском более простых, здоровых и разумных способов жизни. Universal Relay 3D Explorer Этот интерактивный 3D-обозреватель продуктов и инструмент для презентаций в реальном времени включает в себя Universal Relay, современную платформу защиты и управления.Этот инструмент взаимодействия с клиентами демонстрирует ключ d

21 августа 2020 г. · Релейная защита для трансформаторов больших размеров обычно включает реле внезапного давления, дифференциальные реле, реле максимального тока или направленные фазовые реле, а также реле максимального тока заземления. См. Рисунок 2 ниже. Многие сотрудники службы поддержки Relay UK часто рассматривают реле внезапного давления в контакте 999 … Узнайте о защите данных и о том, как общаться с глухими или слабовидящими клиентами и сотрудниками. Как использовать Relay UK для бизнеса.

Купите Siemens Термисторное реле защиты двигателя Контрольное реле с SPDT-контактами 3RN1010-1CB00 или другие контрольные реле онлайн от RS для доставки на следующий день по вашему заказу плюс отличный сервис и отличная цена от самых крупных электронных компонентов Реле защиты контактов используется для устранения Эта проблема значительно увеличивает коммутационную способность и срок службы герконов. С другой стороны, модели KOBOLD MSR-010 и MSR-020 имеют временную реакцию.

Alinto Protect.Интеллектуальный защищенный ретранслятор электронной почты. Работайте безопасно с Alinto Protect, почтовым ретранслятором, который защищает вас от интернет-рисков, обеспечивая постоянный доступ к вашим электронным письмам. Совместим с Alinto, Office 365, GApps или любым другим провайдером электронной почты. Итак, вы находитесь в своей любимой кофейне и подключились к бесплатному Wi-Fi со своим планшетом, чтобы проверить свои социальные сети, прочитать последние новости и, возможно, быстро взглянуть на свой банковский баланс, пока вы наслаждаетесь латте.

Конструкция защитной системы должна включать резервную защиту для обеспечения возможности отказов и периодического обслуживания отключающих устройств, датчиков и реле защиты.Резервная защита может быть удаленной или локальной или может представлять собой комбинацию обеих схем переключателей и реле. Подавление дуги При размыкании переключателя / реле на контактах может возникнуть дуга, которая со временем может разрушить контакты.