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.
Инструкция по выбору теплового реле для защиты электродвигателя
Для защиты электродвигателя от перегрева используют тепловое реле. О том, как правильно выбрать номинал данного аппарата, читайте в нашей статье!
Продолжительная работа механизма на максимуме вызывает перегрев обмоток и порчу изоляции, в результате чего происходит межвитковое замыкание, перерастающее в обширное выгорание полюсов двигателя и дорогостоящий ремонт. Чтобы этого не происходило, в цепь питания устанавливается реле, которое называют тепловым или «теплушкой». По цепи питания данный аппарат контролирует величину тока и при длительном отклонении от номинала установки, размыкает контакты, лишая питания цепь управления, размыкая пусковое устройство. В этой статье мы расскажем, как выбрать тепловое реле для двигателя по мощности и току. Содержание:
Методика выбора
Чтобы правильно выбрать номинал теплового реле нам необходимо узнать его In (рабочий, номинальный ток) и уже опираясь на эти данные можно подобрать правильный диапазон уставки аппарата.
Правилами технической эксплуатации ПУЭ оговорен этот момент и допускается устанавливать до 125% от номинального тока во взрывобезопасных помещениях, и 100%, т.е. не выше номинала двигателя во взрывоопасных.
Как узнать In? Эту величину можно посмотреть в паспорте электродвигателя, табличке на корпусе.
Как видно на табличке (для увеличения нажмите на картинку) указаны два номинала 4.9А/2.8А для 220В и 380В. Согласно нашей схеме включения нужно выбрать ампераж, ориентируясь на напряжение, и по таблице подобрать реле для защиты электродвигателя с нужным диапазоном.
Для примера рассмотрим, как выбрать тепловую защиту для асинхронного двигателя АИР 80 мощностью 1.1 кВт, подключенного к трехфазной сети 380 вольт. В этом случае наш In будет 2.8А, а допустимый максимальный ток «теплушки» 3.5А (125% от In). Согласно каталогу нам подходит РТЛ 1008-2 с регулируемым диапазоном 2.5 до 4 А.
Что делать, если паспортные данные не известны?
Для этого случая рекомендуем использовать токовые клещи или мультиметр С266, конструкция которого также включает токоизмерительные клещи. С помощью данных приборов нужно определить ток мотора в работе, измерив его на фазах.
В том случае, когда на таблице частично читаются данные, размещаем таблицу с паспортными данными асинхронных двигателей широко распространенных в народном хозяйстве (тип АИР). С помощью нее возможно определить In.
Кстати, недавно мы рассмотрели принцип действия и устройство тепловых реле, с чем настоятельно рекомендуем вам ознакомиться!
В зависимости от токовой нагрузки будет различаться и время срабатывания защиты, при 125% должно быть порядка 20 минут. В диаграмме ниже указана векторная кривая зависимости кратности тока от In и времени срабатывания.
Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:
Надеемся, прочитав нашу статью, вам стало понятно, как выбрать тепловое реле для двигателя по номинальному току, а также мощности самого электродвигателя. Как вы видите, условия выбора аппарата не сложные, т.к. можно без формул и сложных вычислений подобрать подходящий номинал, используя таблицу!
Советуем также прочитать:
- Как сделать двигатель из батарейки и магнита
- Что такое релейная защита
- Как выбрать автоматический выключатель
Нравится
0)Не нравится
0)Выбор теплового реле
Как подобрать нужный вариант теплового реле
Подбор по значению тока производится исходя из запланированной нагрузки на электродвигатель. Поэтому реле должно выбираться таким образом, чтобы его ток был больше номинального значения тока электрического двигателя ориентировочно в 1,3-1,5 раза. Так будет обеспечена защита при наступлении перегрузки в пределах 25-30 %, продолжающейся 20-25 минут. Время нагревания электродвигателя целиком зависит от времени действия перегрузки тока.
При кратковременной перегрузке, происходит лишь нагрев обмотки двигателя, тогда как при длительной перегрузке нагревается вся его масса. В этих случаях время нагревания (постоянная нагрева) при кратковременной перегрузке составляет 10-15 минут, а при длительной — 40-60 минут. Поэтому тепловые реле применяют в тех случаях, когда электрическое устройство рассчитано на работу не менее 30 минут.
Время срабатывания полностью зависит от тока нагрузки. Также нужно учесть, что нагревательные элементы испытывают очень сильное воздействие от .
Электротепловые реле РТИ для крупногабаритных контакторов КТИ IEK
Шесть типов реле РТИ имеют два габарита, с номинальными токами от 55 А до 200 А. Применяются для крупногабаритных контакторов типа КТИ (см. Табл.1).
Таблица 1
Тип реле | РТИ-5369 | РТИ-5370 | РТИ-5371 | РТИ-5375 | РТИ-5376 | РТИ-6376 |
|---|---|---|---|---|---|---|
Диапазон регулировки уставки тока, А | 55-80 | 63-90 | 90-120 | 120-150 | 150-180 | 125-200 |
Новые реле имеют схожую с РТИ для КМИ переднюю панель. На передней панели расположен поворотный регулятор уставки по току, позволяющий выставить необходимый ток защиты в зависимости от номинального тока электродвигателя. Кнопка ТЕСТ, позволяет провести как проверку работоспособности дополнительных контактов реле до момента установки, так и имитировать срабатывание защиты реле в уже смонтированной схеме. Также при применении реле в магнитных пускателях, кнопка ТЕСТ служит для отключения контактора.
В реле РТИ-6376 из-за большого значения номинального тока до 200 А применяются трансформаторы тока, ток вторичной обмотки которых производит нагрев биметаллических пластин.
Реле РТИ для КТИ может работать в двух режимах: ручном и автоматическом. В автоматическом режиме работы, при срабатывании защиты реле и после остывания биметаллических пластин, дополнительные контакты реле автоматически перейдут в исходное состояние. В ручном режиме перевод дополнительных контактов реле в исходно состояние произойдет только после нажатия кнопки сброса.
Режим работы реле переключается при помощи поворотного регулятора кнопки СБРОС. В нажатом положении регулятора реле находится в автоматическом режиме, в исходном положении регулятора — в ручном режиме. О срабатывании защиты реле сигнализирует зеленый флажок, расположенный на передней панели.
Выбор теплового реле для электродвигателя
Как подобрать тепловое реле для защиты электродвигателя?
При длительной работе электрический двигатель имеет тенденцию перегреваться. Слишком большая мощность, проходящая по цепи, повышает температуру устройства. В результате обмотки перегреваются, а изоляция портится. Это приводит к замыканию между витками, которое провоцирует выгорание полюсов мотора. Даже возникновение одной из перечисленных проблем влечет за собой сбой в работе механизма и обязательный ремонт, который существенно ударит по бюджету.
Чтобы этого избежать, в цепь питания устанавливают тепловое реле для защиты. Оно “считывает” номинал тока, проходящий по цепи, и если он длительное время превышает норму – размыкает контакты. Прекращается подача тока, а электрический мотор останавливает работу. Но чтобы реле работало правильно, необходимо учитывать несколько особенностей.
Главное о конструкции.
Существуют разные виды реле, но основные элементы у них одинаковы. Главное – биметаллическая пластина, которая запускает работу механизма. Это самый чувствительный элемент в конструкции. В зависимости от температурных показателей, в которых находится прибор, меняется время срабатывания. Если температура растет, оно уменьшается. Это небольшая, но важная погрешность. Поэтому при выборе отдавайте предпочтение пластинам с большой температурой.
Сама биметаллическая деталь крепко зафиксирована на оси реле. Для регуляции значения тока используют шунты, которые закрепляются в корпусе. Иногда внутри реле можно найти нихромовые нагреватели. Их придется подключать отдельно, по одной из схем: параллельной или последовательной. Также в комплект включена пружина цилиндрической формы, которая одним концом касается пластины, а другим прикреплена к изоляционной колодке. Если ток перегрузки превышает уставной или равен ему длительное время, колодка поворачивается (под воздействием биметалла), разрывая контакт.
Основные обозначения.
Прежде чем решать, какой вид защиты подойдет, нужно узнать расшифровку маркировки прибора. На корпусе и в паспорте устройства указан:
1. Рабочий ток. Реле срабатывает, когда напряжение доходит до этого значения.
2. Номинал тока для биметаллической пластины. Это то значение, при превышении которого устройство не отключится сразу же.
3. Время-токовые характеристики. Время срабатывания устройства в зависимости от величины напряжения.
4. Токовый диапазон. Он определяет, при каких параметрах реле работает.
5. Крайние токовые уставки.
В паспорте указывают и дополнительные сведения, например, данные для монтажа или способности работы прибора при наличии опасных веществ.
Методика выбора.
Каждый электрический двигатель имеет свой диапазон мощности, в зависимости от этого и нужно выбирать реле. Ориентируемся на номинал тока, который обозначается символом In. Он написан на корпусе устройства и в инструкции. Обычно указывают две цифры, первую для сети мощностью 220 вольт, а вторую для 380 вольт. Далее анализируем характеристики прибора и реле, сравниваем их. При рассмотрении время-токовых параметров учитывайте, что время срабатывания их холодного и перегретого состояния будет разным.
Обычно перед покупкой просматривают специальную таблицу, в которой приведены технические характеристики реле различных видов. Так легче подобрать оптимальный вариант. И у мотора, и у реле защиты есть специальная кривая, на которой изображена зависимость токопрохождения от величины тока. Для бесперебойной работы обоих устройств эта кривая должна быть разной. У двигателя она должна находиться выше.
Главное правило: номинальный ток мотора = уставке тока срабатывания. То есть, чтобы механизм начал разрыв цепи, необходима перегрузка минимум в 20-30%.
Для этого ток несрабатывания реле должен хотя бы на 12% превышать номинал двигателя. Во всех таблицах с характеристиками реле данные приводятся в амперах.
Если данных нет в паспорте.
Бывают ситуации, когда номинальное напряжение устройства неизвестно. Паспорт может быть утерян, данные на корпусе смазаны. Обычно такое случается у тех, кто покупает с рук. Но положение можно исправить несколькими способами:
1. Использовать специальное оборудование, которое автоматически определяет время-токовые показатели (токовые клещи и мультиметр). Анализируют каждую фазу.
2. Если известна хотя бы часть данных, можно найти в Интернете полную информацию. На сайтах производителей часто предлагаются таблицы с характеристиками выпускаемых марок.
Возвращаясь к подбору тепловых реле стоит упомянуть, что важную роль играет страна производства. Европейские аппараты стандартно считаются качественными, но не всегда приспособлены для функционирования в наших условиях. Многие отечественные производители придерживаются мировых стандартов и при этом учитывают особенности местного климата и самих приборов. Кроме того, легче прочитать инструкцию на родном языке, чем мучиться с переводом. Хотя схема подключения реле стандартная, с небольшими нюансами в зависимости от вида устройства. Что касается китайских производителей, то многие из них, например компания CHINT, ориентируются на российского потребителя. При этом качество соответствует европейским брендам.
Тепловая защита электродвигателя. Электротепловое реле.
17 Дек 2014г | Раздел: Электрика
Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. В предыдущей статье мы с Вами рассмотрели принципиальные схемы включения магнитного пускателя, обеспечивающие реверс вращения электродвигателя.
Продолжаем знакомиться с магнитным пускателем и сегодня рассмотрим типовые схемы подключения электротеплового реле типа РТИ, которое предназначено для защиты от перегрева обмоток электродвигателя при токовых перегрузках.
1. Устройство и работа электротеплового реле.
Электротепловое реле работает в комплекте с магнитным пускателем. Своими медными штыревыми контактами реле подключается к выходным силовым контактам пускателя. Электродвигатель, соответственно, подключают к выходным контактам электротеплового реле.
Внутри теплового реле находятся три биметаллические пластины, каждая из которых сварена из двух металлов, имеющих различный коэффициент теплового расширения. Пластины через общее «коромысло» взаимодействуют с механизмом подвижной системы, которая связана с дополнительными контактами, участвующими в схеме защиты электродвигателя:
1. Нормально-замкнутый NC (95 – 96) используют в схемах управления пускателем;
2. Нормально-разомкнутый NO (97 – 98) применяют в схемах сигнализации.
Принцип действия теплового реле основан на деформации биметаллической пластины при ее нагреве проходящим током.
Под действием протекающего тока биметаллическая пластина нагревается и прогибается в сторону металла, имеющего меньший коэффициент теплового расширения. Чем больший ток будет протекать через пластину, тем сильнее она будет греться и прогибаться, тем быстрее сработает защита и отключит нагрузку.
Допустим, что электродвигатель подключен через тепловое реле и работает в нормальном режиме. В первый момент времени работы электродвигателя через пластины течет номинальный ток нагрузки и они нагреваются до рабочей температуры, которая не вызывает их изгиб.
По какой-то причине ток нагрузки электродвигателя стал увеличиваться и через пластины потек ток выше номинального. Пластины начнут сильнее греться и прогибаться, что приведет в движение подвижную систему и она, воздействуя на дополнительные контакты реле (95 – 96), обесточит магнитный пускатель. По мере остывания пластины вернутся в исходное положение и контакты реле (95 – 96) замкнутся. Магнитный пускатель опять будет готов к запуску электродвигателя.
В зависимости от величины протекающего тока в реле предусмотрена уставка срабатывания по току, влияющая на силу изгиба пластины и регулирующаяся поворотным регулятором, расположенным на панели управления реле.
Помимо поворотного регулятора на панели управления расположена кнопка «TEST», предназначенная для имитации срабатывания защиты реле и проверки его работоспособности до включения в схему.
«Индикатор» информирует о текущем состоянии реле.
Кнопкой «STOP» обесточивается магнитный пускатель, но как в случае с кнопкой «TEST», контакты (97 – 98) не замыкаются, а остаются в разомкнутом состоянии. И когда Вы будете задействовать эти контакты в схеме сигнализации, то учитывайте этот момент.
Электротепловое реле может работать в ручном или автоматическом режиме (по умолчанию стоит автоматический режим).
Для перевода в ручной режим необходимо повернуть поворотную кнопку «RESET» против часовой стрелки, при этом кнопка слегка приподнимается.
Предположим, что сработало реле и своими контактами обесточило пускатель.
При работе в автоматическом режиме после остывания биметаллических пластин контакты (95 — 96) и (97 — 98) автоматически перейдут в исходное положение, тогда как в ручном режиме перевод контактов в исходное положение осуществляется нажатием кнопки «RESET».
Кроме защиты эл. двигателя от перегрузок по току, реле обеспечивает защиту и в случае обрыва питающей фазы. Например. При обрыве одной из фаз, электродвигатель, работая на оставшихся двух фазах, станет потреблять больше тока, отчего биметаллические пластины нагреются и реле сработает.
Однако электротепловое реле не способно защитить двигатель от токов короткого замыкания и само нуждается в защите от подобных токов. Поэтому при установке тепловых реле необходимо устанавливать в цепь питания электродвигателя автоматические выключатели, защищающие их от токов короткого замыкания.
При выборе реле обращают внимание на номинальный ток нагрузки электродвигателя, который будет защищать реле. В инструкции по эксплуатации, идущей в коробке, есть таблица, по которой выбирается тепловое реле для конкретной нагрузки:
Например.
Реле РТИ-1302 имеет предел регулировки тока уставки от 0,16 до 0,25 Ампер. Значит, нагрузку для реле следует выбирать с номинальным током около 0,2 А или 200 mA.
2. Принципиальные схемы включения электротеплового реле.
В схеме с тепловым реле используют нормально-замкнутый контакт реле КК1.1 в цепи управления пускателем, и три силовых контакта КК1, через которые подается питание на электродвигатель.
При включении автоматического выключателя QF1 фаза «А», питающая цепи управления, через кнопку SB1 «Стоп» поступает на контакт №3 кнопки SB2 «Пуск», вспомогательный контакт 13НО пускателя КМ1, и остается дежурить на этих контактах. Схема готова к работе.
При нажатии на кнопку SB2 фаза через нормально-замкнутый контакт КК1.1 поступает на катушку магнитного пускателя КМ1, пускатель срабатывает и его все нормально-разомкнутые контакты замыкаются, а нормально-замкнутые размыкаются.
При замыкании контакта КМ1.1 пускатель встает на самоподхват. При замыкании силовых контактов КМ1 фазы «А», «В», «С» через контакты теплового реле КК1 поступают на обмотки электродвигателя и двигатель начинает вращение.
При увеличении тока нагрузки через силовые контакты термореле КК1, реле сработает, контакт КК1.1 разомкнется и пускатель КМ1 обесточится.
Если возникнет необходимость в простой остановке двигателя, то достаточно будет нажать на кнопку «Стоп». Контакты кнопки разорвутся, фаза прервется и пускатель обесточится.
На фотографиях ниже показана часть монтажной схемы цепей управления:
Следующая принципиальная схема аналогична первой и отличается лишь тем, что нормально-замкнутый контакт термореле (95 – 96) разрывает ноль пускателя. Именно эта схема получила наибольшее распространение из-за удобства и экономичности монтажа: ноль сразу заводят на контакт термореле, а со второго контакта реле бросают перемычку на катушку пускателя.
При срабатывании термореле контакт КК1.1 размыкается, «ноль» разрывается и пускатель обесточивается.
И в заключении рассмотрим подключение электротеплового реле в реверсивной схеме управления пускателем.
От типовой схемы она, как и схема с одним пускателем, отличается лишь наличием нормально-замкнутого контакта реле КК1.1 в цепи управления, и тремя силовыми контактами КК1, через которые запитывается электродвигатель.
При срабатывании защиты контакты КК1.1 разрываются и отключают «ноль». Работающий пускатель обесточивается и двигатель останавливается. При возникновении необходимости в простой остановке двигателя достаточно нажать на кнопку «Стоп».
Вот и подошел к логическому завершению рассказ о магнитном пускателе.
Понятно, что только одних теоретических знаний мало. Но если Вы будете практиковаться, то сможете собрать любую схему с применением магнитного пускателя.
И уже по сложившейся традиции небольшой видеоролик о применении электротеплового реле.
Подбор теплового реле для защиты электродвигателя от перегрузки
Правильно подобрать тепловое реле — одно из важнейших условий защиты электродвигателя от перегрузки при защите элктродвигателя с помощью магнитного пускателя и теплового реле.
Защита электродвигателя от перегрузки должна устанавливаться в тех случаях, когда возможна перегрузка механизма по технологическим причинам, а также при тяжелых условиях пуска и для ограничения длительности пуска при пониженном напряжении. Защита должна выполняться с выдержкой времени и может быть осуществлена тепловыми реле.
В статье приведена методика и таблица выбора тепловых реле для защиты электродвигателей.
Порядок подбора теплового реле
Рассмотрим порядок подбора теплового реле на примере электродвигателя АИРЕ100S4. Фото шильдика электродвигателя приведено ниже.
Шаг 1. Определяем номинальный ток двигателя Iн. Этот ток указан на шильдике двигателя. В нашем примере этот ток равен 14 Ампер
Подобрать и купить электродвигатели Вы можете в магазине промышленного оборудования и материалов .
Об Авторе
Александр Коваль
предприниматель, любознательный, люблю докопаться до сути, пишу статьи на блоги
Похожие записи
Подключение однофазного электродвигателя через трехфазный магнитный пускатель с тепловым реле
Как мощность электродвигателя влияет на характеристики насоса (Техническая суть одного разбирательства)
Сентябрь 18, 2019
Как подобрать тепловое реле для защиты электродвигателя
Октябрь 27, 2015
Соединение электродвигателя с насосом — часть 3 инструкции по эксплуатации электродвигателей
8 комментариев
Спасибо за полезную статью.
Спасибо за подсказки по тепловому реле и то, как правильно выбрать тепловое реле для защиты двигателя
Спасибо за информацию кратко и все понятно.
Добрый день.
Являюсь «счастливым» обладателем однофазного двигателя китайского производства.
На шильдике указана можность 1.1 кВт и номинальный ток 9.7А. Реально в моих условиях потребляемый ток около 5А.
При этом стартовый ток кратковременно достигает 18А и более.
Вопрос: какие параметры пускателя и теплового реле необходимы в моем случае.
Здравствуйте, Евгений.
Пусковой ток раза в 3 превышает ток в рабочем режиме = поэтому 18А при пуске нормально. Тем более что такой ток течет секунды (если мотор не запускается в режиме тяжелого пуска — т.е. под нагрузкой). Тепловые реле имеют инерцию — поэтому здесь все должно нормально работать.
Мощность однофазного мотора P = U * I * cos ф * КПД Подставьте данные из шильдика — у вас должно получиться в районе 1100 Вт. Если что то получаеться существенно другое — значит что то не так: либо мотор либо шильдик либо калькулятор
Если ваш мотор недогружен и близок к холостому ходу — ток холостого хода будет процентов 60 от номинального тока. Может этим и обясняются ваши 5А.
Если надумаете ставить тепловое реле — то ставьте на пределы номинального тока т.е. на 9,7А предварительно проверив формулу.
Еще оргвопрос: Если будете работать сами на своем оборудовании — маловероятно, что вы доведете СВОЙ мотор до перегрева. Мы настоятельно рекомедуем ставить тепловую защиту в случае использования наемных рабочих — оборудование ведь не ихнее.
Удачи!
Спасибо, огромное за такой подробный ответ.
А на какой ток ориентироваться при подборе контактора? Тоже на номинал? Переживаю не повредит ли такому контактору токи в 18 ампер и более, даже кратковременные…
{SOURCE}
|
Электродвигатели и прочее электрооборудование в процессе эксплуатации могут испытывать высокие нагрузки, вызывающие их перегрев. Частые перегревы обмоток силовых установок приводят к разрушению изоляционных материалов и значительному сокращению срока службы, поэтому в конструкции таких устройств предусматривают защитное тепловое реле (ТР). Подключениев схему теплового реле обеспечивает обесточивание электрооборудования при возникновении нештатных ситуаций и предотвращает его выход из строя. Основные характеристики тепловых релеОсновные характеристики теплового реле, учитываемые при выборе подходящего варианта:
Устройство и принцип работы тепловых релеДля защиты электродвигателей и другого электрооборудования чаще всего применяют ТР с биметаллическими пластинами. В конструкцию биметаллического теплового реле входят:
Нагрев биметаллической пластины происходит по одной из двух схем: непосредственно из-за тока перегруза или косвенно, через отдельный термочувствительный элемент. В одном устройстве могут соединяться оба этих принципа, что значительно повышает его эффективность. При превышении критических величин тока потребителя реле разомкнет цепь и обесточит МП, а следовательно, защищаемое электрооборудование. На срабатывание релейного элемента может повлиять повышенная температура окружающей среды. Для компенсации этого явления и предотвращения ложных срабатываний в конструкции ТР предусматривают дополнительные биметаллические пластины, которые прогибаются в сторону, противоположную пространственному положению основного элемента. Виды тепловых релеПроизводители предлагают несколько типов ТР, которые отличаются между собой конструктивными особенностями и видом применяемых МП.
Перечисленные ТР не защищают электроцепи от короткого замыкания. Схема подключения теплового релеПодсоединение ТР к силовым установкам осуществляется в соответствии с инструкцией производителя. В большинстве случаев ТР к защищаемому устройству подключают через нормально замкнутый контакт, который последовательно соединяют с клавишей «стоп». Разомкнутый контакт включает теплозащиту при выходе тока за допустимые значения. Схемы подключения теплового реле в цепь двигателя или другого электрооборудованиямогут быть и другими, в зависимости от присутствия дополнительных устройств. Стандартная схема подключения теплового реле
Тепловое реле устанавливают и подключают вместе с магнитным пускателем, выполняющим функции включения электрического привода. Возможны варианты, когда тепловое реле устанавливают на DIN-рейку или отдельную панель. При подключении потребителя в сеть 220 В или 380 В все фазы после магнитного пускателя пропускают через тепловое реле, а затем уже подсоединяют к электродвигателю. При включении пусковой кнопки напряжение электропитания попадает на обмотку МП, который включает электродвигатель. Если ток нагрузки увеличивается до значения, превышающего критическую величину, тепловое реле срабатывает и отключает электродвигатель. Тепловое реле ТРН имеет всего два входящих подключения. Неподключенный провод фазы в этом случае пускают непосредственно от пускателя к двигателю. Поскольку ток в электродвигателе изменяется пропорционально, допускается контроль только двух из них (любых). Регулировка теплового релеДля эффективного выполнения функции отключения электродвигателя или другого обслуживаемого аппарата необходимо правильно отрегулировать настройки ТР таким образом, чтобы вероятность ложных срабатываний была исключена. Настройку рекомендуется осуществлять на специализированном стенде способом фиктивных нагрузок:
Маркировка тепловых релеВ маркировке указывается большинство важных характеристик ТР. Пример обозначения: РТЛ-Х1Х2Х3-Х4-Х5А-Х6А-Х7Х8, где Тепловое реле – эффективный элемент защиты электродвигателей и другого электрооборудования, который выгодно отличается от входного автоматического выключателя тем, что не подвержен ложным срабатываниям при кратковременных скачках тока. Была ли статья полезна?Да Нет Оцените статью Что вам не понравилось?  Анатолий Мельник Специалист в области радиоэлектроники и электронных компонентов. Консультант по подбору деталей в компании РадиоЭлемент. |
Конструкция и работа теплового реле
Тепловое реле работает по принципу теплового воздействия электрической энергии. Биметаллические ленты, нагревательные катушки и трансформаторы тока являются важными частями теплового реле.
Трансформатор тока подает ток на катушки нагревателя. Тепловая энергия змеевиков нагревателя нагревает биметаллические ленты. Биметаллические полосы изготовлены из сплава никеля и стали.Сплав никеля и стали обладает высоким удельным сопротивлением стали, а также не подвержен термическому старению.
Изолированный печеночный рычаг соединяется с катушкой отключения вместе с пружиной и биметаллическими полосами. Натяжение пружины варьируется с помощью секторной пластины.
Когда система находится в нормальном рабочем состоянии, пружина остается прямой. Когда в системе возникает неисправность, биметаллическая пружина нагревается и изгибается.Напряжение пружины становится расцепителем, размыкающим контакты реле. Контакт реле возбуждает цепь отключения, из-за чего замыкаются контакты автоматического выключателя. Таким образом, система остается безопасной.
Тепловое реле в основном используется в низковольтных асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором и двигателях постоянного тока с малой выходной мощностью. Тепловое реле имеет низкую перегрузочную способность. Он рассчитан на работу в 6-7 раз больше, чем при полной нагрузке.
Реле такого типа не используется при коротком замыкании.Ток короткого замыкания увеличивает температуру биметаллических лент, из-за чего замыкаются контакты реле. Тепловое реле используется с реле короткого замыкания или с предохранителем ограничения времени.
,Как узнать, правильно ли установлен ток на реле тепловой перегрузки двигателя
Пуск с током полной нагрузки…
Ток полной нагрузки при заданном напряжении, указанном на паспортной табличке, является нормативным для настройки реле перегрузки. Из-за переменного напряжения во всем мире двигатели для насосов предназначены для использования как с частотой 50 Гц, так и с частотой 60 Гц в широком диапазоне напряжений.
Как узнать, какой ток установить на реле перегрузки двигателя (фото: Эдвард CSANYI, EEP)Следовательно, диапазон тока указан на паспортной табличке двигателя.Точный ток нагрузки можно вычислить, зная напряжение.
Рисунок 1 — Тепловое реле перегрузки двигателяПример расчета
Когда мы знаем точное напряжение для установки, ток полной нагрузки можно рассчитать как 254 Δ / 440 Y В, 60 Гц . Данные указаны на паспортной табличке, как показано на рисунке ниже:
- f = 60 Гц
- U = 220-277 ∆ / 380-480 Y В
- I n = 5.70 — 5,00 / 3,30 — 2,90 А
Рисунок 1 — Ток полной нагрузки при заданном напряжении, указанном на паспортной табличке, является нормативным для настройки реле перегрузки.Расчет данных 60 Гц:
- U a = фактическое напряжение 254 ∆ / 440 Y В (фактическое напряжение)
- U мин = 220 ∆ / 380 Y В (Минимальные значения в диапазоне напряжений)
- U макс = 277 ∆ / 480 Y В (Максимальные значения в диапазоне напряжений)
U Δ = (U A — U мин. ) / (U макс. — U мин. )
, что в данном случае: U Δ = (254 — 220) / ( 227 — 220) = 0.6
U Y = (U A — U мин. ) / (U макс. — U мин. )
, что в данном случае: U Y = (440-380) / ( 480–380) = 0,6
Итак, U Δ = U Y
Расчет фактического тока полной нагрузки (I)
I мин = 570 / 3,30 A
(текущие значения для треугольника и звезды при минимальном напряжении)
I макс = 500/2.90 А
(Текущие значения для треугольника и звезды при максимальном напряжении)
Теперь можно рассчитать ток полной нагрузки по первой формуле:
- I для значений дельты: 5,70 + (5,00 — 5,70) × 0,6 = 5,28 = 5,30 A
- I для звездных значений: 3,30 + (2,90 — 3,30) × 0,6 = 3,06 = 3,10 A
Значения тока полной нагрузки соответствуют допустимому току полной нагрузки двигателя при 254 ∆ / 440 Y В, 60 Гц.
Практическое правило: Внешнее реле перегрузки двигателя всегда настраивается на номинальный ток, указанный на паспортной табличке.
Однако, если двигатели спроектированы с учетом эксплуатационного фактора, который затем указан на паспортной табличке , например. 1.15, установленный ток для реле перегрузки может быть увеличен на 15% по сравнению с током полной нагрузки или с рабочим коэффициентом А (SFA) , который обычно указан на паспортной табличке.
Если двигатель подключен звездой = 440 В 60 Гц , реле перегрузки должно быть установлено на 3.1 А .
Артикул // Моторная книга Grundfos
,Принцип работы теплового реле защиты двигателя
Принцип работы
Реле тепловой защиты двигателя содержат три биметаллических полосы вместе с механизмом отключения в корпусе из изоляционного материала. Биметаллические ленты нагреваются током двигателя, заставляя их изгибаться и приводя в действие механизм отключения после определенного хода, который зависит от настройки тока реле.
Принцип работы теплового реле защиты двигателя (фото: andrem.пл)Механизм разблокировки приводит в действие вспомогательный переключатель, который размыкает цепь катушки контактора двигателя (, рис. 1, ). Индикатор положения переключения сигнализирует о состоянии « сработал ».
Рисунок 1 — Принцип действия трехполюсного биметаллического реле защиты двигателя с термической задержкой и температурной компенсацией A = Биметаллические ленты с косвенным нагревом
B = Шток переключения
C = Рычаг переключения
D = Рычаг контакта
E = Биметаллическая полоса компенсации
Биметаллические ленты можно нагревать напрямую или косвенно .В первом случае ток протекает непосредственно через биметалл , во втором — через изолированную нагревательную обмотку вокруг ленты. Изоляция вызывает некоторую задержку теплового потока, так что инерция тепловых реле с косвенным обогревом больше при более высоких токах, чем у их аналогов с прямым обогревом. Часто оба принципа сочетаются.
Для номинальных токов двигателя более прибл. 100 A , ток двигателя проходит через трансформаторы тока .Затем тепловое реле перегрузки нагревается вторичным током трансформатора тока.
Это означает, с одной стороны, что рассеиваемая мощность снижается, а с другой — повышается стойкость к короткому замыканию.
Ток срабатывания биметаллических реле может быть установлен по шкале тока — путем смещения механизма срабатывания относительно биметаллических лент — так, чтобы характеристика защиты могла быть согласована с защищаемым объектом в ключевой области непрерывного режима.
Простая и экономичная конструкция может только приблизительно соответствовать переходной тепловой характеристике двигателя.
Для пуска с последующим продолжительным режимом работы тепловое реле защиты двигателя обеспечивает идеальную защиту двигателя. При частых запусках в прерывистом режиме работы значительно более низкая постоянная времени нагрева биметаллических лент по сравнению с двигателем приводит к раннему отключению, при котором тепловая мощность двигателя не используется.
Постоянная времени охлаждения тепловых реле короче, чем у обычных двигателей. Это также способствует увеличению разницы между фактической температурой двигателя и температурой, моделируемой тепловым реле при прерывистой работе.
По этим причинам защиты двигателей в прерывистом режиме работы недостаточно .
Температурная компенсация
Принцип действия реле тепловой защиты двигателя основан на превышении температуры .Следовательно, температура окружающей среды устройства влияет на характеристики отключения.
Поскольку место установки и, следовательно, температура окружающей среды двигателя, который должен быть защищен, обычно отличаются от температуры защитного устройства, промышленным стандартом является то, что характеристика срабатывания биметаллического реле является температурной компенсацией, то есть в значительной степени не зависит от температуры окружающей среды. (см. рисунок 2 ниже).
Рисунок 2 — Допуски срабатывания реле перегрузки с температурной компенсацией для защиты двигателя согласно IEC 60947-4-1 I = Перегрузка, кратная установленному току
δ = Температура окружающей среды
— Предельные значения согласно IEC 60947-4-1
Это достигается с помощью компенсационной биметаллической планки , которая делает относительное положение механизма отключения независимо от температуры.
Чувствительность к обрыву фазы
Характеристика срабатывания трехполюсных реле защиты двигателя применяется при условии, что все три биметаллические полоски одновременно нагружены одинаковым током.
Если при обрыве одного полюсного проводника нагреваются только две биметаллические полосы, то только эти две полосы должны создавать усилие, необходимое для приведения в действие механизма отключения. Это требует более высокого тока или приводит к более длительному времени отключения ( характеристическая кривая c на рисунке ниже ).
Типичные характеристики срабатывания реле защиты двигателя I e = Номинальный ток, установленный на шкале
t = Время отключения
Из холодного состояния:
a = 3-полюсная нагрузка, симметричная
b = 2-полюсная нагрузка с дифференциальным расцепителем
c = 2-полюсная нагрузка без дифференциального расцепителя
Из теплого состояния:
d = 3-полюсная нагрузка, симметричная
Если более мощных двигателей (≥10 кВт) будут подвергаться воздействию этих более высоких токов в течение более длительного времени, следует ожидать повреждения.
Для обеспечения защиты двигателя от тепловой перегрузки в случаях асимметрии питания и обрыва фазы высококачественные реле защиты двигателя имеют механизмы с чувствительностью к обрыву фазы (дифференциальный расцепитель).
Resource // Низковольтное распределительное устройство и аппаратура управления — Rockwell
,Настройка и расчет реле перегрузки
Реле перегрузки является одним из важных устройств управления двигателем. Оно может предотвратить перегрев двигателя или сгорание обмотки из-за перегрузки по току.
Нам необходимо правильно установить значение реле перегрузки в зависимости от нашего приложения и тока полной нагрузки двигателя. Если мы установим низкий уровень от FLA, это может вызвать сбои двигателя и процесс неработоспособности.
Но если мы установим высокий уровень от FLA, реле перегрузки не сможет защитить двигатель в случае перегрузки.Это может привести к поломке двигателя или ожогу обмотки, поэтому мы должны рассчитать и правильно настроить реле перегрузки.
Как настроить защиту от перегрузки?
В основном для установки значения перегрузки мы ссылаемся на эту формулу:
1) IB ≤ In ≤ IZ
IB = ожидаемый рабочий ток цепи
IZ = допустимая нагрузка по току проводника, кабеля или двигателя
In = номинальный ток защитного устройства
2) I2 ≤ 1,45 x IZ
Примечание:
IZ = Максимальный ток проводника, кабеля или двигателя
Для регулируемых защитных устройств In соответствует установленному значению.
I2 = ток, вызывающий срабатывание защитного устройства в условиях, указанных в правилах оборудования (высокий испытательный ток).
Общая практика
Обычно настройка реле перегрузки зависит от FLA (ампер полной нагрузки) двигателя. Мы можем видеть на ТАБЛИЧКЕ двигателя . Обычно настройка для перегрузки составляет от 5% до 10% больше, чем FLA.
Но это зависит от работы и функций двигателя. Для получения более подробной информации обратитесь к руководству по эксплуатации двигателя от производителя.
Мы также можем установить значение реле перегрузки в зависимости от значения коэффициента обслуживания двигателя. Например, если коэффициент обслуживания 1,15, мы можем установить 125% от FLA, а если коэффициент обслуживания равен 1.0, мы можем установить 115% от FLA двигателя.
Ручной и автоматический сброс.
Обычно реле перегрузки имеет 2 варианта сброса. Мы можем выбрать ручной или автоматический сброс после срабатывания перегрузки двигателя.
Я рекомендую использовать функцию ручного сброса, потому что мы можем знать, когда он срабатывает, и мы можем устранить основную причину сбоя.Итак, после того, как мы нашли основную причину, мы можем сбросить реле перегрузки и продолжить работу.
,