Устройство и назначение теплового реле: принцип работы, конструкция, обозначение на схеме

Содержание

принцип работы, конструкция, обозначение на схеме

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

Конструкция

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

Рис. 1. Конструкция теплового реле

Как видите, в состав механизма входят:

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

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

Принцип работы

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

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

Рис. 2. Принцип действия температурного реле

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

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

Обозначение на схеме

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

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

Рис. 3. Изображение контакта термореле

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

Рис. 4. Воспринимающая часть электротеплового реле

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

Виды

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

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

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

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

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

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

Назначение

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

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

Технические характеристики

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

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

Схемы подключения

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

Рис. 5. Схема включения теплового реле

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

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

Рис. 6. Схема включения двухполюсного реле

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

Рис. 7. Схема трансформаторного включения

Критерии выбора

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

Iсраб = 1,2*Iном

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

Рис. 8. Время-токовая характеристика

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

Использованная литература

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

Принцип работы теплового реле

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Устройство и принцип работы

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

Тепловое реле, устройство которого составляют простейшие элементы:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Основные характеристики

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Схема подключения

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

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

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

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

Виды тепловых реле

Существует множество видов, на которые делятся тепловые реле:

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

Биметаллические ТР обладают примитивной конструкцией и являются простыми устройствами.

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

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

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

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

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

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

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

Как выбрать тепловое реле

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

Основная формула для расчета номинального тока ТР:

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

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

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

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

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

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

Принцип работы теплового реле


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

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

  • нормально замкнутом;
  • нормально разомкнутом.

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

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

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

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

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

Характеристики реле


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

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

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

Процесс подключения


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

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

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

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

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

Резюме


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

Тепловое реле тока — устройство, характеристика и назначение

Тепловое реле тока – это один из защитных аппаратов, которые применяются в электроустановках, и защищает электродвигатель от перегрузки. В условиях повышенной нагрузки электродвигатель затрачивает много электрической энергии, существенно превышающей нормативные данные для электродвигателя. В продаже представлено несколько видов тепловых реле, каждый из которых обладает своими особенностями конструкции и областью применения.

Устройство теплового реле

Прежде всего, рассмотрим, из чего же состоит реле тепловой защиты. В основе функционирования реле лежит явление, описанное физическим законом Джоуля-Ленца -количество тепла выделяемое на участке электрической цепи пропорционально квадрату силы тока и сопротивления данного участка.
Такое явление успешно применяется в тепловом расцепителе. Небольшой участок цепи, который играет роль теплового излучателя, по спирали закручен на изолятор. Весь ток, который проходит через электрическую машину, поступает через этот участок. Прямо рядом со спиралью расположена биметаллическая пластина, сгибающаяся в процессе нагревания, и оказывающая действие на контактную группу. В составе пластины присутствует два разнородных металла, обладающих разным коэффициентом расширения при нагреве. При этом они объединены в один элемент.
Через проводники проходит три фазы питания на электрический мотор. Чтобы уменьшить ложное срабатывание от внешних действий, обмотку нагрева располагают сверху биметаллической пластины. Пластины упираются в подвижную планку, толкающую систему расцепителя. Сверху находится пружинный регулятор токовой установки, гарантирующий точную настройку пределов срабатывания, а также две группы контактов (открытые NO и закрытые NC).

Принцип теплового реле

Теперь стоит рассмотреть принцип работы теплового реле. Каждый электродвигатель оснащен табличкой с паспортными данными. Именно здесь указывают номинальную величину рабочего тока. Во многих механизмах, во время работы возможно превышение величины рабочего тока, в момент запуска, а также в рабочем процессе. Если такие перегрузы будут продолжаться длительное время, то обмотка перегревается и изоляция разрушается. Следовательно, двигатель очень скоро сломается.
Подключение теплового реле позволяет избежать такой проблемы. Тепловое реле действует на цепи управления, посредством отключения схемы, размыкания контактов, или подачей предупреждающего сигнала дежурному персоналу замыкая контакты. Устройство монтируют после пускового контактора в силовую цепь до электродвигателя, таким образом, осуществляя контроль проходящего тока.
Установка параметров осуществляется в большую сторону от номинального тока мотора, на уровне 10-20 %, исходя из паспортных данных. Отключается машина не сразу, а через определенное время. Это зависит от температуры окружающей среды и величины тока перегрузки. Время отключения составляет от 5 до 20 минут. Неправильно выбранный параметр станет причиной ложного срабатывания или игнорирования перегруза и, как следствие, выхода из строя оборудования.

Характеристика теплового реле

Тепловые реле нужно выбирать исходя из характеристик данного прибора, касающихся нагрузки и условий работы электромотора. Во время покупки вам нужно обратить внимание на следующие параметры:

  • величина номинального тока
  • граница регулировки тока сработки
  • показатель силового напряжения
  • количество и тип дополнительных контактов управления
  • уровень мощности при включении управляющих контактов
  • граница срабатывания
  • уровень чувствительности к перекосу фаз
  • класс отключения.

Схема подключения

Чаще всего схема подключения термореле к пускателю подразумевает использование постоянно замкнутого контакта, который работает последовательно с кнопкой «стоп» на пульте управления. Данный контакт маркируют буквами NC или НЗ.
Правильно подключенный контакт в такой схеме используется для подключения сигнализации или защиты электромотора. В более сложных схемах автоматического управления такой контакт используют для срабатывания алгоритма аварийной остановки цепи питания.
Невзирая на тип подключения электромотора и количество контакторов пускателя, подключение термореле к схеме проводится довольно просто. Термореле размещают следом за контакторами перед электрическим двигателем, и включается по последовательной схеме с кнопкой «стоп».

Плюсы и минусы

Среди достоинств термореле стоит выделить:

  • небольшой размер
  • небольшой вес
  • низкая цена
  • незамысловатая конструкция
  • длительный период эксплуатации.

Недостатками тепловых реле являются:

  • время от времени их нужно настраивать
  • также нужно периодически проверять.

Типы тепловых реле

Назначение теплового реле зависит от его типа. Сфера использования для каждого типа своя. Рассмотрим основные типы тепловых реле:

  • РТЛ. Такое трехфазное реле создано, чтобы защищать электродвигатель от перегрузок, перекоса фаз, затянутого пуска или заклинивания ротора. Оно монтируется на контакты пускатели ПМЛ или в качестве обособленного устройства с клеммами КРЛ
  • РТТ. Еще одно трехфазное реле, которое будет защищать короткозамкнутые моторы от токов перегрузки, перекоса фаз, заклинивания ротора мотора, затянутого запуска механизма. Его крепят на ПМА и ПМЕ пускатели. Кроме этого, его можно отдельно устанавливать на панель
  • РТИ. Это реле защищает электромотор от перегрузки, асимметрии фаз, длинного пуска и заклинивания машины. Тепловое реле натри фазы можно монтировать на пускатели серии КМТ и КМИ
  • ТРН — имеет две фазы. Такое реле осуществляет контроль режима работы и пуска. Отличительной особенностью является исключительно ручной возврат контактов. Работа прибора практически не зависит от температуры окружающей среды
  • РТК — контролирует температуру при помощи щупа, который находится в корпусе электроустановки. Этот прибор является термо-реле, и осуществляет контроль только одного параметра
  • РТЭ — реле плавления сплава. Проводник создан из сплава металла, и при конкретной температуре подвергается плавлению и механически разрывает цепь. Это тепловое реле встраивают прямо в контролируемое устройство.

Принцип действия электротеплового реле — Морской флот

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

Назначение и принцип работы

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

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

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

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

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

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

По вертикальной оси расположено время в секундах, через которое контакты разорвут цепь, а по горизонтальной – во сколько раз фактический ток превышает номинальный. Здесь мы видим, что при номинальном токе реле время работы реле стремится к бесконечности, при перегрузке уже в 1. 2 раза оно разомкнется примерно за 5000 секунд, при перегрузке по току в 2 раза – за 500 секунд, при перегрузке в 5-8 раз реле сработает за 10 секунд.

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

Принцип работы

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

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

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

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

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

Виды тепловых реле

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Такой способ подключения позволяет экономить место на дин рейке.

Схема подключения

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

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

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

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

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

На реле РТИ эти контакты размещены на передней панели:

NO – нормально-открытый – на индикацию;

NC – нормально-закрытый – на пускатель.

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

Выбор для конкретного двигателя

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

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

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

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

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

РТЛ-1008, токовый диапазон 2,4-4 А;

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

РТИ-1308, токовый диапазон 2,5. 4 А;

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

Методы регулировки реле

Шаг первый – определить уставку теплового реле:

N1 = (Iн – Iнэ)/cIнэ

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

Шаг второй – введение поправки на температуру окружающей среды:

где Т – температура окружающей среды, °С.

Шаг четвертый – выставить регулятор на нужное число делений N.

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

Проверка

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

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

2. Проверить при подключенной нагрузке с номинальным током.

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

4. Проверить, не согнуты ли нагреватели.

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

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

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

Схема проверочного стенда:

Краткое резюме

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

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

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

Что такое тепловое реле для электродвигателя

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

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

Принцип действия устройства

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

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

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

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

Виды тепловых реле

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

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

  • Особенности РТЛ-реле. Механизм устройства выполнен таким образом, что позволяет защищать нагрузку электродвигателя от перегрузок по току, а также в тех случаях, когда произошел обрыв фазы, и возникла фазовая асимметрия. Рабочий диапазон по току лежит в пределах 0. 10-86.00 ампер. Бывают модели, совмещенные с пускателями либо нет.
  • Особенности РТТ-реле. Назначением является защита двигателей асинхронных, где ротор коротко замкнут, от токовых скачков, а также в случаях несоответствия фаз. Бывают встроены в магнитные пускатели и в схемы, управляемые электроприводами.

Технические характеристики

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

К основным характеристикам относят:

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

Как подключить реле в схему

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

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

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

Выбор реле

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

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

Что нужно учитывать при установке реле

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

Чтобы избежать подобных ситуаций, следует придерживаться таких правил установки:

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

Заключение

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

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

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

Зачем нужны защитные аппараты?

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

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

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

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

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

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

Устройство и принцип работы ТР

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

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

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

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

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

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

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

Базовые характеристики токового реле

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

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

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

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

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

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

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

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

Виды реле тепловой защиты

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

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

РТЛ. Обеспечивают двигателям защиту в таких случаях:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Подключение, регулировка и маркировка

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

Схема подключения устройств

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

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

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

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

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

Тонкости регулировки релейных элементов

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

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

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

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

Настраивая базовые параметры, следует стремиться к таким показателям:

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

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

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

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

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

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

В первую очередь вычисляют поправку E1 без температурной компенсации:

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

Следующий шаг – определение поправки E2 на температуру окружающего воздуха:

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

Последний этап – нахождение суммарной поправки:

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

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

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

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

Маркировка электротепловых реле

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

Акцентировать внимание следует на отдельных моментах:

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

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

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

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

Выводы и полезное видео по теме

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

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

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

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

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

Тепловые реле. Виды и устройство. Работа и применение.

Как самостоятельно подключить тепловое реле — обзор схем

Основное назначение реле тепловой защиты заключается в защите двигателя от небольшой по величине, но продолжительной перегрузки по току. Поскольку перегрев двигателя происходит пропорционально квадрату потребляемого тока, то получается, что при увеличении потребляемого тока в 2 раза, нагрев увеличивается 4 раза (рис. 55.11).

Идеальным вариантом для работы двигателя было бы быстрое его отключение от сети при увеличении заданного значения силы тока. Но в этом случае может сработать тепловое реле защиты, поскольку сила тока в некоторые моменты может в 8 раз превышать номинальное значение. Таким образом, конструкция двигателя (основанная на трех биметаллических пластинах) предусматривает его запуск без каких-либо отключений. Это происходит за счет установки теплового реле нагревательного элемента, выбираемого с учетом времени, необходимого для отключения двигателя (согласно силе тока, который проходит через нагревательный элемент).

Кривая (рис. 55.12) отображает случай, когда биметаллические пластины нагревательного элемента горячие (если они будут холодными, то время отключения увеличится). Если тепловое реле настроено на 10 А и подаваемое напряжение составляет 10 А, то отключения не произойдет. Если ток увеличится до 15 А, то тепловое реле отключит двигатель через 80 с (при токе 40 А — 6 с, 60 А — 3 с).

На рис. 55.13 изображена кривая, показывающая вариант, когда тепловое реле не защищает трехфазный двигатель, а при обрыве одной из фаз. При потреблении оставшихся обмоток напряжения 10 А, двигатель будет отключен тепловым реле через 240 с. При увеличении тока до отметки в 15 А, отключение состоится через 40 с (если ток составит 20 А, то 18 с).

Мы видим, что тепловое реле настроенное на 10 А отключит двигатель при необходимости, но через длительный период времени. Таким образом, тепловое реле не следует настраивать на величину тока больше номинального значения (указано на табличке, прикрепленной к двигателю).

Если двигатель начинает потреблять тока меньше, чем указано на его корпусе, это будет значить, что его сила (указанная на корпусе) отвечает напряжению, которое двигатель потребляет при номинальном значении мощности. Если взять компрессор, работающий с , то в зимнее время потребляемый им ток будет меньшим, чем летом (давление больше). При этом, реле тепловой защиты должно быть настроено на максимальное значение потребляемой силы тока, которое не превышает цифры, указанные на корпусе.

Если перегрев двигателя вызван поломкой охлаждающего вентилятора (рис. 55.14), то тепловое реле не сможет реагировать на аномальное увеличение температуры двигателя и его обмоток. Аналогичная ситуация произойдет и при сильном загрязнении оребренного корпуса двигателя. обмоток будет происходить хуже, и перегрев двигателя неизбежен. При этом реле тепловой защиты не сможет предотвратить перегрев, поскольку потребляемый ток не повышается. Опасное повышение температуры может предотвратить только встроенная тепловая защита и вовремя отключить двигатель.

Другой причиной повышения потребляемого двигателем напряжения могут служить и механические неисправности. Увеличение силы тока со временем станет причиной отключения двигателя тепловым реле (встроенной тепловой защитой).

Напомним, что функции теплового реле для каждой обмотки двигателя разные. Из этого следует, что даже если три биметаллических пластинки нагрелись по-разному, то реле выключит двигатель (рис. 55.13).

Если речь идет об использовании трехфазного двигателя, то применение дифференциального межфазного реле имеет свои преимущества (рис. 55.15). В случае с однофазным двигателем, он потребует специальной схемы подключения.

Если произвести подключение реле согласно схеме, приведенной на рис. 55.15 (поз.2), то правая пластина не будет нагреваться, и спустя несколько минут после запуска двигателя реле его отключит. Из этого следует сделать вывод, что после подключения реле, все три биметаллические пластины должны пропускать одинаковый ток (поз. 3 рис. 55.15).

Стоит отметить, что использование теплового реле в электронагревателях является бесполезной затеей, поскольку данный тип потребителя рассчитан на постоянный ток. Если в электронагревателе произойдет короткое замыкание, то лучшим защитным средством станет обычный плавкий предохранитель (гораздо меньший по стоимости).

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

Принцип работы теплового реле


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

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

  • нормально замкнутом;
  • нормально разомкнутом.


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

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


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

Обратите внимание!

Описание приводится для теплового реле LR2 D1314. Другие варианты имеют схожее строение и схему подключения.


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


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

Обратите внимание! Тепловое реле не предназначено для защиты двигателя от короткого замыкания. Это связано с высокой скоростью пробоя. Пластины просто не успевают отреагировать. Для этих целей необходимо предусматривать специальные автоматические выключатели, которые также включаются в цепь питания.

Характеристики реле



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

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

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

Процесс подключения


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


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

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

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


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

Резюме


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

Согласно закону Джоуля-Ленца, количество тепла, выделяемое участком электрической цепи, пропорционально квадрату силы тока и сопротивлению этого участка. Это дает возможность создавать устройства, выполняющие небольшую механическую работу (например, по замыканию/размыканию контактной пары) при достижении силы тока на исследуемом участке цепи определенного значения. Подобные устройства получили название тепловых (электротепловых) реле или реле тепловой защиты.

Тепловое реле, как правило, служит для защиты (аварийного отключения и/или сигнализации об аварийной ситуации) электрических цепей и электрооборудования от повышения тока потребления сверх некого номинального (нормального) значения. Повышение тока потребления может свидетельствовать, например, о чрезмерной нагрузке на вал двигателя, межвитковом замыкании и т.д.

Биметаллическая пластина.

Факт того, что проводник с током греется, не дает возможность напрямую совершить какую-либо существенную механическую работу, так как степень нагрева нуждается в оценке, например, термодатчиком. Оказывается, есть возможность поступить проще, а именно «научить» проводник закономерно изменять свою геометрическую форму пропорционально изменению температуры.
Как известно, линейные размеры металлов при нагреве меняются. Известно также, что у разных металлов коэффициенты теплового расширения различные. Например, при нагреве на одно и то же значение температуры, полоска из металла, обладающего большим коэффициентом теплового расширения, удлиниться на большее значение, чем полоска из другого металла, коэффициент теплового расширения которого ниже. Если соединить вместе две одинаковые по форме полоски разнородных металлов, то, при изменении температуры, геометрическая форма этой конструкции тоже будет изменяться — изгибаясь и распрямляясь, в зависимости от температуры. Скрепленные воедино две пластины разнородных металлов получили название биметаллической пластины. Биметаллическая пластина, как своеобразный прибор для оценки силы тока по его нагреву и последующего воздействия на какой-либо исполнительный механизм, широко применяется в различных бытовых и промышленных устройствах автоматики.


Принцип работы биметаллической пластины.

Устройство теплового реле на примере ИЭК РТИ-1308.

Теория принципа действия теплового реле была вкратце рассмотрена выше, обратимся к практике. Вскроем корпус и разберемся с внутренним устройством низковольтного трехфазного теплового (тепломеханического) реле ИЭК РТИ-1308. Его основные технические характеристики представлены в таблице ниже.

Таблица. Основные технические характеристики теплового реле ИЭК РТИ-1308.

Принцип работы теплового реле РТИ можно описать следующим образом. При протекании электрического тока по биметаллическим пластинам (каждой из трех фаз предназначается своя пластина), происходит их нагрев. Чем выше ток, тем сильнее нагрев биметаллических пластин и, следовательно, больше их изгиб в определенную (конструктивно заданную) сторону. Изгибаясь, пластины давят на систему рычагов. При достижении хотя бы одной из трех пластин критического значения по углу изгиба, вследствие превышения на одной или нескольких фазах номинального установленного рабочего тока, происходит срабатывание исполнительного (контактного) механизма цепи управления, и контактные пары переводятся во взаимно противоположные состояния. В таком, нагретом до момента срабатывания реле, состоянии биметаллические пластины будут удерживать реле до тех пор, пока на все фазах тепловой ток не придет в норму. Ток снижается — биметаллические пластины охлаждаются, переводя систему рычагов в первоначальное состояние. Если у теплового реле активирован режим автоматического пуска, то контактные группы тоже автоматически переключаться в первоначальное состояние, если нет — нужно вручную включать реле после каждого его срабатывания. На фотографиях ниже можно увидеть процесс вскрытия РТИ-1308 и пояснения к нему.


Упаковка.


Вид сбоку (фото слева).
Вид на силовые контакты. Расстояния между контактами можно менять благодаря овальным отверстиям корпуса (фото справа).



Органы управления и настройки РТИ-1308.



Под шильдиком прячется подстроечный винт. Благодаря ему, происходит актуализация значений шкалы диска настройки тока.
Количество заводсткой краски, нанесенной на резьбу подстроечного винта, оказалось недостаточным (винт легко вращался на пару оборотов). Дополнительно закрашиваем резьбу цапонлаком (фото снизу).



Вскрываем корпус, подцепляя тонкой плоской отверткой пластмассовые защелки по периметру корпуса.
Вскрыть корпус, не отломив ни одной защелки, очень сложно — пластмасса хрупкая (фото справа внизу).


Корпус вскрыт.




Биметаллические пластины смешанного нагрева (ток идет через обмотку нагрева и через саму пластину).


Изгиб пинцетом любой биметаллической платины инициирует срабатывание реле. Чем выше установленный ток, тем сильнее нужно изгибать пластины.


Реле без биметаллических пластин.
Нажимаем пинцетом на рычаг — происходит срабатывание реле (фото справа).


Система рычагов для объединения изгибающих усилий пластин воедино по логическому закону «ИЛИ». То есть, изгиб хотя бы одной (любой) пластины вызывает пропорциональное смещение верхнего рычага системы.
Система находится в своём крайнем левом положении, соответствующем минимальному изгибу биметаллических пластин (фото слева).
Система находится в своём крайнем правом положении, соответствующем максимальному изгибу биметаллических пластин (фото справа).


Реле сработало (желтый Г-образный флажок в крайнем правом положении) и ждёт ручного пуска, так как синий переключатель в положении ручного управления (фото слева).
Нажимаем непосредственно на рычажок, идущий к контактным группам (фото справа).


Съём исполнительного механизма происходит путём откручиванием единственного винта.


Исполнительный механизм со стороны контактных групп.
При нажатии на кнопку «Стоп», происходит размыкание замкнутой пары контактов.



Время срабатывания теплового реле зависит от кратности превышения тока, то есть от того, во сколько раз реальный ток превысил установленный (см. график ниже).



График (кривые) срабатывания РТИ-1308 (фото сверху).
Схематичное обозначение РТИ-1308 (фото снизу).

Кнопкой «тест» можно сымитировать срабатывание реле, то есть принудительно перевести контактные пары исполнительного механизма в противоположные состояния. Таким образом, можно проверить лишь правильность работы каких-либо электронных устройств (например, ), коммутируемых тепловым реле. Всецело же корректность работы теплового реле проверяется только на специальном испытательном стенде с моделированием прохождения через реле различных токов, как ниже, так и выше установленного тока срабатывания реле.

В заключение, нужно сказать о трех важных вещах, касаемо тепловых (тепломеханических) реле. Во-первых, любое тепломеханическое реле имеет собственное (небольшое, но постоянное) потребление энергии, расходуемое на подогрев биметаллических пластин. Во-вторых, тепловое реле не предназначено для защиты от токов короткого замыкания, которому характерен сверхбыстрый рост тока. Это обусловлено относительно высокой инертностью биметаллических пластин, которые не способны нагреться так быстро. Для защиты от короткого замыкания, в паре с тепловыми реле, необходимо применять автоматические выключатели электромагнитного расцепления. В-третьих, ток срабатывания теплового реле зависит от температуры окружающей среды, условий охлаждения корпуса реле и прочих факторов. Таким образом, в качестве прецизионного устройства защиты, где требуется очень точная оценка электрического тока, тепловое реле тепломеханического типа использовать нельзя, погрешности весьма значительны.

Тепловое реле — это электронный аппарат, созданный для того, чтобы защищать электродвигатели от токовых перегрузок. Есть несколько наиболее распространенных типов реле термических: ТРН, РТТ, ТРП, РТЛ. Перегрузки очень сильно влияют на долговечность электроэнергетического оборудования. Для любого объекта есть зависимость величины тока от продолжительности его протекания. Эта зависимость характеризует надежность и время эксплуатации того или иного оборудования. Если протекает ток, который больше, чем номинальный, то это создает дополнительное старение изоляции вследствие увеличения температуры.

Тепловое реле с биметаллической пластиной

Пластинка такого термического реле состоит из двух пластов. Один имеет большую температуру нагревания (большой температурный коэффициент), другой — меньшую. Эти две части скреплены друг с другом в местах прилегания за счет сварки или же за счет проката в раскаленном состоянии. Тепловое реле базируется именно на работе этой пластины. Если она разогревается, то происходит ее изгиб в сторону материала с самым маленьким коэффициентом температурного расширения. Наиболее распространена хромоникелевая сталь либо немагнитная. Биметаллическая пластина у такого прибора, как реле тепловое, нагревается за счет того, что под воздействием тока нагрузки выделяется тепло в пластинке. Часто для усиления нагрева изготавливают специальный дополнительный нагреватель. Такой процесс называется комбинированным нагревом. Пластинка греется и с помощью нагревателя, обтекаемого током нагрузки, и за счет тепла от тока, проходящего через биметалл. Прогибаясь под действием тепла, пластинка свободным концом влияет на контакты реле и размыкает его.

Тепловое реле и его основные свойства

Как уже было сказано выше, основная черта реле — зависимость времени его срабатывания от токов нагрузки (времятоковая характеристика). При проверке этих значений следует учитывать то, из какого именно состояния будет срабатывать реле: из прохладного или из перегретого. При выборе всех этих параметров нужно четко представлять то, какие функции будет выполнять то или иное защитное устройство.


Тепловое реле и параметры его выбора

Выбирают этот агрегат, исходя из номинальных значений тока, нагрузки и напряжения. Также необходимо учесть времятоковую характеристику. Нагрев пластины находится в непосредственной зависимости и от температуры окружающей среды, поэтому, если температура сильно отличается от номинальной, необходимо или подбирать другой нагревательный элемент, или проводить плавную дополнительную регулировку реле. Прогиб самой пластины — обычно медленный процесс. Поэтому пластинка воздействует на контактную систему через специальное ускоряющее устройство. Тепловое реле РТЛ, предназначенное для защиты непосредственно электродвигателей и генераторов, может обеспечивать защиту от несимметричных составляющих тока и от выпадения фазы. Электротепловые и термические РТЛ могут быть установлены как вместе с пускателями, так и отдельно.

Тепловые реле — это электрические аппараты, предназначенные для защиты электродвигателей от токовой перегрузки. Наиболее распространенные типы тепловых реле — ТРП, ТРН, РТЛ и РТТ.

Принцип действия тепловых реле

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

При номинальном токе допустимая длительность его протекания равна бесконечности. Протекание тока, большего, чем номинальный, приводит к дополнительному повышению температуры и дополнительному старению изоляции. Поэтому чем больше перегрузка, тем кратковременнее она допустима. Кривая 1 на рисунке устанавливается исходя из требуемой продолжительности жизни оборудования. Чем короче его жизнь, тем большие перегрузки допустимы.

При идеальной защите объекта зависимость tср (I) для теплового реле должна идти немного ни-же кривой для объекта.

Для защиты от перегрузок, наиболее широкое распространение получили тепловые реле с .

Биметаллическая пластина теплового реле состоит из двух пластин, одна из которых имеет больший температурный коэффициент расширения, другая — меньший. В месте прилегания друг к другу пластины жестко скреплены либо за счет проката в горячем состоянии, либо за счет сварки. Если закрепить неподвижно такую пластину и нагреть, то произойдет изгиб пластины в сторону материала с меньшим. Именно это явление используется в тепловых реле.

Широкое распространение в тепловых реле получили материалы инвар (малое значение a) и немагнитная или хромоникелевая сталь (большое значение a).

Нагрев биметаллического элемента теплового реле может производиться за счет тепла, выделяемого в пластине током нагрузки. Очень часто нагрев биметалла производится от специального нагревателя, по которому протекает ток нагрузки. Лучшие характеристики получаются при комбинированном нагреве, когда пластина нагревается и за счет тепла, выделяемого током, проходящим через биметалл, и за счет тепла, выделяемого специальным нагревателем, также обтекаемым током нагрузки.

Прогибаясь, биметаллическая пластина своим свободным концом воздействует на контактную систему теплового реле.


Устройство теплового реле: а — чувствительный элемент, б — прыгающий контакт, 1 — контакты, 2 — пружина, 3 — биметаллическая пластина, 4 — кнопка, 5 — мостик

Время-токовые характеристики теплового реле

Основной характеристикой теплового реле является зависимость времени срабатывания от тока нагрузки (времятоковая характеристика). В общем случае до начала перегрузки через реле протекает ток Iо, который нагревает пластину до температуры qо.

При проверке времятоковых характеристик тепловых реле следует учитывать, из какого состояния (холодного или перегретого) происходит срабатывание реле.

При проверке тепловых реле надо иметь в виду, что нагревательные элементы тепловых реле термически неустойчивы при токах короткого замыкания.

Выбор тепловых реле

Номинальный ток теплового реле выбирают исходя из номинальной нагрузки электродвигателя. Выбранный ток теплового реле составляет (1,2 — 1,3) номинального значения тока электродвигателя (тока нагрузки), т. е.тепловое реле срабатывает при 20- 30% перегрузке в течении 20 минут.

Постоянная времени нагрева электродвигателя зависит от длительности токовой перегрузки. При кратковременной перегрузке в нагреве участвует только обмотка электродвигателя и постоянная нагрева 5 — 10 минут. При длительной перегрузке в нагреве участвует вся масса электродвигателя и постоянна нагрева 40-60 минут. Поэтому применение тепловых реле целесообразно лишь тогда, когда длительность включения больше 30 минут.

Нагрев биметаллической пластинки теплового реле зависит от температуры окружающей среды, поэтому с ростом температуры окружающей среды ток срабатывания реле уменьшается.

При температуре, сильно отличающейся от номинальной, необходимо либо проводить дополнительную (плавную) регулировку теплового реле, либо подбирать нагревательный элемент с учетом реальной температуры окружающей среды.

Для того чтобы температура окружающей среды меньше влияла на ток срабатывания теплового реле, необходимо, чтобы температура срабатывания выбиралась возможно больше.

Для правильной работы тепловой защиты реле желательно располагать в том же помещении, что и защищаемый объект. Нельзя располагать реле вблизи концентрированных источников тепла — нагревательных печей, систем отопления и т. д. В настоящее время выпускаются реле с температурной компенсацией (серии ТРН).

Конструкция тепловых реле

Прогиб биметаллической пластины происходит медленно. Если с пластиной непосредственно связать подвижный контакт, то малая скорость его движения, не сможет обеспечить гашение дуги, возникающей при отключении цепи. Поэтому пластина действует на контакт через ускоряющее устройство. Наиболее совершенным является «прыгающий» контакт.

В обесточенном состоянии пружина 1 создает момент относительно точки 0, замыкающий контакты 2. Биметаллическая пластина 3 при нагреве изгибается вправо, положение пружины изменяется. Она создает момент, размыкающий контакты 2 за время, обеспечивающее надежное гашение дуги. Современные контакторы и пускатели комплектуются с тепловыми реле ТРП (одно-фазное) и ТРН (двухфазное).

Тепловые токовые однополюсные реле серии ТРП с номинальными токами тепловых элементов от 1 до 600 А предназначены главным образом для защиты от недопустимых перегрузок трехфазных асинхронных электродвигателей, работающих от сети с номинальным напряжением до 500 В при частоте 50 и 60 Гц. Тепловые реле ТРП на токи до 150 А применяют в сетях постоянного тока с номинальным напряжением до 440 В.

Устройство теплового реле типа ТРП

Биметаллическая пластина теплового реле ТРП имеет комбинированную систему нагрева. Пластина нагревается как за счет нагревателя, так и за счет прохождения тока через саму пластину. При прогибе конец биметаллической пластины воздействует на прыгающий контактный мостик.

Тепловое реле ТРП позволяет иметь плавную регулировку тока срабатывания в пределах (±25% номинального тока уставки). Эта регулировка осуществляется ручкой, меняющей первоначальную деформацию пластины. Такая регулировка позволяет резко снизить число потребных вариантов нагревателя.

Возврат реле ТРП в исходное положение после срабатывания производится кнопкой. Возможно исполнение и с самовозвратом после остывания биметалла.


Высокая температура срабатывания (выше 200°С) уменьшает зависимость работы реле от температуры окружающей среды.

Уставка теплового реле ТРП меняется на 5% при изменении температуры окружающей среды на КУС.

Высокая ударо- и вибростойкость теплового реле ТРП позволяют использовать его в самых тяжелых условиях.

Тепловые реле РТЛ

Реле тепловое РТЛ предназначено для обеспечения защиты электродвигателей от токовых перегрузок недопустимой продолжительности. Они также обеспечивают защиту от не симметрии токов в фазах и от выпадения одной из фаз. Выпускаются электротепловые реле РТЛ с диапазоном тока от 0.1 до 86 А.

Тепловые реле РТЛ могут устанавливаться как непосредственно на пускатели ПМЛ, так и отдельно от пускателей (в последнем случае они должны быть снабжены клеммниками КРЛ). Разработаны и выпускаются реле РТЛ и клеммники КРЛ которые имеют степень защиты ІР20 и могут устанавливаться на стандартную рейку. Номинальный ток контактов равен 10 А.

Реле топловые РТТ предназначены для защиты трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором от перегрузок недопустимой продолжительности, в том числе возникающих при выпадении одной из фаз, а также от несимметрии в фазах.

Реле РТТ предназначены для применения в качестве комплектующих изделий в схемах управления электроприводами, а также для встройки в серии ПМА в целях переменного тока напряжением 660В частотой 50 или 60Гц, в целях постоянного тока напряжением 440В.

Устройство теплового реле. Разбираем ИЭК РТИ-1308

Согласно закону Джоуля-Ленца, количество тепла, выделяемое участком электрической цепи, пропорционально квадрату силы тока и сопротивлению этого участка. Это дает возможность создавать устройства, выполняющие небольшую механическую работу (например, по замыканию/размыканию контактной пары) при достижении силы тока на исследуемом участке цепи определенного значения. Подобные устройства получили название тепловых (электротепловых) реле или реле тепловой защиты.

Тепловое реле, как правило, служит для защиты (аварийного отключения и/или сигнализации об аварийной ситуации) электрических цепей и электрооборудования от повышения тока потребления сверх некого номинального (нормального) значения. Повышение тока потребления может свидетельствовать, например, о чрезмерной нагрузке на вал двигателя, межвитковом замыкании и т.д.

 

Биметаллическая пластина.

Факт того, что проводник с током греется, не дает возможность напрямую совершить какую-либо существенную механическую работу, так как степень нагрева нуждается в оценке, например, термодатчиком. Оказывается, есть возможность поступить проще, а именно «научить» проводник закономерно изменять свою геометрическую форму пропорционально изменению температуры.
Как известно, линейные размеры металлов при нагреве меняются. Известно также, что у разных металлов коэффициенты теплового расширения различные. Например, при нагреве на одно и то же значение температуры, полоска из металла, обладающего большим коэффициентом теплового расширения, удлиниться на большее значение, чем полоска из другого металла, коэффициент теплового расширения которого ниже. Если соединить вместе две одинаковые по форме полоски разнородных металлов, то, при изменении температуры, геометрическая форма этой конструкции тоже будет изменяться — изгибаясь и распрямляясь, в зависимости от температуры. Скрепленные воедино две пластины разнородных металлов получили название биметаллической пластины. Биметаллическая пластина, как своеобразный прибор для оценки силы тока по его нагреву и последующего воздействия на какой-либо исполнительный механизм, широко применяется в различных бытовых и промышленных устройствах автоматики.


Принцип работы биметаллической пластины.

 

Устройство теплового реле на примере ИЭК РТИ-1308.

Теория принципа действия теплового реле была вкратце рассмотрена выше, обратимся к практике. Вскроем корпус и разберемся с внутренним устройством низковольтного трехфазного теплового (тепломеханического) реле ИЭК РТИ-1308. Его основные технические характеристики представлены в таблице ниже.

Таблица. Основные технические характеристики теплового реле ИЭК РТИ-1308.

Характеристика силовой цепи Значение
Диапазон регулировки тока срабатывания 2,5–4 А
Стандартные рабочие напряжения 230, 400, 660 В
Максимальная частота переменного тока 400 Гц

Характеристика цепи управления Значение
Тип контактов 1 замкнутый + 1 разомкнутый
Максимальная коммутируемая мощность при напряжении 110 В 400 ВА
Максимальная коммутируемая мощность при напряжении 230 В 600 ВА
Максимальная коммутируемая мощность при напряжении 400 В 600 ВА

Принцип работы теплового реле РТИ можно описать следующим образом. При протекании электрического тока по биметаллическим пластинам (каждой из трех фаз предназначается своя пластина), происходит их нагрев. Чем выше ток, тем сильнее нагрев биметаллических пластин и, следовательно, больше их изгиб в определенную (конструктивно заданную) сторону. Изгибаясь, пластины давят на систему рычагов. При достижении хотя бы одной из трех пластин критического значения по углу изгиба, вследствие превышения на одной или нескольких фазах номинального установленного рабочего тока, происходит срабатывание исполнительного (контактного) механизма цепи управления, и контактные пары переводятся во взаимно противоположные состояния. В таком, нагретом до момента срабатывания реле, состоянии биметаллические пластины будут удерживать реле до тех пор, пока на все фазах тепловой ток не придет в норму. Ток снижается — биметаллические пластины охлаждаются, переводя систему рычагов в первоначальное состояние. Если у теплового реле активирован режим автоматического пуска, то контактные группы тоже автоматически переключаться в первоначальное состояние, если нет – нужно вручную включать реле после каждого его срабатывания. На фотографиях ниже можно увидеть процесс вскрытия РТИ-1308 и пояснения к нему.


Упаковка.


Вид сбоку (фото слева).
Вид на силовые контакты. Расстояния между контактами можно менять благодаря овальным отверстиям корпуса (фото справа).



Органы управления и настройки РТИ-1308.



Под шильдиком прячется подстроечный винт. Благодаря ему, происходит актуализация значений шкалы диска настройки тока.
Количество заводсткой краски, нанесенной на резьбу подстроечного винта, оказалось недостаточным (винт легко вращался на пару оборотов). Дополнительно закрашиваем резьбу цапонлаком (фото снизу).


 
Вскрываем корпус, подцепляя тонкой плоской отверткой пластмассовые защелки по периметру корпуса.
Вскрыть корпус, не отломив ни одной защелки, очень сложно — пластмасса хрупкая (фото справа внизу).

 


Корпус вскрыт.



Биметаллические пластины смешанного нагрева (ток идет через обмотку нагрева и через саму пластину).

 
Изгиб пинцетом любой биметаллической платины инициирует срабатывание реле. Чем выше установленный ток, тем сильнее нужно изгибать пластины.


Реле без биметаллических пластин.
Нажимаем пинцетом на рычаг — происходит срабатывание реле (фото справа).

 
Система рычагов для объединения изгибающих усилий пластин воедино по логическому закону «ИЛИ». То есть, изгиб хотя бы одной (любой) пластины вызывает пропорциональное смещение верхнего рычага системы.
Система находится в своём крайнем левом положении, соответствующем минимальному изгибу биметаллических пластин (фото слева).
Система находится в своём крайнем правом положении, соответствующем максимальному изгибу биметаллических пластин (фото справа).


Реле сработало (желтый Г-образный флажок в крайнем правом положении) и ждёт ручного пуска, так как синий переключатель в положении ручного управления (фото слева).
Нажимаем непосредственно на рычажок, идущий к контактным группам (фото справа).


Съём исполнительного механизма происходит путём откручиванием единственного винта.


Исполнительный механизм со стороны контактных групп.
При нажатии на кнопку «Стоп», происходит размыкание замкнутой пары контактов.


Все детали теплового реле ИЭК РТИ-1308.

Время срабатывания теплового реле зависит от кратности превышения тока, то есть от того, во сколько раз реальный ток превысил установленный (см. график ниже).



График (кривые) срабатывания РТИ-1308 (фото сверху).
Схематичное обозначение РТИ-1308 (фото снизу).

 

Кнопкой «тест» можно сымитировать срабатывание реле, то есть принудительно перевести контактные пары исполнительного механизма в противоположные состояния. Таким образом, можно проверить лишь правильность работы каких-либо электронных устройств (например, контактора), коммутируемых тепловым реле. Всецело же корректность работы теплового реле проверяется только на специальном испытательном стенде с моделированием прохождения через реле различных токов, как ниже, так и выше установленного тока срабатывания реле.

В заключение, нужно сказать о трех важных вещах, касаемо тепловых (тепломеханических) реле. Во-первых, любое тепломеханическое реле имеет собственное (небольшое, но постоянное) потребление энергии, расходуемое на подогрев биметаллических пластин. Во-вторых, тепловое реле не предназначено для защиты от токов короткого замыкания, которому характерен сверхбыстрый рост тока. Это обусловлено относительно высокой инертностью биметаллических пластин, которые не способны нагреться так быстро. Для защиты от короткого замыкания, в паре с тепловыми реле, необходимо применять автоматические выключатели электромагнитного расцепления. В-третьих, ток срабатывания теплового реле зависит от температуры окружающей среды, условий охлаждения корпуса реле и прочих факторов. Таким образом, в качестве прецизионного устройства защиты, где требуется очень точная оценка электрического тока, тепловое реле тепломеханического типа использовать нельзя, погрешности весьма значительны.

Похожие статьи:

Принцип работы и подключение теплового реле для электродвигателя

 

Для защиты электромоторов от перегрузок активно используются тепловые реле.

Хотя было создано довольно много видов этих приборов, область их применения практически аналогична.

При выборе теплового реле для электродвигателя необходимо знать особенности конструкции устройства, а также принцип его работы.

Начинающим электрикам, кроме этого, предстоит разобраться со схемами подключения прибора.

Блок: 1/6 | Кол-во символов: 402
Источник: https://220v.guru/elementy-elektriki/princip-raboty-i-podklyuchenie-teplovogo-rele-dlya-elektrodvigatelya.html

Разделы статьи

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 (1), пластины биметаллической (2), толкателя (3), пластины исполнительной (4), пружины (5), регулировочного винта (6), пластины компенсатора (7), контактов (8), эксцентрика (9), кнопки возврата (10)

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.

Приспособление 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 уставки обычно указан на щитке.

Блок: 2/8 | Кол-во символов: 2381
Источник: https://je7.ru/teplovoe-rele-dlya-elektrodvigatelya-princip-raboty-ustroystvo-kak-vybrat/

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!

 

 

Блок: 3/3 | Кол-во символов: 1269
Источник: https://samelectrik.ru/instrukciya-po-vyboru-teplovogo-rele-dlya-zashhity-elektrodvigatelya.htmlПринципиальные 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.

 

Блок: 3/3 | Кол-во символов: 2655
Источник: https://sesaga.ru/teplovaya-zashhita-elektrodvigatelya-elektroteplovoe-rele.html

Принцип работы

Познакомившись с конструкцией и типами устройств, необходимо разобраться с принципом работы теплового реле. На каждом электромоторе производитель устанавливает табличку с техническими характеристиками. Одной из наиболее важных среди них является показатель номинального рабочего электротока. Сегодня используется много агрегатов, во время пуска или работы которых это значение может существенно превышаться.

Если перегрузки наблюдаются в течение длительного временного отрезка, то возможен перегрев катушек, разрушение изоляционного слоя и последующий выход мотора из строя. Защитные ТР способны влиять на цепь управления, размыкая контакты либо подавая предупреждающий сигнал обслуживающему персоналу. Приборы монтируются в силовую электроцепь перед двигателем, чтобы иметь возможность контролировать показатель проходящего через агрегат тока.

Во время настройки защитного устройства параметры выставляются в бо́льшую сторону от номинального паспортного значения на величину от 10 до 20%. К вопросу настройки реле нужно подходить ответственно, так как разъединение цепи при перегрузке происходит не мгновенно. В зависимости от различных факторов для этого может потребоваться 5−20 минут.

Блок: 4/6 | Кол-во символов: 1213
Источник: https://220v.guru/elementy-elektriki/princip-raboty-i-podklyuchenie-teplovogo-rele-dlya-elektrodvigatelya.html

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.

Блок: 2/3 | Кол-во символов: 1094
Источник: https://samelectrik.ru/instrukciya-po-vyboru-teplovogo-rele-dlya-zashhity-elektrodvigatelya.html

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.

Блок: 5/8 | Кол-во символов: 1326
Источник: https://je7.ru/teplovoe-rele-dlya-elektrodvigatelya-princip-raboty-ustroystvo-kak-vybrat/

Выводы и полезное видео по теме

Схема эффективной защиты двигателя:

Составные части теплового реле:

Принцип взаимодействия различных приборов в разных моделях подключения теплового реле одинаков. Для лучшей ориентации в схемах с отличающимися друг от друга цифровыми и буквенными обозначениями важно его усвоить. В идеале все работы должен выполнять рабочий, имеющий допуск к работе в условиях высокого напряжения.

Блок: 8/8 | Кол-во символов: 446
Источник: https://je7.ru/teplovoe-rele-dlya-elektrodvigatelya-princip-raboty-ustroystvo-kak-vybrat/

Кол-во блоков: 11 | Общее кол-во символов: 15896
Количество использованных доноров: 4
Информация по каждому донору:

  1. https://samelectrik.ru/instrukciya-po-vyboru-teplovogo-rele-dlya-zashhity-elektrodvigatelya.html: использовано 2 блоков из 3, кол-во символов 2363 (15%)
  2. https://je7.ru/teplovoe-rele-dlya-elektrodvigatelya-princip-raboty-ustroystvo-kak-vybrat/: использовано 3 блоков из 8, кол-во символов 4153 (26%)
  3. https://220v.guru/elementy-elektriki/princip-raboty-i-podklyuchenie-teplovogo-rele-dlya-elektrodvigatelya.html: использовано 3 блоков из 6, кол-во символов 2549 (16%)
  4. https://sesaga.ru/teplovaya-zashhita-elektrodvigatelya-elektroteplovoe-rele.html: использовано 2 блоков из 3, кол-во символов 6831 (43%)
Принцип работы теплового реле

Конструкция теплового реле перегрузки

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

Принцип работы теплового реле

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

Конструкция теплового реле

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

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


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

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

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

Различные типы реле перегрузки

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

Что такое реле перегрузки?

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


Типы реле перегрузки

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

Тепловое реле перегрузки

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

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

Термореле перегрузки

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

Магнитное реле перегрузки

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

Магнитное реле перегрузки

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

Схема подключения реле перегрузки

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

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

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

Применения реле перегрузки

Приложения реле перегрузки включают следующее.

  • Реле перегрузки широко используется для защиты двигателя.
  • Реле перегрузки может использоваться для обнаружения как условий перегрузки, так и состояний неисправности, а затем объявления команд отключения для защитного устройства.
  • Реле перегрузки превратилось в микропроцессорные системы, а также в твердотельную электронику.
  • Реле перегрузки отключают устройство, когда оно потребляет слишком большой ток.

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

Источники изображений: Temco Industrial

Реле перегрузки — Принцип работы, типы, подключение

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

Реле перегрузки

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

Изображение: реле перегрузки

Определение реле перегрузки

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

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

Что такое перегрузка?

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

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

Принцип операция

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

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

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

Типы перегрузки реле

Реле перегрузки можно классифицировать следующим образом:

  1. Биметаллические тепловые реле перегрузки
  2. Электронные реле перегрузки

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

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

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

Работа электронного реле перегрузки

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

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

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

Детали теплового реле перегрузки

Помимо биметаллической ленты и контактов, обсуждаемых в Раздел принципа работы, в реле перегрузки есть еще несколько частей об этом нужно упомянуть.

Терминал

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

Установка диапазона ампер

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

Кнопка сброса

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

Выбор ручного / автоматического сброса

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

Вспомогательный контакт

Они снабжены двумя вспомогательными контактами — одним нормально разомкнутым (97-98) и другим нормально замкнутым (95-96). НО контакт предназначен для сигнализации отключения, а НЗ контакт — для отключения контактора. Контакты NC должны иметь возможность прямого переключения катушки контактора.

Тестовая кнопка

С помощью кнопки тестирования можно проверить проводку управления.

Символ реле перегрузки Символ теплового OLR

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

Что такое поездка Класс реле перегрузки?

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

Очень часто используются

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

Кредит: Шнайдер

Как пользоваться реле перегрузки в цепи?

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

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

Что вызывает отключение OLR?

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

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

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

Как реле перегрузки защищает от обрыва фазы?

Во время нормальной работы ток, протекающий через каждый полюс реле перегрузки к двигателю, остается неизменным. Если какая-либо из фаз прерывается, ток через две другие фазы возрастает до 1.73 раза выше нормального значения. Следовательно, реле перегрузки нагревается и срабатывает. Обрыв фазы также известен как однофазный двигатель или обрыв фазы.

Может OLR защитить от короткие замыкания?

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

Сводка

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

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

Теория и работа реле перегрузки CEP7 (S)

Технические советы и часто задаваемые вопросы

Теория и работа защиты от перегрузки, используемой в реле перегрузки CEP7 (S)

Вопрос:

Как твердотельные электронные реле перегрузки CEP7 (S) обнаруживают и реагируют на условия перегрузки в двигателе?
Как сбросить перегрузку?
Как быстро сбросится перегрузка?

Ответ:
Теория работы
Твердотельные реле

CEP7 (S) были разработаны для имитации профиля нагрева и охлаждения двигателя.Следовательно, точки отключения и сброса двигателя являются функцией температуры из-за теплового воздействия в виде электроэнергии.

Твердотельное реле перегрузки дублирует эффект нагрева за счет использования внутреннего конденсатора и алгоритма на печатной плате. По мере увеличения тока нагрузки конденсатор будет заряжаться до тех пор, пока не произойдет перегрузка и сработает реле перегрузки. Затем конденсатор будет медленно разряжаться, что будет представлять собой нормальное время охлаждения двигателя, прежде чем его можно будет безопасно перезапустить.

Сброс перегрузки
Твердотельные перегрузки

CEP7 (S) можно сбросить вручную или автоматически, но внутренний конденсатор устройства «запоминает» предыдущий тепловой уровень. Переключение трехфазного входа питания не приведет к сбросу реле перегрузки, так как это не повлияет на работу конденсатора. Например, вы не можете заставить конденсатор быстрее разрядиться, чтобы быстрее сбросить реле перегрузки.

Если устройство перезагружено слишком рано, реле перегрузки сработает очень быстро при повышенной нагрузке, если двигатель не успел должным образом остыть.

Нормально замкнутый контакт можно снова замкнуть в ручном режиме, нажав кнопку сброса. В автоматическом режиме нормально замкнутый контакт повторно замыкается самим реле перегрузки через внутренний механизм реле перегрузки

.
Время сброса

Время автоматического или ручного сброса различается, но для общих приложений можно ожидать времени сброса от 2 до 3 минут. По истечении этого периода времени нормально замкнутый контакт отключения может быть повторно замкнут, и запуск катушки контактора двигателя может быть осуществлен с помощью схемы управления, используемой с пускателем двигателя.

% PDF-1.7 % 2 0 obj > endobj 1056 0 объект > поток 10.8758.375852018-10-15T19: 23: 47.190ZPDF-XChange Core API SDK (7.0.325.1) 2986a3d117139ddb06b48bee9740c9c3be4c33ce2873875

  • страны: Канада
  • PDF-XChange Editor 7.0.325.12018-09-22T10: 36: 05.000Z2018-09-22T10: 36: 05.000Zapplication / pdf2018-10-17T13: 29: 09.417Z
  • язык: en
  • uuid: 63c03b9c-bcb9-4a89-8dd8-b5c4810bc8aauuid: ea282df2-5629-4eca-b8a3-1202050c3f47PDF-XChange Core API SDK (7.0.325.1)
  • mastertree: key_9182983 / key_9177773 / key_516907 / key_516908 / key_517079 / key_9177774 / key_517082 / key_1275242 / key_9178676
  • конечный поток endobj 5 0 obj > endobj 6 0 obj > endobj 9 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC / ImageI] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 10 0 obj > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 11 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 12 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 13 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 14 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 15 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 16 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 17 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 18 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 19 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC / ImageI] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 20 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 21 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 22 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 23 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 24 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 25 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 26 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC / ImageI] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 27 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 28 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 29 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 30 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC / ImageI] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 31 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC / ImageI] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 32 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 33 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 34 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 35 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 36 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 37 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 38 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 39 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 40 0 obj > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 41 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 42 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 43 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 44 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 45 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 46 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 47 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 48 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 49 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 50 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 51 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 52 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 53 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 54 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 55 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 56 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 57 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 58 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 59 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 60 0 obj > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 61 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 62 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 63 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 64 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 65 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 66 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 67 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 68 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 69 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 70 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 71 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 72 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 73 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 74 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 75 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 76 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 77 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 78 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 79 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 80 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 81 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 82 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 83 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 84 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 85 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 86 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 87 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 88 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 89 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC / ImageI] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 90 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 91 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 92 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 93 0 объект > / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC] / Properties> / XObject >>> / Rotate 0 / TrimBox [0 0 603 783] / Type / Page >> endobj 734 0 объект > поток HWIo cw.վ SZbLe.Ao ߾ wr5> ӓwӷ 焑 t9 | `| C ~ / oBq,; aSl0} LsCK & QL | 7GYNnw 𥅤) LW) V

    Обзор реле тепловой перегрузки

    I Что такое реле тепловой перегрузки?

    Тепловые реле перегрузки — это защитные электрические устройства, используемые для защиты двигателей или другого электрического оборудования и электрических цепей.

    Тепловое реле перегрузки в основном используется для защиты от перегрузки асинхронных двигателей. Принцип работы :

    после того, как ток перегрузки проходит через термоэлемент, биметаллический лист нагревается и изгибается, чтобы подтолкнуть механизм действия для приведения в действие контакта, тем самым отключая схему управления двигателем, чтобы выключить двигатель при отключенном питании, играя роль защиты от перегрузки .Поскольку теплопередача занимает много времени во время нагрева и изгиба биметаллического листа, тепловое реле перегрузки не может использоваться для защиты от короткого замыкания, а может использоваться только для защиты от перегрузки.

    Тепловое реле перегрузки широко используется в качестве компонента защиты двигателя от перегрузки из-за своего небольшого размера, простой конструкции и низкой стоимости.

    Принцип работы и символ теплового реле перегрузки

    Каталог

    II Состав тепловых реле перегрузки

    Тепловое реле перегрузки состоит из биметаллического листа , нагревательного элемента, механизма действия и контактной системы .Биметаллический лист изготавливается путем сварки двух слоев металлических листов с большой разницей в коэффициенте расширения. При использовании нагревательный элемент подключается последовательно к источнику питания двигателя, а контакт подключается последовательно в цепи управления катушкой контактора.

    Когда двигатель перегружен, ток большой, что вызывает нагрев и изгиб биметаллического листа. А через механизм действия подвижный контакт и статический контакт разъединяются, так что катушка контактора обесточивается, и двигатель отключается от источника питания.

    Рисунок 1. Устройство теплового реле перегрузки

    (1) Биметаллический лист : Биметаллический лист является наиболее важной частью теплового реле перегрузки. Он объединяет два металлических листа с разными коэффициентами линейного расширения путем механической прокатки.

    При комнатной температуре (то есть до нагрева) все обычно бывает плоским, как показано на Рисунке 2 (а). При повышении температуры металлический лист 1 (называемый активным слоем ) с большим коэффициентом линейного расширения пытается сделать большее расширение, в то время как металлический лист 2 с малым коэффициентом линейного расширения (так называемый ведомый слой ) можно сделать только меньшее расширение.Поскольку два слоя материалов плотно прикреплены и не могут быть растянуты свободно, биметаллический лист переходит из плоского состояния в изогнутое, как показано на Рисунке 2 (b). Таким образом, активный слой может расширяться немного больше, а управляемый слой — меньше. Это причина того, что биметаллический лист после нагрева может вызывать деформацию изгиба.

    Рисунок 2. Принцип действия биметаллической полосы

    (2) Нагревательный элемент : Нагревательный элемент обычно изготавливается из медно-никелевого сплава, хромоникелевого или хромо-алюминиевого сплава и т. Д., и его форма представляет собой нить, лист или ленту и т. д. Его функция заключается в использовании теплового эффекта, возникающего при прохождении электрического тока через резистивный нагревательный элемент, для приведения чувствительного элемента в движение.

    (3) Управляющие контакты , коэффициенты действия управляют контактами и системами действия или механизмами действия. В большинстве из них используется носовая пружина, пружина сжатия или механизм прыжка Лафи. Система действия часто оснащена устройством температурной компенсации, чтобы гарантировать, что рабочие характеристики теплового реле перегрузки остаются в основном неизменными в определенном диапазоне температур.

    (4) Механизм сброса: Есть ручной сброс и автоматический сброс, которые можно свободно регулировать в соответствии с требованиями использования.

    III Классификация теплового реле перегрузки

    По количеству фаз насчитывается трех типов тепловых реле перегрузки: однофазных, тепловых реле перегрузки, двухфазных реле тепловой перегрузки и трехфазных реле тепловой перегрузки .Каждый тип имеет разные характеристики и модели в зависимости от номинального тока нагревательного элемента. Трехфазные тепловые реле перегрузки часто используются в трехфазных двигателях переменного тока для защиты от перегрузки.

    По своему назначению трехфазные тепловые реле перегрузки бывают двух типов: типы без фазовой защиты и типы с фазной защитой.

    IV Характеристики тепловых реле перегрузки

    1. Характеристики защиты

    Поскольку время срабатывания контакта теплового реле перегрузки связано со степенью перегрузки защищаемого двигателя, прежде чем анализировать принцип работы теплового реле перегрузки, мы должны сначала уточнить взаимосвязь между током перегрузки двигателя и временем включения двигателя, когда допустимый рост температуры не превышен.Эта зависимость называется перегрузочной характеристикой двигателя.

    Когда во время работы двигателя возникает ток перегрузки, он неизбежно вызывает нагрев обмотки. Согласно соотношению теплового баланса, нетрудно сделать вывод, что время проводимости двигателя обратно пропорционально квадрату его тока перегрузки при допустимом повышении температуры:

    Рисунок 3. Взаимосвязь между временем проводимости и током перегрузки

    Чтобы приспособиться к характеристикам перегрузки двигателя и играть роль защиты от перегрузки, тепловое реле перегрузки должно иметь обратнозависимых характеристик времени .По этой причине в тепловом реле перегрузки должен быть установлен резистивный нагревательный элемент. Таким образом, тепловой эффект, создаваемый током перегрузки через резистивный нагревательный элемент, используется для приведения в действие чувствительного элемента, тем самым приводя в действие контактное действие для завершения защиты.

    Взаимосвязь между током перегрузки , проходящим через тепловое реле перегрузки, и временем срабатывания контакта теплового реле перегрузки называется характеристикой защиты теплового реле перегрузки, как показано на кривой , кривая 2 на рисунке 3. .Учитывая влияние различных ошибок, характеристика перегрузки двигателя и характеристика защиты реле представляет собой не одну кривую, а полосу. Очевидно, что чем больше погрешность, тем ремешок шире; чем меньше погрешность, тем уже ремешок.

    Из кривой , кривой 1 на рисунке видно, что когда двигатель перегружен, можно безопасно работать по кривой 1. Следовательно, характеристики защиты теплового реле перегрузки должны быть смежными с характеристиками перегрузки двигателя.Таким образом, если произойдет перегрузка, тепловое реле перегрузки сработает до того, как двигатель достигнет допустимого предела перегрузки, чтобы отключить питание двигателя, чтобы предотвратить повреждение.

    2. Прочие основные характеристики

    (1) Управляющий контакт

    Нормально разомкнутые и нормально замкнутые контакты реле тепловой перегрузки должны обеспечивать срабатывание цепи катушки контактора переменного тока более 1000 раз при указанном рабочем токе.

    (2) Ампер-секунда Характеристики

    Это также называется токово-временной характеристикой, которая представляет собой соотношение между временем срабатывания и протекающим током теплового реле перегрузки и обычно является характеристикой с обратнозависимой выдержкой времени. Чтобы надежно реализовать защиту двигателя от перегрузки, ампер-секундная характеристика теплового реле перегрузки должна быть ниже допустимой характеристики перегрузки двигателя.

    (3) Корректировка тока

    Диапазон регулировки тока тепловых реле перегрузки обычно составляет от 66% до 100%, а максимальный — от 50% до 100%.

    (4) Температурная компенсация

    Чтобы уменьшить ошибку действия, вызванную изменением температуры окружающей среды, необходимо принять меры по температурной компенсации.

    (5) Время возврата

    Время автоматического сброса реле тепловой перегрузки должно быть не более 5 минут, а время ручного сброса должно быть не более 2 минут.

    (6) Термическая стабильность

    Термическая стабильность — это способность выдерживать ток перегрузки . Требования к термостойкости термоэлемента следующие: при максимальном токе настройки 10-кратный максимальный ток настройки применяется к номинальному току 100 А и ниже, и в 8 раз максимальный ток настройки применяется к току настройки выше 100 А. После этого реле тепловой перегрузки должно надежно сработать 5 раз.

    В Причины срабатывания реле тепловой перегрузки

    Срабатывание реле тепловой перегрузки в основном вызвано перегрузкой или неправильным выбором .Реле тепловой перегрузки используется для защиты электроприборов от перегрузки. Дизайн должен соответствовать электроприборам. Если реле тепловой перегрузки слишком мало или электрическое оборудование имеет сопротивление, часто срабатывает перегрузка. После срабатывания реле тепловой перегрузки контактор потеряет питание и отключится.

    Другие причины:

    (1) Значение настройки теплового реле перегрузки слишком мало;

    (2) Слишком большой ток нагрузки двигателя, возможно короткое замыкание между витками или передаточная часть двигателя не является гибкой;

    (3) Низкое качество реле тепловой перегрузки или плохой контакт контактов.

    (4) Неудовлетворительное качество контактора или плохой контакт контактов.

    VI Как сбросить тепловые реле перегрузки после отключения

    Существует два способа сброса теплового реле перегрузки: ручной сброс и автоматический сброс.

    1. Ручной сброс

    После срабатывания защиты от перегрузки теплового реле перегрузки необходимо вручную нажать кнопку сброса, чтобы нормально замкнутый контакт снова замкнулся.Ручной сброс следует выполнить через 2-3 минуты после отключения, поскольку нагревательный лист для внутренней гибки нуждается в охлаждении.

    2. Автоматический сброс

    После срабатывания защиты реле от тепловой перегрузки нормально замкнутый контакт автоматически замыкается, и время автоматического сброса обычно составляет не более 5 минут.

    Метод сброса можно выбрать с помощью винта настройки сброса.

    Вставьте прямую отвертку в регулировочное отверстие на нижней стороне теплового реле перегрузки и затяните регулировочный винт сброса по часовой стрелке (до конца), что является методом автоматического сброса.Если вы ослабите винт регулировки сброса против часовой стрелки, так что винт откручивается на определенное расстояние, это становится ручным сбросом.

    Новое тепловое реле перегрузки обычно имеет кнопку регулировки на верхней крышке. Когда кнопка регулировки повернута на H , это ручной сброс, а когда кнопка регулировки повернута на A , это автоматический сброс.

    Рис. 4. Ручной и автоматический сброс

    Когда тепловое реле перегрузки используется для защиты двигателя от перегрузки, чтобы гарантировать, что нормально замкнутый контакт теплового реле перегрузки может быть сброшен и замкнут после устранения неисправности, тепловое реле перегрузки обычно настраивается на ручной сброс. режим.

    VII Меры предосторожности при использовании

    (1) Тепловое реле перегрузки может использоваться только для защиты двигателя от перегрузки и обрыва фазы, но не для защиты от короткого замыкания.

    (2) Выбор точки установки.

    ● Разница температур между местом установки реле тепловой перегрузки и защищаемого оборудования не должна быть слишком большой;

    ● В месте установки не должно быть источника вибрации;

    ● когда тепловое реле перегрузки установлено с другими электрическими приборами, чтобы на его рабочие характеристики не влияли другие нагревательные приборы, его следует устанавливать ниже.

    (3) Направление установки реле тепловой перегрузки должно быть таким же, как указано в руководстве по продукту, а отклонение не должно превышать 5 °.

    (4) Соединительный провод, используемый для теплового реле перегрузки, должен соответствовать техническим характеристикам. Если сечение соединительного провода слишком мало, осевая теплопередача будет медленной, и реле тепловой перегрузки выйдет из строя. Если соединительный провод слишком толстый, аксиальная теплопроводность происходит быстро, а реле тепловой перегрузки срабатывает медленно или отказывается двигаться.

    Материал проволоки — обычно медь , если используется проволока с алюминиевым сердечником, концы должны быть луженые.

    (5) Крепежные винты реле тепловой перегрузки должны быть затянуты, в противном случае контактное сопротивление и температура нагревательного элемента увеличатся, что приведет к неисправности реле тепловой перегрузки.

    (6) Реле тепловой перегрузки с автоматическим сбросом должно быть установлено в автоматическое положение, и оно автоматически сбрасывается через 3-5 минут после срабатывания защиты.Для реле тепловой перегрузки с ручным сбросом кнопка сброса должна быть нажата после срабатывания защиты.

    VIII Причины бездействия или неисправности

    Причины бездействия или неисправности теплового реле перегрузки следующие:

    1.

    Причины бездействия

    Причиной отказа теплового реле перегрузки по бездействию может быть:

    (1) текущее значение настройки слишком велико;

    (2) термоэлемент сгорел или запломбирован;

    (3) заедает механизм затвора или отваливается пряжка.

    (4) При ремонте ток уставки можно отрегулировать соответствующим образом в соответствии с допустимой нагрузкой, а термоэлемент или механизм действия можно отремонтировать.

    2.

    Причины неисправности

    Причины могут быть:

    (1) текущее значение настройки слишком мало;

    (2) тепловое реле перегрузки не согласовано с нагрузкой;

    (3) время запуска двигателя слишком велико или слишком много раз непрерывного запуска;

    (4) линия или нагрузка протекает или закорочено;

    (5) реле тепловой перегрузки подвержено сильным ударам или вибрации.

    Во время технического обслуживания мы должны выяснить причины и разумно отрегулировать ток уставки или заменить реле тепловой перегрузки, соответствующее нагрузке.

    Если двигатель или цепь неисправны, двигатель и цепь питания должны быть отремонтированы; если в рабочей среде слишком много вибраций, следует использовать реле тепловой перегрузки с антивибрационным устройством.

    IX Как выбрать реле тепловой перегрузки

    1. В принципе, характеристика ампер-секунда теплового реле перегрузки должна быть как можно ближе или даже совпадать с характеристикой перегрузки двигателя или с характеристикой перегрузки двигателя. И при этом на реле тепловой перегрузки не должно воздействовать (бездействие) в момент кратковременной перегрузки и пуска двигателя.

    2. Когда тепловые реле перегрузки используются для защиты двигателей при длительной работе или прерывистой длительной работе , они обычно выбираются в соответствии с номинальным током двигателя.Например, значение уставки реле тепловой перегрузки может быть равным 0,95-1,05 номинального тока двигателя, или среднее значение уставки тока реле тепловой перегрузки может быть равно номинальному току двигателя, а затем настроить.

    3. Когда тепловое реле перегрузки используется для защиты двигателя с помощью повторяющегося кратковременного режима , тепловое реле перегрузки имеет только определенный диапазон адаптируемости. Если за короткое время выполняется много операций, следует использовать реле тепловой перегрузки с трансформатором тока быстрого насыщения.

    4. Для специального рабочего двигателя с положительным и обратным вращением и частым включением и выключением тепловое реле перегрузки не должно использоваться в качестве устройства защиты от перегрузки, но должно быть защищено термореле или термистором, встроенным в двигатель. обмотка.

    Номера электрических устройств

    Номера устройств указаны в стандарте ANSI / IEEE C37.2 и используются для идентификации функций устройства, показанного на принципиальной схеме.

    1. Мастер-элемент

    Инициирующее устройство, такое как управляющий переключатель, которое работает либо напрямую, либо через другие разрешающие устройства для включения или отключения оборудования.

    2. Пусковое или замыкающее реле с задержкой времени

    Функции, обеспечивающие желаемое время задержки до или после любой точки срабатывания в последовательности переключения или в системе защитных реле.

    3. Реле проверки или блокировки

    Работает в соответствии с положением других устройств в оборудовании, чтобы разрешить выполнение или остановку последовательности операций.

    4. Главный контактор

    Служит для замыкания и размыкания необходимых цепей управления для ввода оборудования в работу в требуемых условиях и вывода его из эксплуатации при других или ненормальных условиях.

    5. Устройство остановки

    Используется для отключения оборудования и вывода его из строя, за исключением функции электрической блокировки (устройство 86) в ненормальных условиях.

    6.Пусковой выключатель

    Подключает машину к источнику пускового напряжения.

    7. Анодный автоматический выключатель

    Устройство, используемое в анодных цепях силового выпрямителя с основной целью прерывания цепи выпрямителя в случае возникновения дуговой дуги.

    8. Устройство отключения управляющего питания

    Ножевой выключатель, автоматический выключатель или выдвижной блок предохранителей, используемые для подключения и отключения источника управляющего напряжения к шине управления или части оборудования и от них, включая вспомогательный источник питания для небольших двигателей и нагревателей.

    9. Реверсивное устройство

    Используется для реверсирования поля машины или для выполнения любых других функций реверсирования.

    10. Переключатель последовательности установки

    Устройство, используемое для изменения последовательности, в которой блоки могут быть включены и выключены в конфигурациях с несколькими блоками.

    11. Многофункциональное устройство

    Выполняет три или более сравнительно важных функции, которые могут быть назначены только путем объединения нескольких из этих номеров функций устройства.Все функции, выполняемые устройством 11, должны быть определены в легенде чертежа или в списке определений функций устройства.

    12. Устройство превышения скорости

    Обычно переключатель скорости с прямым подключением, который работает при превышении скорости машины.

    13. Устройство синхронной скорости

    Устройство любого типа, которое работает примерно с синхронной скоростью машины, например центробежный переключатель, реле частоты скольжения, реле напряжения и реле минимального тока.

    14. Устройство пониженной скорости

    Работает, когда скорость машины падает ниже заданного значения.

    15. Устройство согласования скорости или частоты

    Функции для согласования и удержания скорости или частоты машины или системы, равной или приблизительно равной скорости или частоте другой машины, источника или системы.

    16. Устройство передачи данных

    Для устройства 16 буквы суффикса дополнительно определяют устройство: первая буква суффикса — «S» для последовательного порта или «E» для Ethernet.Последующие буквы: функция обработки безопасности «C» (например, VPN, шифрование), межсетевой экран или фильтр сообщений «F», функция управления сетью «M», маршрутизатор «R», коммутатор «S» и телефонный компонент «T». Таким образом, управляемый коммутатор Ethernet будет 16ESM.

    17. Маневровый или выпускной выключатель

    Служит для размыкания или замыкания шунтирующей цепи вокруг любого устройства, за исключением устройств, которые выполняют маневровые операции, которые могут потребоваться в процессе запуска машины.

    18. Устройство ускорения или замедления

    Замыкает или вызывает замыкание цепей, которые используются для увеличения или уменьшения скорости машины.

    19. Пусковой контактор

    Устройство, которое запускает или вызывает автоматический перевод машины из состояния запуска в рабочее состояние.

    20. Клапан

    Клапан с электрическим управлением, используемый в вакуумной, воздушной, газовой, масляной или аналогичной линии.

    21. Дистанционное реле

    Работает, когда полная проводимость, импеданс или реактивное сопротивление цепи увеличивается или уменьшается сверх заданных пределов.

    22. Автоматический выключатель эквалайзера

    Служит для управления или включения и отключения выравнивателя или токовых балансировочных соединений для машинного поля или для регулирования оборудования в многоблочной установке.

    23. Устройство контроля температуры

    Функционирует для повышения или понижения температуры машины или другого оборудования или любой среды, когда ее температура падает ниже или поднимается выше заданного значения.Представьте термостат, который включает обогреватель в распределительном устройстве.

    24. Реле вольт на герц

    Реле с мгновенной или временной характеристикой, которое срабатывает, когда отношение напряжения к частоте превышает заданное значение.

    25. Синхронизация или устройство проверки синхронизма

    Работает, когда две цепи переменного тока находятся в желаемых пределах частоты, фазового угла или напряжения, чтобы разрешить или вызвать параллельное соединение этих двух цепей.

    26. Аппарат Тепловой прибор

    Работает, когда температура оборудования, жидкости или другой среды превышает заданное значение: или если температура защищаемого устройства, такого как выпрямитель мощности, или любой среды снижается ниже заданного значения.

    27. Реле минимального напряжения

    Работает, когда заданное значение напряжения падает ниже заданного значения.

    28. Датчик пламени

    Устройство, контролирующее наличие пилотного или основного пламени такого оборудования, как газовая турбина или паровой котел.

    29. Разделительный контактор

    Используется специально для отключения одной цепи от другой в целях аварийной работы, обслуживания или тестирования.

    30. Реле сигнализатора

    Устройство без автоматического сброса, которое дает ряд отдельных визуальных указаний на функции защитных устройств и которое также может быть выполнено с возможностью выполнения функции блокировки.

    31. Устройство раздельного возбуждения

    Подключает цепь, такую ​​как поле шунта синхронного преобразователя, к источнику отдельного возбуждения во время последовательности запуска; или тот, который питает цепи возбуждения и зажигания силового выпрямителя.

    32. Реле мощности

    Устройство, которое работает с заданным значением потока мощности в заданном направлении или с обратной мощностью, возникающей в результате дуговой обратной дуги в анодной или катодной цепях выпрямителя мощности.

    33. Позиционный переключатель

    Включает или прерывает контакт, когда основное устройство или часть устройства, не имеющая номера функции устройства, достигает заданного положения.

    34. Главное устройство последовательности

    Устанавливает или определяет последовательность работы основных устройств в оборудовании во время запуска и остановки или во время других последовательных операций переключения, таких как многоконтактный переключатель с приводом от двигателя или устройство программирования, такое как компьютер.

    35. Щеточное или скользящее устройство короткого замыкания

    Используется для подъема, опускания или перемещения щеток машины, или для короткого замыкания контактных колец, или для включения или отключения контактов механического выпрямителя.

    36. Полярность или поляризационное напряжение

    Разрешает работу другого устройства только с заранее определенной полярностью или проверяет наличие поляризующего напряжения в оборудовании.

    37. Реле минимального тока или минимальной мощности

    Работает, когда ток или поток мощности снижается ниже заданного значения.

    38. Защитное устройство подшипника

    Работает при чрезмерной температуре подшипника или других ненормальных механических условиях, связанных с подшипником, которые в конечном итоге могут привести к чрезмерной температуре подшипника.

    39. Монитор механического состояния

    Работает при возникновении ненормального механического состояния, не охватываемого функцией 38 устройства, такого как чрезмерная вибрация, эксцентриситет, скачок расширения, наклон или повреждение уплотнения.

    40. Полевое реле

    Работает при заданном или аномально низком значении или отказе тока возбуждения машины, или при чрезмерном значении реактивной составляющей тока якоря в машине переменного тока, указывающей на возбуждение ненормально слабого поля.

    41. Полевой автоматический выключатель

    Используется для применения или снятия возбуждения поля машины.

    42. Рабочий выключатель

    Функции для подключения машины к источнику рабочего или рабочего напряжения.Эта функция также может использоваться для устройства, такого как контактор, который используется последовательно с автоматическим выключателем или другими средствами защиты поля, в первую очередь для частого размыкания и замыкания выключателя.

    43. Устройство ручного переключения или переключения

    Устройство с ручным управлением, которое переключает цепи управления для изменения схемы работы коммутационного оборудования или некоторых устройств.

    44. Пусковое реле последовательности установки

    Функционирует для запуска следующего доступного блока в многоблочном оборудовании при отказе или недоступности обычно предшествующего блока.

    45. Монитор атмосферных условий

    Функционирует при возникновении ненормальных атмосферных условий, таких как вредные пары, взрывоопасные смеси, дым или пожар.

    46. Реле тока обратной фазы или баланса фаз

    Работает, когда многофазные токи имеют обратную последовательность фаз, или когда многофазные токи несбалансированы или содержат компоненты обратной последовательности фаз, превышающие заданное значение.

    47.Реле чередования фаз или фазового баланса

    Работает на заданном значении многофазного напряжения в желаемой последовательности фаз.

    48. Реле неполной последовательности

    Возвращает оборудование в нормальное или выключенное положение и блокирует его, если нормальная последовательность запуска, работы или останова не завершена должным образом в течение заданного времени. Если устройство используется только для сигнализации, желательно обозначить ее как 48A (сигнализация).

    49. Термореле машины или трансформатора

    Работает, когда температура якоря машины или другой несущей обмотки или элемента машины или температура силового выпрямителя или силового трансформатора (включая трансформатор силового выпрямителя) превышает заданное значение.

    50. Реле мгновенного максимального тока или скорости нарастания

    Работает мгновенно при чрезмерном значении тока или чрезмерной скорости нарастания тока, что указывает на неисправность в защищаемом устройстве или цепи.

    51. Реле максимального тока переменного тока

    Реле с постоянной или обратной временной характеристикой, которое работает, когда ток в цепи переменного тока превышает заданное значение.

    52. Автоматический выключатель переменного тока

    Устройство, которое используется для замыкания и прерывания цепи питания переменного тока при нормальных условиях или для прерывания этой цепи при возникновении аварийной ситуации.

    53. Реле возбудителя или генератора постоянного тока

    Реле, которое заставляет возбуждение поля машины постоянного тока нарастать во время запуска или которое срабатывает, когда напряжение машины повышается до заданного значения.

    54. Высокоскоростной автоматический выключатель D-C

    Автоматический выключатель, который начинает снижать ток в главной цепи через 0,01 секунды или меньше после возникновения перегрузки по току постоянного тока или чрезмерной скорости нарастания тока.

    55. Реле коэффициента мощности

    Работает, когда коэффициент мощности в цепи переменного тока поднимается выше или опускается ниже заданного значения.

    56. Реле полевого применения

    Автоматически управляет приложением возбуждения поля к двигателю переменного тока в некоторой заранее определенной точке цикла скольжения.

    57. Устройство короткого замыкания или заземления

    Устройство переключения первичной цепи, которое функционирует для короткого замыкания или заземления цепи в ответ на автоматические или ручные действия.

    58. Реле неисправности устранения неисправности

    Работает, если один или несколько анодов силового выпрямителя не срабатывают, или для обнаружения и обратного дугового разряда, или при отказе диода проводить или блокировать должным образом.

    59. Реле максимального напряжения

    Работает с заданным значением перенапряжения.

    60. Реле баланса напряжения или тока

    Работает при заданной разнице напряжения или тока на входе или выходе, или от двух цепей.

    61. Реле или датчик плотности

    Работает при заданном значении или заданной скорости изменения плотности газа.

    62. Реле остановки или размыкания с выдержкой времени

    Реле с выдержкой времени, которое работает вместе с устройством, которое инициирует отключение, останов или размыкание в автоматической последовательности или в системе защитных реле.

    63. Реле давления

    Работает при заданных значениях давления жидкости или газа или при заданных скоростях изменения этих значений.

    64. Реле детектора земли

    Работает при отсутствии заземления изоляции машины или другого оборудования. Эта функция назначается только реле, которое обнаруживает прохождение тока от рамы машины или закрывающего корпуса или конструкции части устройства к земле или обнаруживает заземление на нормально незаземленной обмотке или цепи.Он не применяется к устройствам, подключенным во вторичной цепи трансформатора тока, во вторичной нейтрали трансформаторов тока, включенных в силовую цепь нормально заземленной системы.

    65. Губернатор

    Узел гидравлического, электрического или механического регулирующего оборудования, используемого для регулирования потока воды, пара или другой среды к первичному двигателю для таких целей, как запуск, скорость удержания, нагрузка или остановка.

    66.Устройство для надрезания или толкания

    Функции, разрешающие только определенное количество операций данного устройства или оборудования или определенное количество последовательных операций в течение заданного времени друг за другом. Это также устройство, которое функционирует для периодического включения цепи или на доли определенных временных интервалов, или которое используется для обеспечения прерывистого ускорения или толчкового режима машины на низких скоростях для механического позиционирования.

    67. Направленное реле максимального тока переменного тока

    Работает на желаемом значении перегрузки по току переменного тока, протекающего в заданном направлении.

    68. Реле блокировки

    Инициирует пилот-сигнал для блокировки отключения при внешних повреждениях в линии передачи или в другом устройстве при заранее определенных условиях или взаимодействует с другими устройствами для блокировки отключения или повторного включения при сбое в работе или при экономии энергии .

    69. Устройство разрешающего контроля

    Двухпозиционный переключатель с ручным управлением, который в одном положении позволяет включать выключатель или вводить оборудование в действие, а в другом положении предотвращает включение выключателя или оборудования.

    70. Реостат

    Устройство переменного сопротивления, используемое в электрической цепи с электрическим приводом или с другими электрическими принадлежностями, такими как вспомогательные, позиционные или концевые выключатели.

    71. Реле уровня жидкости или газа

    Действует при заданных значениях уровня жидкости или газа или при заданных скоростях изменения этих значений.

    72. Автоматический выключатель D-C

    Используется для замыкания и прерывания цепи питания постоянного тока при нормальных условиях или для прерывания этой цепи при неисправности или аварийных условиях.

    73. Нагрузочно-резистивный контактор

    Используется для шунтирования или вставки ступени ограничения нагрузки, сдвига или индикации сопротивления в силовой цепи, или для включения обогревателя в цепи, или для включения светового или рекуперативного нагрузочного резистора, силового выпрямителя или другой машины и вне цепи.

    74. Реле сигнализации

    Реле, кроме сигнализатора, как указано в функции устройства 30, которое используется для срабатывания или для работы в связи с визуальной или звуковой сигнализацией.

    75. Механизм изменения положения

    Механизм, который используется для перемещения основного устройства из одного положения в другое в оборудовании: например, для перемещения съемного блока выключателя в и из подключенных, отключенных и испытательных положений.

    76. Реле максимального тока D-C

    Работает, когда ток в цепи постоянного тока превышает заданное значение.

    77. Телеметрический прибор

    Передатчик, используемый для генерации и передачи в удаленное место электрического сигнала, представляющего измеряемую величину, или приемник, используемый для приема электрического сигнала от удаленного передатчика и преобразования сигнала для представления исходной измеренной величины.

    78. Реле для измерения фазового угла или защиты от асинхронного хода

    Работает с заданным фазовым углом между двумя напряжениями, между двумя токами или между напряжением и током.

    79. Реле повторного включения A-C

    Управляет автоматическим повторным включением и блокировкой прерывателя цепи переменного тока.

    80. Реле расхода жидкости или газа

    Работает при заданных значениях расхода жидкости или газа или при заданных скоростях изменения этих значений.

    81. Реле частоты

    Работает на заданном значении частоты (ниже, выше или выше нормальной системной частоты) или скорости изменения частоты.

    82. Реле повторного включения D-C

    Управляет автоматическим включением и повторным включением прерывателя цепи постоянного тока, как правило, в ответ на условия цепи нагрузки.

    83. Реле автоматического селективного управления или переключения

    Используется для автоматического выбора между определенными источниками или условиями в оборудовании или автоматически выполняет операцию передачи.

    84. Рабочий механизм

    Полный электрический механизм или сервомеханизм, включая рабочий двигатель, соленоиды, позиционные переключатели и т. Д., Для переключателя ответвлений, индукционного регулятора или любого подобного устройства, которое иначе не имеет номера функции устройства.

    85. Реле приемника несущей или контрольной проводки

    Реле, которое срабатывает или ограничивается сигналом, используемым в связи с направленной ретрансляцией неисправности контрольного провода постоянного тока или несущего тока.

    86. Реле блокировки

    Ручное или электрически сбрасываемое реле или устройство, которое функционирует для отключения или вывода оборудования из строя, или того и другого при возникновении ненормальных условий.

    87. Реле дифференциальной защиты

    Функционирует от процента, фазового угла или другой количественной разности двух токов или некоторых других электрических величин.

    88. Вспомогательный двигатель или двигатель-генератор

    Используется для управления вспомогательным оборудованием, таким как насосы, воздуходувки, возбудители, вращающиеся магнитные усилители и т. Д.

    89. Линейный переключатель

    Переключатель, используемый в качестве разъединителя, выключателя нагрузки или разъединителя в силовой цепи переменного или постоянного тока, когда это устройство работает от электричества или имеет электрические аксессуары, такие как вспомогательный переключатель, магнитный замок и т. Д.

    90. Регулирующее устройство

    Функции для регулирования количества или величин, таких как напряжение, текущая мощность, скорость, частота, температура и нагрузка при определенном значении или между определенными (обычно близкими) пределами для машин, соединительных линий или другого оборудования.

    91. Реле направления напряжения

    Срабатывает, когда напряжение на размыкателе цепи или контакторе превышает заданное значение в заданном направлении.

    92. Реле направления напряжения и мощности

    Разрешает или вызывает соединение двух цепей, когда разница напряжений между ними превышает заданное значение в заданном направлении, и вызывает отключение этих двух цепей друг от друга, когда мощность, протекающая между ними, превышает заданное значение в противоположном направлении.

    93. Переключающий контактор

    Функции для увеличения или уменьшения за один шаг значения возбуждения поля в машине.

    94. Реле отключения или отключения

    Функции для отключения автоматического выключателя, контактора или оборудования или для разрешения немедленного отключения других устройств; или для предотвращения немедленного повторного включения прерывателя цепи, если он должен размыкаться автоматически, даже если его замыкающая цепь остается замкнутой.

    95. Для конкретных приложений, где другие номера не подходят

    96. Реле блокировки отключения шинопровода

    97-99. Для особых случаев, когда другие номера не подходят

    Вспомогательные устройства

    Эти буквы обозначают отдельные вспомогательные устройства, например:

    • C — Реле включения или контактор
    • CL — Вспомогательное реле, замкнуто (запитано, когда главное устройство находится в замкнутом положении).
    • CS — Переключатель управления
    • D — Переключатель или реле положения «вниз»
    • L — Реле опускания
    • 1. — Реле размыкания
    • OP — Вспомогательное реле, разомкнутое (запитано, когда основное устройство находится в разомкнутом положении).
    • PB — Кнопка
    • R — Реле подъема
    • U — Переключатель или реле положения «вверх»
    • X Вспомогательное реле
    • Y Вспомогательное реле
    • Z Вспомогательное реле

    Банкноты
    • Номера устройств могут быть объединены, если устройство обеспечивает несколько функций, таких как реле максимального тока переменного тока мгновенного действия / с выдержкой времени, обозначенное как 50/51.
    • Буква или цифра суффикса могут использоваться с номером устройства. Например, суффикс N используется, если устройство подключено к нейтральному проводу (59N в реле используется для защиты от смещения нейтрали).
    • Суффиксы X, Y, Z используются для вспомогательных устройств. Точно так же суффикс «G» может обозначать «землю», следовательно, «51G» — это реле заземления максимального тока с выдержкой времени. Суффикс «G» также может означать «генератор», следовательно, «87G» означает реле дифференциальной защиты генератора.
    • Суффикс «T» может обозначать «трансформатор», следовательно, «87T» — это дифференциальное защитное реле трансформатора. «F» может обозначать «поле» на генераторе или «предохранитель», как в защитном предохранителе для пускового трансформатора.
    • Суффиксы используются для различения нескольких «одинаковых» устройств в одном оборудовании, например 51-1, 512.
    • При управлении выключателем с помощью схемы управления реле X-Y, реле X является устройством, основное устройство которого
    • Контакты
    • используются для подачи питания на замыкающую катушку или устройство, которое каким-либо другим образом, например, посредством высвобождения накопленной энергии, заставляет выключатель замыкаться.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *