принцип работы, конструкция, обозначение на схеме

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

Конструкция

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

Рис. 1. Конструкция теплового реле

Как видите, в состав механизма входят:

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

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

Принцип работы

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

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

Рис. 2. Принцип действия температурного реле

Как видите, подключенное в цепь электродвигателя тепловое реле пропускает основную нагрузку электрической машины через токоведущие шины. Если смоделировать ситуацию перегрузки, когда через них потечет ток в несколько раз превышающий номинальный, то шины начнут нагреваться и избыток тепла перейдет на биметаллическую пластину, подключенную к каждой из фаз электродвигателя. При достижении температуры уставки биметаллическая пластина изогнется и приведет в движение один из толкателей. Толкатель, в свою очередь, сместит рычаг защелки на несколько миллиметров, что отпустит пружинный механизм и даст ход штанге расцепителя.

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

Обозначение на схеме

При чтении схем важно ориентироваться в обозначении всех устройств, изображенных на них. Это позволяет обеспечивать точное подключение с соблюдением основных параметров работы электроустановки, селективности срабатывания защит и поддерживать нормальный режим электроснабжения. Изображение теплового реле на схемах определяется положениями двух нормативных документов. В соответствии с таблицей 3 ГОСТ 2.755-87 контакты данного вида оборудования изображаются следующим образом (рисунок 3):

Рис. 3. Изображение контакта термореле

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

Рис. 4. Воспринимающая часть электротеплового реле

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

Виды

Современное разнообразие тепловых реле охватывает довольно широкий ассортимент. Поэтому деление на виды производиться в соответствии с установленными критериями на основании п. 1.1. ГОСТ 16308-84. Так, по роду тока рабочей цепи все устройства подразделяются на две большие группы: реле переменного и постоянного тока. В зависимости от количества рабочих полюсов встречаются:

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

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

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

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

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

Назначение

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

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

Технические характеристики

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

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

Схемы подключения

Подключение вышеперечисленных моделей тепловых реле может производиться по нескольким схемам, отличающихся в зависимости от конкретного типа оборудования. Рассмотрим наиболее актуальные из них.

Рис. 5. Схема включения теплового реле

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

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

Рис. 6. Схема включения двухполюсного реле

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

Рис. 7. Схема трансформаторного включения

Критерии выбора

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

I_сраб = 1,2*I_ном

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

Рис. 8. Время-токовая характеристика

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

Использованная литература

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

принцип работы, устройство, как выбрать

Во время эксплуатации энергетического оборудования на него постоянно воздействуют токовые перегрузки, снижающие долговечность. Защитой в таких ситуациях служит тепловое реле для электродвигателя, отключающее электроснабжение при возникновении нестандартных обстоятельств.

Предлагаем разобраться в конструкции, принципе работы, видах и нюансах подключения защитного устройств. Кроме того, мы расскажем, какие параметры и характеристики стоит учитывать пи выборе теплового реле.

Содержание статьи:

• Конструктивное исполнение тепловых реле
• Принцип работы приспособления
• Как подключить тепловое реле
• Нюансы при установке прибора
• Существующие типы устройств
• Как выбрать тепловое реле
  • Базовые характеристики приспособлений
  • Выбор устройства по правилам
• Выводы и полезное видео по теме

Конструктивное исполнение тепловых реле

Тепловые реле всех видов имеют аналогичное устройство. Наиболее важный элемент любого из них — чувствительная биметаллическая пластина.

Значение тока срабатывания находится под влиянием температурных показателей среды, в которой работает реле. Рост температуры уменьшает время срабатывания.

Чтобы это влияние свести к минимуму, разработчики устройств выбирают как можно большую температуру биметалла. С этой же целью некоторые реле снабжают дополнительной компенсационной пластиной.

Состоит прибор из корпуса, нихромового нагревателя, биметаллической пластины, защелки, винта, рычага, подвижного контакта и кнопки возврата (+)

Если в конструкцию реле включены нихромовые нагреватели, подключение их осуществляют по параллельной, последовательной или параллельно-последовательной схеме с пластиной.

Значение тока в биметалле регулируют при помощи шунтов. Все детали вмонтированы в корпус. Биметаллический элемент U-образной формы зафиксирован на оси.

Цилиндрическая пружина упирается в один конец пластины. Другим концом она базируется на уравновешенной изоляционной колодке. Совершает повороты вокруг оси и является опорой для контактного мостика, оснащенного контактами из серебра.

Для координации тока уставки биметаллическая пластина своим левым концом соединена с ее механизмом. Регулировка происходит за счет влияния на первичную деформацию пластины.

Если величина токов перегрузки становится равной или большей чем уставки, изоляционная колодка поворачивается под воздействием пластины. Во время ее опрокидывания происходит отключение размыкающего контакта устройства.

Тепловое реле ТРТ в разрезе. Здесь основными элементами являются: корпус (1), механизм уставки (2), кнопка (3), ось (4), контакты серебряные (5), контактный мостик (6), изоляционная колодка (7), пружина (8), пластина биметаллическая (9), ось (10)

Автоматически реле делает возврат в первоначальное положение. Процесс самовозврата занимает не более 3 минут с момента включения защиты. Возможен и ручной возврат, для этого предусмотрена специальная клавиша Reset.

При ее использовании прибор занимает исходное положение за 1 минуту. Чтобы задействовать кнопку, ее проворачивают против часовой стрелки до момента, когда она поднимется над корпусом. Ток установки обычно указан на щитке.

Принцип работы приспособления

Выполняя защитную функцию,  разъединяет силовые питающие цепи. Тепловое реле отличается от него тем, что при превышении нагрузки просто выдает управляющий сигнал. При такой защите токи небольшой величины коммутируются в одной цепи управления.

В схеме перед термореле находится . Когда цепи размыкаются в аварийном порядке, отпадает надобность в дублировании работы контактора. Следовательно, не расходуется материал для изготовления силовых контактных групп.

Наиболее популярными являются приборы, оснащенные биметаллическими пластинами. Собственно пластина состоит из двух аналогичных элементов.

Один из них обладает значительным температурным коэффициентом, а другой — несколько меньшим. Эти две составляющие плотно прилегают друг к другу.

Так как составные части биметаллической пластины выполнены из пары разнородных металлов, имеющих неодинаковые коэффициенты расширения, нагрев заставляет ее изгибаться и взаимодействовать с контактами

Обеспечивается такое жесткое скрепление путем сваривания или прокаткой в горячем виде. За счет того, что пластина закреплена неподвижно, при нагреве наблюдается ее изгиб в сторону элемента с меньшим температурным коэффициентом. Этот принцип взят за основу при создании .

При их производстве применяют хромоникелевую сталь и немагнитную, обладающие большим значением температурного коэффициента. Как материал с малым значением этого параметра используют инвар — соединение никеля с железом.

По такой схеме функционирует тепловое реле. Незакрепленный конец биметаллической пластины при ее прогибе воздействует на контакты термореле (+)

Пластину из биметалла прогревают токи нагрузки. Протекают они чаще всего по специальному нагревателю. Существует и комбинированный нагрев, при котором, кроме тепла, отдаваемого нагревателем, биметалл прогревает еще и ток, проходящий через него.

Как подключить тепловое реле

Замкнутый контакт (normal connected), при помощи которого производят подключение теплового модуля к магнитному пускателю, обозначают NC или НЗ, что расшифровывается, как нормально замкнутый. Буквенным сочетанием NO обозначают нормально разомкнутый контакт.

В несложной схеме он применяется для подачи сигнала, свидетельствующего о срабатывании защиты двигателя из-за превышения пороговой температуры.

При внедрении в сложные схемы управления он способен формировать в аварийном порядке сигнал выведения из рабочего состояния конвейера.

Тепловое реле размещают за контакторами, но перед электродвигателем. Подсоединение контакта normal connectde к кнопке «Стоп» на пульте управления осуществляют по последовательной схеме (+)

Обозначение клемм контакторов диктует ГОСТ: нормально замкнутый — 95-96, нормально разомкнутый — 97-98. К первой паре подключают пускатель, вторую используют для схем сигнализации. Так как двигатель и тепловое реле нужно защищать от КЗ, цепь должна содержать автомат защиты.

Схема прибора включает кнопки «Тест» и «Стоп» или «Сброс». С помощью первой проверяют работоспособность, а второй — отключают защиту вручную.

При помощи переключателя поворотного взвода после включения защиты вновь запускают электродвигатель. На стеклянную крышку изделия наносят маркировку и пломбируют.

Если исходить из типа подключения, можно выделить две большие группы термореле:

• первая группа — устройства, монтируемые за магнитным пускателем и те, что подключаются с использованием перемычек;
• вторая группа — приборы, устанавливаемые на контактор пускателя непосредственно.

В последнем случае при запуске основная нагрузка приходится на контактор. Здесь тепловой модуль оснащен медными контактами, подключенными к входам пускателя непосредственно.

Схема теплового реле. На нее нанесены обозначения управляющих элементов и выводов. У разных моделей эти обозначения могут отличаться (+)

К ТР подключают провода от двигателя. Само реле в такой схеме представляет промежуточный узел, анализирующий ток, протекающий транзитом к двигателю от магнитного пускателя.

Нюансы при установке прибора

На скорость срабатывания теплового модуля могут повлиять не только токовые перегрузки, но и показатели внешней температуры. Защита сработает даже в условиях отсутствия перегрузок.

Бывает и так, что под воздействием принудительной вентиляции двигатель подвержен тепловой перегрузке, но защита не срабатывает.

Чтобы избежать таких явлений, нужно следовать рекомендациям специалистов:

1. При выборе реле ориентироваться на максимально допустимую температуру срабатывания.
2. Защиту монтировать в одном помещении с защищаемым объектом.
3. Для установки выбирать места, где нет источников тепла или вентиляционных устройств.
4. Нужно настраивать тепловой модуль, ориентируясь на реальную температуру окружения.
5. Лучший вариант — наличие в конструкции реле встроенной термокомпенсации.

Дополнительной опцией термореле является защита при обрыве фазы или полностью питающей сети. Для трехфазных моторов этот момент особо актуален.

Ток в тепловом реле движется последовательно через его нагревательный модуль и дальше к двигателю . С обмоткой пускателя прибор соединяют дополнительные контакты (+)

При неполадках в одной фазе две остальные принимают на себя ток большей величины. В результате быстро происходит перегрев, а далее — отключение. При неэффективной работе реле может выйти из строя и двигатель, и проводка.

Существующие типы устройств

Класс тепловых реле включает несколько видов: ТРН,РТЛ, ТРП, РТИ, РТТ. Применение каждого обусловлено особенностями конструкции.

Токовое реле двухфазное (ТРН), используют в основном для электрозащиты двигателей асинхронных, имеющих короткозамкнутый ротор. Как правило, они работают от сети с номиналом до 500 В, частотой 50 Гц.

Оснащено реле ручным механизмом управления контактами. Габариты ТРН дают возможность встраивать их в комплектные устройства как закрытого, так и открытого типа станций, координирующих работу приводов. Функцию защиты от КЗ они не выполняют и сами нуждаются в ней.

Реле ТРП имеют механизм, устойчивый к вибрациям, ударопрочный корпус. Разработаны для охраны асинхронных трехфазных двигателей, функционирующих в условиях больших механических нагрузок.

Рассчитаны они на максимальный ток 600 А и напряжение максимум 500 В, а в цепях с постоянным током — 440 В. Автоматика нечувствительна к внешней температуре и срабатывает тогда, когда показатель превышает 200°C.

Устройства РТЛ — трехфазные, кроме защиты двигателя от перегрузок, предохраняют от заклинивания ротор. Они страхуют его от поломок в случае перекоса фаз, при затяжном пуске.

Работают автономно с клеммниками КРЛ и в модификации с магнитным пускателем ПМЛ. Токовый рабочий промежуток — от 0,10 до 86 А.

Контактор в паре с тепловым реле. Когда устройство срабатывает, нормально замкнутый и нормально разомкнутый контакт синхронно меняют свое положение

РТТ — приспособление защищает асинхронные двигатели от токовых бросков, перекоса фаз, заклинивания и других нештатных ситуаций. Используется и как самостоятельный прибор, и в виде встройки в пускатели ПМА, ПМЕ.

Изделие трехфазное РТИ наделено теми же функциями, что и предыдущее, но используется в модификации с пускателями КТМ и КМИ.

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.

Контактор в паре с тепловым реле. Когда устройство срабатывает, нормально замкнутый и нормально разомкнутый контакт синхронно меняют свое положение (+)

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.

Время-токовые характеристики ТР и защищаемого двигателя. При токах КЗ нагревательные элементы реле становятся термически неустойчивыми (+)

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.

В таблице приведены технические характеристики термореле типа РТЛ. По ней можно подобрать защитное устройство с необходимыми параметрами по мощности двигателя (+)

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.

При срабатывании защиты сначала устраняют первопричину остановки, а затем возвращают «теплушку» в исходное состояние при помощи клавиши возврата

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.

Выводы и полезное видео по теме

Схема эффективной защиты двигателя:

Составные части теплового реле:

Принцип взаимодействия различных приборов в разных вариантах подключения теплового реле одинаков. Для лучшей ориентации в схемах надо уметь «читать» маркировку устройств. В идеале все работы по подключению должен выполнять мастер, имеющий допуск к работе в условиях высокого напряжения.

Есть, что дополнить, или возникли вопросы по выбору и применению теплового реле? Можете оставлять комментарии к публикации, участвовать в обсуждениях и делиться собственным опытом использования устройств. Форма для связи находится в нижнем блоке.

Руководство по принципу работы теплового реле перегрузки

Содержание

Тепловое реле перегрузки представляет собой защитное устройство, используемое в цепях ручного управления. Защита от тепловой перегрузки использует электродвигатель для управления его перегревом при коротком замыкании путем отключения контура нагрева при повышении температуры выше установленного значения. Этот тип теплового реле перегрузки будет использоваться, если существует вероятность короткого замыкания или продолжительных высокотемпературных условий в месте, где оно установлено.

Тепловое реле перегрузки имеет два контакта, один нормально разомкнутый, а другой нормально замкнутый, которые образуют простую электрическую цепь, когда они встречаются вместе для эффективного выполнения своих функций. В этой статье мы обсудим руководство по принципу работы теплового реле перегрузки.

Что такое реле перегрузки?

Реле перегрузки — это защитное устройство, которое защищает цепь от повреждений, вызванных мощными нагрузками. Реле размыкается, если нагрузка превышает определенную величину, защищая цепь от разрушения.

Простейшая версия реле перегрузки представляет собой однополюсный однопозиционный переключатель (SPST). Этот тип реле имеет только одно положение или положение, которое можно установить, и оно реагирует на одноступенчатый входной сигнал от нагрузки или источника.

Чтобы использовать реле, вы должны сначала знать, какой тип цепи вы защищаете. Например, если у вас есть электрическая плита, будет гораздо безопаснее использовать реле, чем второй выключатель рядом с тем местом, где шнур плиты присоединяется к шнуру питания.

Предположим, у вас есть электрическая розетка, через которую проходит несколько цепей. В этом случае вы также можете использовать устройства защиты от перегрузки по току, такие как плавкие предохранители или затворы, чтобы защитить отдельные цепи от повреждений, вызванных их перегрузкой слишком большим током от других цепей, вступающих в контакт с ними одновременно.

Какова функция теплового реле перегрузки?

Тепловое реле перегрузки — это реле, предназначенное для защиты электрических систем от перегрева. Он не отключает питание цепи, а вместо этого определяет, когда ток достигает достаточно высокого уровня, и размыкается, позволяя двигателю продолжать работать.

Тепловые реле перегрузки защищают двигатели, трансформаторы и другие электрические устройства от перегрева. Эти реле часто устанавливаются в точках, где есть электрическая цепь с несколькими устройствами на ней. Если одно из этих устройств перегреется, оно может повредить себя или другие части этой цепи. Тепловое реле перегрузки имеет три основные функции:

• Оно определяет накопление тепла в двигателях и других электрических устройствах в цепи и активирует сигнал тревоги, если достигается заданный уровень температуры.
• Он действует как переключатель, который пропускает электричество из одной части цепи и предотвращает его прохождение через другую часть. Это предотвращает повреждение, вызванное перегревом или перегрузкой, от повреждения любых других компонентов системы.
• Защищает от колебаний напряжения, вызванных ударами молнии и перебоями в подаче электроэнергии, которые могут привести к повреждению чувствительного электрооборудования в вашем доме или здании.

Различные типы реле

Тепловые реле перегрузки обычно используются во время опасных и катастрофических скачков напряжения. Если человек или устройство потребляют слишком много выходной мощности, это может привести к неисправности. Тепловые реле перегрузки могут спасти ваши устройства и гарантировать, что системы не перестанут работать. Вот несколько различных типов реле:

Биметаллические тепловые реле

Биметаллические тепловые реле — это электронные реле, в конструкции которых используются два разнородных металла. Эти два металла обычно изготавливаются из никеля и железа или стали, но в зависимости от применения могут использоваться и другие материалы.

Биметаллические тепловые реле имеют много преимуществ по сравнению с другими типами тепловых реле. Одним из преимуществ является то, что биметаллические тепловые реле могут выдерживать более высокие температуры, чем тепловые реле, что делает их идеальными для передачи большой мощности или высокотемпературных источников тепла. Еще одним преимуществом биметаллических тепловых реле является то, что они требуют меньше обслуживания, чем стандартные тепловые реле, поскольку они более долговечны, чем обычные типы. Это упрощает отслеживание вашего биметаллического реле и гарантирует, что оно не будет повреждено или преждевременно изношено из-за неправильного или неправильного использования пользователем.

Твердотельные реле

Твердотельные реле — это твердотельные устройства, в которых в качестве переключателя используется полупроводниковый материал. Тиристор — наиболее распространенное твердотельное реле, трехполюсное устройство без внутреннего сопротивления и движущихся частей. Другими типами твердотельных реле являются симисторы, которые имеют три контакта, но только одну катушку, и SCR, или кремниевый выпрямитель, который также имеет три контакта с двумя катушками. Они используются в приложениях, где важны скорость и надежность.

Твердотельные накопители имеют много преимуществ перед традиционными аналогами. Для их работы требуется меньше энергии, потому что им не нужна механическая энергия, чтобы сделать их проводящими, и ими можно управлять более точно, чем механическими переключателями. Однако использование твердотельных реле вместо механических имеет некоторые недостатки:

• Они дороже механических реле.
• Имеют меньшую надежность из-за отсутствия движущихся частей.
• Они могут одновременно обрабатывать лишь небольшое количество тока (в отличие от механических реле).

Реле контроля температуры

Реле контроля температуры используются для контроля температуры в системе. Эти релейные блоки могут контролировать температуру любого электроприбора, включая системы кондиционирования и отопления.

Реле контроля температуры имеет два выхода, которые можно подключить к двум отдельным цепям. Второй выход будет управлять схемой, получающей питание от первого выхода.

Количество энергии, которую реле контроля температуры отправляет в цепь, определяется его характеристиками и током, который оно может выдержать. Наиболее часто встречающиеся номиналы для этих устройств: 5 ампер, 10 ампер, 20 ампер и 30 ампер. Более высокий номинальный ток означает, что он может выдерживать большую мощность, чем более низкий номинальный ток, но это также означает, что для нагрева или охлаждения устройства потребуется больше времени, потому что через него одновременно протекает больший ток.

CHINT Тепловое реле перегрузки

Тепловое реле перегрузки Chint — это защитное устройство для предотвращения пожаров, отключения электрических проблем и защиты кабельных систем. Он предназначен для контроля обратной связи по напряжению, силе тока и коэффициенту мощности (PF) вашей электрической системы. Это устройство отслеживает состояние вспомогательного оборудования и сообщает о любых ненормальных состояниях однофазных, трехфазных или многофазных сетей. Вот какое-то реле тепловой перегрузки.

Тепловое реле перегрузки NXR представляет собой небольшое компактное реле, которое можно установить внутри корпуса панели. Тепловое реле перегрузки NXR защищает электрооборудование от перегрузок и сверхтоков.

Тепловое реле перегрузки NXR имеет интегральную схему со встроенным байпасом для обеспечения высокой надежности в агрессивных средах. В NXR используется уникальная конструкция, включающая внутренний переключатель байпаса, исключающий потенциальное повреждение в результате обрыва цепи или короткого замыкания. Эта уникальная конструкция позволяет использовать устройство в приложениях, в которых другие реле не могут справиться с ситуациями, например, в суровых условиях или с короткими рабочими циклами.

Тепловое реле перегрузки Chint NR8 является отличным решением для приложений, где требуется реле для защиты от возможного короткого замыкания. Тепловое реле перегрузки NR8 идеально подходит для промышленного, коммерческого и бытового использования.

Тепловое реле перегрузки Chint NR8 защищает как длительные, так и кратковременные приложения. Тепловое реле перегрузки NR8 было разработано как законченная система со всеми ее компонентами, включенными в комплект. Его можно легко установить, используя существующую проводку, что устраняет необходимость в дополнительной проводке или кабелепроводе.

Подведение итогов

Тепловое реле перегрузки

работает по принципу теплового расширения, т. е. когда реле обнаруживает повышение температуры и расширяется, оно вытягивается из монтажного основания. Таким образом, он освобождает контакт от нажимных контактов, которые замыкаются при отсоединении соединений. В этой статье мы обсудили принцип работы теплового реле перегрузки и CHINT тепловое реле перегрузки.

Рекомендуем к прочтению

Низковольтный электрический

Разница между контактором и реле

Содержание Для чего используется контактор? Итак, что такое контактор? Контактор служит в качестве переключающего устройства с электрическим приводом и используется для

Подробнее »

Автоматика

Все, что вам нужно знать о силовых реле

Содержание Что такое силовое реле? Это переключатель, который поставляется с электромагнитом для замыкания или размыкания цепи. В основном это

Подробнее »

Просмотры сообщений: 3787

Твиттер

YouTube

Фейсбук

Линкедин

Вас может заинтересовать

Кубок мира с кампанией CHINT «Мечтай вместе с тобой»

27 декабря 2022 г.

Подробнее »

Мы желаем вам счастливого Рождества и счастливого Нового года

25 декабря 2022 г.

Подробнее »

CHINT Мексика CSR | Выращивайте будущих инженеров

20 декабря 2022 г.

Подробнее »

Что такое DIN-рейка? Основы и различные типы

20 декабря 2022 г.

Подробнее »

Комплексные решения CHINT помогают преобразовать зеленую энергию в итальянском регионе Лацио

19 декабря 2022 г.

Подробнее »

Приближается финал чемпионата мира.

Ознакомьтесь с глобальными событиями CHINT

18 декабря 2022 г.

Подробнее »

Реле перегрузки — Принцип работы, типы, подключение

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

Наиболее уязвимой частью двигателя является изоляция его обмотки. Изоляция обмоток подвержена высокому риску повреждения при чрезмерно высоких температурах. Реле перегрузки является одним из таких устройств, которое защищает двигатель от повреждений, вызванных перегрузки и сверхтоки. Используется с контакторами и может быть найден в центрах управления двигателями и пускателях двигателей.

Изображение: Реле перегрузки

Содержание

Определение из реле перегрузки

Реле перегрузки представляет собой устройство, которое защищает электродвигатель от перегрузок и обрыва фазы.

Определяет перегрузку двигателя и прерывает подачу энергии на двигатель, тем самым защищая его от перегрева и повреждения обмотки. Помимо перегрузок, он также может защитить двигатель от обрыв/обрыв фазы и перекос фаз . Они широко известны как OLR .

Что такое перегрузка?

Перегрузка — это состояние, при котором двигатель потребляет ток выше номинального значения в течение длительного периода времени.

Наиболее часто встречающаяся неисправность, которая может привести к повышению температуры обмотки двигателя. Поэтому важно быстрое возвращение к нормальной работе.

Принцип
операция

Тепловое реле перегрузки работает по принципу электротермических свойств в биметаллической пластине. Он размещен в цепи двигателя таким образом, что ток к двигателю протекает 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 пластины нагреваются, срабатывает размыкающий контакт, который, в свою очередь, прерывает подачу питания на катушку контактора, обесточивая ее и прерывая подачу тока к двигателю. Это время отключения всегда обратно пропорционально току, протекающему через OLR. Следовательно, чем выше ток, тем быстрее он сработает. Поэтому тепловые реле перегрузки обозначаются как 9.0005 токозависимые и обратнозависимые реле с выдержкой времени.

A = биметаллические пластины косвенного нагрева
B = задвижка отключения
C = рычаг отключения
D = контактный рычаг
E = компенсационная биметаллическая пластина
Кредит: Rockwell

Типы перегрузки
реле

Реле перегрузки можно классифицировать следующим образом:

1. Биметаллические тепловые реле перегрузки
2. Электронные реле перегрузки

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

Обработка биметаллических
тепловое реле перегрузки

Как объяснялось выше, биметаллическое тепловое реле воздействует на свойства нагрева биметаллической пластины. В методе прямого нагрева полный ток двигателя протекает через OLR. Поэтому он нагревается непосредственно током.

Но в случае непрямого нагрева биметаллическая полоса удерживается в тесном контакте с токоведущим проводником внутри ОЛР. Чрезмерный ток, подаваемый на двигатель, нагревает проводник и, следовательно, биметаллическую пластину. Проводник должен быть изолирован, поэтому ток через полосу не течет.

Работа электронных
реле перегрузки

Электронные реле перегрузки не имеют внутренней биметаллической пластины. Вместо этого он использует датчики температуры или трансформаторы тока для измерения величины тока, протекающего к двигателю. Для защиты используется микропроцессорная технология. Температура измеряется с помощью PTC, и то же самое используется для отключения цепи в случае перегрузки. Некоторые электронные реле перегрузки поставляются с трансформаторами тока и датчиками на эффекте Холла, которые непосредственно измеряют величину протекающего тока.

Основное преимущество электронного OLR по сравнению с тепловым OLR заключается в том, что отсутствие биметаллической полосы приводит к низким потерям тепла внутри реле. Кроме того, электронные реле более точны, чем тепловые реле. Некоторые производители выпускают электронные реле с расширенными функциями, такими как защита от замыкания на землю, защита двигателя от опрокидывания и т. д. Электронные реле перегрузки лучше всего подходят для приложений, требующих частых пусков и остановок двигателей.

Кроме того, производители предлагают встроенные термометры сопротивления или термопары, которые можно непосредственно использовать для измерения температуры обмотки. Эти измерения можно использовать для более точной защиты от тепловой перегрузки.

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 полосы и контактов, описанных выше в разделе, посвященном принципу работы, в реле перегрузки есть еще несколько частей, которые необходимо понимать.

Терминал

Клеммы L1, L2 и L3 являются входными клеммами. Он может быть установлен непосредственно на контактор. Питание двигателя может быть подключено к клеммам T1, T2 и T3.

Установка диапазона силы тока

Поворотная ручка находится над реле перегрузки. С помощью этой ручки можно установить номинальный ток двигателя. Ток может быть установлен между верхним и нижним указанными пределами. В случае электронного реле перегрузки также предусмотрена дополнительная ручка для выбора класса отключения.

Кнопка сброса

Кнопка сброса находится над реле перегрузки для сброса реле перегрузки после срабатывания 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

Имеют два вспомогательных контакта – один НО (97-98) и один НЗ (95-96). Контакт NO предназначен для сигнализации отключения, а контакт NC предназначен для отключения контактора. Размыкающие контакты должны иметь возможность прямого переключения катушки контактора.

Кнопка проверки

С помощью кнопки проверки можно проверить проводку управления.

Обозначение реле перегрузки

Обозначение теплового OLR

Здесь 1, 2, 3, 4, 5 и 6 — силовые клеммы, 95 и 96 — контакты отключения, а 97 и 98 — сигнальные контакты. Узнайте, как использовать их в схеме здесь: Схема подключения пускателя звезда-треугольник – Схемы управления и питания

Часто задаваемые вопросы

Какой класс срабатывания реле перегрузки?

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

Очень часто используются классы 10 и 20. Реле перегрузки класса 30 используются для защиты двигателей, приводящих в действие нагрузки с высокой инерцией, а реле класса 5 используются для двигателей, требующих очень быстрого отключения.

Кредит: Schneider

Как использовать
реле перегрузки в цепи?

Они всегда используются в комбинации с контакторами в цепи. Он подключен к двигателю таким образом, чтобы ток двигателя полностью проходил через него. Ниже приведены различные типы соединений для однофазных и трехфазных двигателей.

Где K1 и K1M — реле перегрузки. На первом и втором рисунках показано подключение однофазного двигателя, а на третьем показано подключение трехфазного двигателя.

Подробнее: Размеры контактора и реле перегрузки для 3-фазного пускателя DOL

Подробнее о пускателях по схеме «звезда-треугольник»: Пускатель «звезда-треугольник» (пускатели по схеме «звезда-треугольник») — схема, рабочая.

Подробнее о контакторах: Контактор – конструкция, работа, применение и выбор

Что вызывает срабатывание OLR?

Как обсуждалось выше, существует три основных условия для отключения по перегрузке :

1. Перегрузка двигателя.
2. Потеря входной фазы
3. Перекос фаз.

Помимо этого, могут быть доступны некоторые дополнительные функции защиты. Это варьируется от одного производителя к другому.

Как реле перегрузки защищает от обрыва фазы?

Во время нормальной работы ток, протекающий через каждый полюс реле перегрузки к двигателю, остается неизменным. Если какая-либо из фаз прерывается, ток через две другие фазы возрастает в 1,73 раза по сравнению с нормальным значением. Поэтому реле перегрузки нагревается и срабатывает. Обрыв фазы также известен как однофазный двигатель или обрыв фазы.

Может ли 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 любые короткие замыкания в двигателе могут привести к их повреждению. Они могут защитить от перегрузок, обрыва фазы и перекоса фаз, но не от короткого замыкания.

Что может повредить реле перегрузки?

Устройство будет повреждено, если номинал резервного устройства защиты от короткого замыкания (автоматический выключатель или предохранитель) завышен. Это также может повредить весь стартер и даже сами обмотки двигателя. Поэтому рекомендуется придерживаться максимальной защиты от короткого замыкания, рекомендованной производителем реле.

Краткое описание

Реле перегрузки — это устройство, которое может защитить двигатель от перегрузок, обрыва фазы и перекоса фаз. По принципу действия они подразделяются на тепловые и электронные реле перегрузки. Термический OLR основан на принципе деформации биметаллической полосы при нагреве. Электронное реле перегрузки представляет собой микропроцессорное устройство с широкими встроенными функциями.

OLR используются в сочетании с контакторами. Он размыкает контактор всякий раз, когда обнаруживает неисправность. Время, затрачиваемое ими на размыкание контактора при перегрузках, определяется их классом срабатывания. Реле перегрузки не могут защитить от короткого замыкания. Этот образец технического описания может помочь вам понять номинальные характеристики реле.