Для чего применяется тепловое реле: принцип работы, конструкция, обозначение на схеме

принцип работы, конструкция, обозначение на схеме

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

Конструкция

Современный рынок электрооборудования предлагает огромный выбор тепловых реле различного принципа действия, как следствие, будет отличаться и их конструктивное исполнение. Однако, в соответствии с  п.3.2. ГОСТ 16308-84 все технические параметры конкретной модели должны соответствовать данному типу по габаритам, исполнению и принципиальной схеме этого типа.

Наиболее распространенным вариантом за счет простоты исполнения и относительной дешевизны является электротепловое реле на биметаллической пластине. Конструкция которого приведена на рисунке 1.

Рис. 1. Конструкция теплового реле

Как видите, в состав механизма входят:

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

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

Принцип работы

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

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

Рис. 2. Принцип действия температурного реле

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

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

Обозначение на схеме

При чтении схем важно ориентироваться в обозначении всех устройств, изображенных на них. Это позволяет обеспечивать точное подключение с соблюдением основных параметров работы электроустановки, селективности срабатывания защит и поддерживать нормальный режим электроснабжения. Изображение теплового реле на схемах определяется положениями двух нормативных документов. В соответствии с таблицей 3

ГОСТ 2.755-87 контакты данного вида оборудования изображаются следующим образом (рисунок 3):

Рис. 3. Изображение контакта термореле

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

Рис. 4. Воспринимающая часть электротеплового реле

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

Виды

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

В зависимости от количества рабочих полюсов встречаются:

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

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

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

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

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

Назначение

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

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

Технические характеристики

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

К основным техническим данным теплового реле относятся:

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

Схемы подключения

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

Рис. 5. Схема включения теплового реле

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

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

Рис. 6. Схема включения двухполюсного реле

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

Рис. 7. Схема трансформаторного включения

Критерии выбора

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

I_сраб = 1,2*I_ном

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

Рис. 8. Время-токовая характеристика

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

Использованная литература

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

Тепловое реле: схема подключения, принцип работы, назначение

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

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

Схема подключения теплового реле

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

Принцип работы теплового реле

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

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

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

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

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

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

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

Всё о тепловых реле, расчет и выбор теплового реле для защиты двигателя

Всё о тепловых реле, расчет и выбор теплового реле для защиты двигателя

Тепловое реле — реле, которое реагирует на изменение тепловых величин (температуры, теплового потока и т.п.).

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

Назначение и принцип работы

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

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

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

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

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

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

По вертикальной оси расположено время в секундах, через которое контакты разорвут цепь, а по горизонтальной – во сколько раз фактический ток превышает номинальный. Здесь мы видим, что при номинальном токе реле время работы реле стремится к бесконечности, при перегрузке уже в 1.2 раза оно разомкнется примерно за 5000 секунд, при перегрузке по току в 2 раза – за 500 секунд, при перегрузке в 5-8 раз реле сработает за 10 секунд.

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

Принцип работы

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

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

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

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

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

Виды тепловых реле

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Такой способ подключения позволяет экономить место на дин рейке.

Схема подключения

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

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

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

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

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

На реле РТИ эти контакты размещены на передней панели:

• NO – нормально-открытый – на индикацию;
• NC – нормально-закрытый – на пускатель.

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

Выбор для конкретного двигателя

Допустим, у нас есть двигатель АИР71В4У2. Его мощность 0.75 кВт. У нас есть трёхфазная сеть с линейным напряжением 380В. Двигатель рассчитан на 220В, если соединить обмотки треугольником и 380В, если звездой. Номинальный ток такого двигателя с обмотками соединенными по схеме звезды 1. 94А. Полная информация содержится на его шильдике, который вы видите на фото ниже.

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

Iреле=IН*1.2…1.3

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

Iреле=1.94*1.3=2.522

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

• РТЛ-1007, с токовым диапазоном 1.5-2.6 А;
• РТЛ-1008, токовый диапазон 2,4-4 А;
• РТИ-1307, токовый диапазон 1,6…2,5 А;
• РТИ-1308, токовый диапазон 2,5…4 А;
• ТРН-25 3,2А (с помощью регулятора можно понизить или повысить ток на 25%).

Методы регулировки реле

Шаг первый – определить уставку теплового реле:

N1 = (Iн – Iнэ)/cIнэ

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

Шаг второй – введение поправки на температуру окружающей среды:

N2 = (T – 30)/10

где Т — температура окружающей среды, °С.

Шаг третий:

N = N1 + N2

Шаг четвертый – выставить регулятор на нужное число делений N.

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

Проверка

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

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

2. Проверить при подключенной нагрузке с номинальным током.

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

4. Проверить, не согнуты ли нагреватели.

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

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

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

Схема проверочного стенда:

Краткое резюме

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

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

Ранее ЭлектроВести писали, что компания Schneider Electric, мировой эксперт в управлении энергией и автоматизации, представляет обновление линейки термомагнитных автоматических выключателей электродвигателей TeSys GV3 — TeSys GV3P73 и GV3P80, рассчитанных на токи 73 A и 80 A соответственно, которые дополнят серию GV3P и полностью заменят серию GV3ME80, снимаемую с производства.

По материалам: electrik.info.

Тепловое реле: виды, принцип действия, подключения

При работе различных электрических механизмов требуется его защита. Защита нужна при неприемлемых токовых перегрузках, происходящих на протяжении долгого времени. Кроме этого электродвигатель может выйти из строя по причине обрыва одной из фаз или разрушения обмотки вследствие межвиткового замыкания. В этом случае используется тепловое реле.

Защитное устройство — тепловое реле

Название оно свое получило благодаря принципу действия, который во многом схож с автоматическим выключателем. При этом нагреваются биметаллические пластины, разрывающие электрическую цепь.

Читайте также на сайте:

Тепловое реле — технические характеристики

Для того чтобы выбрать подходящее тепловое реле необходимо подобрать его по техническим характеристикам, которые должны соответствовать существующей нагрузке и требованиям, необходимым для эксплуатации электрического механизма.

К таким характеристикам относятся:

• номинальный ток защиты;
• напряжение электрической сети;
• мощность коммутирования контактных соединений;
• показатель чувствительности к перекосу фаз.

Важными показателями являются также:

• границы регулирования срабатывания установленного тока;
• число и тип дополнительных элементов;
• порог срабатывания;
• класс отключения.

Номинальный ток защитного устройства должен соответствовать номинальному току электродвигателя, который указан на его корпусе. Сетевое напряжение прибора должно быть идентично показателю электрической сети, в которую будет подключен электромотор.

Необходимо обратить внимание на тип и количество клемм, по причине различных способов подключения. Защитное приспособление должно также соответствовать мощности электродвигателя с целью исключения ложных срабатываний.

Виды теплового реле

Существует несколько видов реле, которые отличаются своими техническими показателями, а также областью применения.

Современное тепловое реле

1. РТЛ – имеет конструкцию трехфазного механизма. Ее используют для защиты электрических моторов при высоких нагрузках, фазных перекосов, затяжном запуске. Устройство этого вида подключается через клеммы электромагнитных пускателей, или как отдельный механизм.
2. РТТ – приспособление, которое содержит три фазных провода. Применяется для производства механизмов безопасности. Тепловое реле ограждает моторы от затяжных запусков, а также их заклинивания. Устанавливается посредством пускателей или как самостоятельное оборудование.
3. РТИ – источником питания для таких реле является электролиния, имеющая три фазы. Применяется в качестве защиты электрических моторов от интенсивного режима. Располагается в корпусе электромагнитных пускателей типа КМТ или КМИ.
4. ТРП – имеет однополюсную конструкцию и номинальный ток от 1-600А. Прибор защищает трехфазные асинхронные электродвигатели от высоких нагрузок. При этом тепловое реле, которое имеет величину тока 150А, используются в электрических сетях, обладающих постоянным током и напряжением до 440 вольт.

Реле оснащено регулировкой изгиба пластины. Благодаря этому возможно изменять предельные границы срабатывания до 5%. Помимо этого устройство срабатывает при превышении тепловой характеристики 200 градусов, что позволяет его установку в районах с различным температурным режимом.

Корпус реле устойчив к ударам и вибрациям, что дает возможность применять его в напряженных механических условиях.

Как работает тепловое реле

Теплового реле комплектуется двумя биметаллическими пластинами, произведенные из соединения железа с никелем и латунью. При этом у них различная степень расширения. Участок их соприкосновения тщательно приваривается или припаивается. В процессе нагревания пластина сгибается и начинает контактировать с блоком управления. Нагревание происходит благодаря протеканию тока сквозь нагревательный элемент к двигателю.

Согнутая пластина посредством толкателя действует на тепловой элемент компенсатора, размыкающего контакты. При этом тепловая пластина компенсатора выгибается в обратном направлении. Регулировка ее происходит при помощи винта. На переключателе тока имеется шкала с пятью делениями в одну и обратную сторону. Токовый показатель регулируется посредством изменения промежутка промеж толкателя и биометрической пластиной компенсатора.

В случае обрыва одной из фаз в механизме, имеющем три фазы, две другие фазы берут нагрузку на себя. Ток при этом в фазах повышается, обмотки нагреваются и реле срабатывает.

После срабатывания защитного прибора нужно дать время, чтобы остыл расцепитель. Кроме этого необходимо выяснить причину срабатывания визуально осмотрев его. Также для того, чтобы увеличить срок службы прибора, рекомендуется периодически производить проверку и при необходимости проводить ремонт.

Тепловое реле — подключение

В большинстве случаев тепловое реле устанавливается вместе с электромагнитным пускателем. При этом последний предназначен для коммутации и запуска электродвигателя. Некоторые виды реле, такие как ТРН и РТТ устанавливаются отдельными модулями на дин-рейку. Устройство ТРН имеет всего два входа, а фазных элементов три.

Качественное тепловое реле

В этом случае лишний фазный провод подключается с магнитного пускателя на электродвигатель, не заходя в тепловое реле. Одновременно с этим величина тока в двигателе изменяется одинаково во всех трех фазных проводниках. Посему вести контроль можно только за двумя фазами.

Реле комплектуется парой групп клемм, которые находятся в нормально открытом и нормально замкнутом состоянии.

Перед установкой необходимо обесточить электрическую сеть и удостовериться в этом посредством индикаторной отвертки. Далее необходимо установить параметры напряжения катушки. Они нанесены на корпус электродвигателя. При напряжении в 220В на клеммы защитного устройства подается фазные и нулевые проводники. При напряжении в 380В – имеется два разноименных фазных провода.

Для подсоединения данного устройства нужно воспользоваться кнопкой Пуск и Стоп. Наряду с этим Пуск имеет всегда разъединенные контакты, а Стоп – всегда замкнутые. Защитный прибор устанавливается между пускателем и электромотором. Подсоединение происходит к выводам пускателя.

Тепловое реле оснащено вспомогательными контактами, посредством которых устройство подсоединяется к катушке магнитного пускателя последовательно.

Далее запускается механизм, при этом включается кнопка Пуск.

Тепловое реле перегрузки JR28-25 0,4…0,63А

Характеристики силовой цепи
Номинальное напряжение изоляции Ui		690В
Номинальное импульсное напряжение Uimp		6кВ
Класс срабатывания защиты		10А
Диапазон уставок		0,4…0,63А
Присоединение	гибкий кабель без наконечника	1×1,5. ..10 мм2
	гибкий кабель с наконечником	1×1…4 мм2
	жесткий кабель без наконечника	1×1…6 мм2
Момент затяжки		1,85 Н·м
Характеристики встроенных дополнительных контактов
Ток термической стойкости		5А
Максимальная мощность катушки контактора	24В АС	100ВА
	48В АС	200ВА
	110В АС	400ВА
	220В АС	600ВА
	380В АС	600ВА
	600В АС	600ВА
Защита от короткого замыкания		предохранитель gG на 5А
Присоединение	гибкий кабель без наконечника	1×1…2,5 мм2/2×1…2,5 мм2
	гибкий кабель с наконечником	1×1…2,5 мм2/2×1. ..2,5 мм2
	жесткий кабель без наконечника	1×1…2,5 мм2/2×1…2,5 мм2
Момент затяжки		1,2 Н·м
Характеристики эксплуатации
Степень защиты		IP2X
Рабочая температура		-30°C…+55°C
Температура хранения		-60°C…+70°C
Рабочие характеристики
Повторный взвод	ручной или автоматический режим	Выбор режима с помощью переключателя, расположенного на передней панели реле
Сигнализация	на передней панели	Индикатор срабатывания
Функция «Остановка»	реле может быть заблокировано в положении STOP	Нажатие кнопки STOP: − изменяет положение НО контакта; − не изменяет положение НЗ контакта.
Функция «Тестирование»	приводится в действие нажатием отверткой на кнопку TEST	При нажатии кнопки TEST: − проверяются цепи управления; − имитируется срабатывание реле при перегрузке (изменяются положения НО и НЗ контактов, срабатывает индикатор).

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.

Тепловые реле. виды и устройство. работа и применение

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.

Существующие типы устройств

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Метки

5АЗМВ
DIALux
Ex
PLC
Аттестация
Боты диэлектрические
Взрывобезопасность
Галоши
Двухсторонний выключатель
Заземление
Изолированный инструмент
Инструктаж
Испытания
Кабель
Клещи изолирующие
Ковры резиновые
Контактор
Лестницы
Оперативные переговоры
Оперативный журнал
Освещение
ПРА
Перчатки диэлектрические
Проверка знаний по электробезопасности
Прогрузка ТРН
Ревизия контактов
Ремонт ПМЕ
СИЗ
СТДП
Тепловое реле ТРН
УЗО
Указатель напряжения
Фото АД 5000 кВт
Штанга изолирующая
Электробезопасность
Электродвигатель
Электроизмерительные клещи
Энергосбережение
виды ремонтов
график ППР
двухстороннее управление освещением
кабельная муфта
настройка ТРН
прием в эксплуатацию
трансформаторы

Виды прессостатных устройств

Выпускается два основных варианта прибора. Пневмомеханическая часть у них идентична, различие определяется в способе замыкания контактов при движении штока:

• Нормально замкнутые (НЗ). применяется при прямом управлении цепью двигателя малой и средней мощности.
• Нормально разомкнутые (НР). Движение штока замыкает контакты при достижении предельного давления. Обратное движение размыкает их при его снижении. Контакты используются для управления более мощным реле, запускающим и останавливающим электромотор. Схема получается более сложной, но снижается нагрузка на контакты прессостата, увеличивается ресурс.

При замене реле нужно внимательно проверить, чтобы его вид соответствовал электрической схеме компрессора. его тип.

Что делать, если паспортные данные не известны?

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 , 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.

Для защиты электродвигателей переменного и постоянного тока от сильного перегрева, который возникает из-за долговременной перегрузки, применяется тепловое реле перегрузки.

Принцип действия данного устройства состоит в том, что при длительном, сильном перегреве, биметаллические пластины, находящиеся внутри реле разогреваются, возникает деформация, которая и воздействует на блок-контакты. После чего блок-контакты, при помощи , полностью отключают электропитание потребителя.

Чтобы обеспечить гарантированную защиту электродвигателя не только от перегрузки тока, но и от перегрева необходимо осуществить оптимальную подборку теплового реле. В таком случае полностью исключается , заклинивание ротора, продолжительный затяжной пуск.

Всегда нужно помнить, что тепловое реле не обеспечивает защиту электродвигателя от короткого замыкания.

Подключение и установка ТР

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

Тепловое реле ТРН с контролем тока только в двух фазах

По типу подключения тепловые реле можно разделить на две разновидности:

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

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

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

Подключение теплового реле к контактору

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

Подстройка выводов под клеммы контактора

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

Элемент крепежа на корпусе теплового релеСпециальный паз крепления на контакторе

Механика теплового реле

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

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

ТР в разобранном виде

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

Изгибающаяся биметаллическая пластина

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

Система рычагов

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

Коммутационный узел ТР

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

Информация о компании

IEK GROUP

IEK GROUP — один из ведущих российских поставщиков и производителей светотехнического и электротехнического оборудования под брендом IEK, оборудования промышленной автоматизации ONI и продукции для IT технологий ITK.

Компания предлагает самый широкий ассортимент оборудования для формирования комплексных решений в сфере строительства, ЖКХ, транспорта, инфраструктуры, промышленности, энергетики и телекоммуникаций. Обладая современной научно-производственной базой, компания в первую очередь инвестирует в развитие производства на территории России и стремится максимально реализовать собственный производственный потенциал, способствуя развитию электротехнической отрасли в целом. Продукция IEK дважды, в 2014 и 2016 гг., становилась лауреатом рейтинга народного доверия Марка № 1 в России в категории «Электротехника». Это подтверждение успешного импортозамещения и большого доверия потребителей, а также признание компании как российского производителя.

Непрерывный вывод новых продуктов – это визитная карточка IEK GROUP. Сейчас в активе компании около 10 тысяч наименований изделий. IEK GROUP предлагает не просто отдельные товары, а комплексные решения, с помощью которых можно организовать энергообеспечение любого объекта любой отрасли.

Компания создает изделия, отвечающие всем мировым стандартам. В то же время продукция IEK максимально приспособлена к требованиям отечественного рынка и соответствует ожиданиям российских потребителей.

Проверка работоспособности схемы

Для того, чтобы понять, правильно собрана схема или нет, нагрузку к пускателю лучше не подключать, оставив его нижние силовые клеммы свободными. Так вы обезопасите коммутируемое оборудование от лишних проблем. Включаем автоматический выключатель, подающий напряжение на испытуемый объект.

Само собой разумеется, пока идет монтаж, он должен быть отключен. А также любым доступным способом предотвращено случайное его включение посторонними лицами. Если после подачи напряжения пускатель не включился самостоятельно – уже хорошо.

При диагностике неисправности помогает однополюсный указатель напряжения, которым можно легко проверить прохождение фазы через кнопку «Стоп» до кнопки «Пуск». Если при отпускании кнопки «Пуск» пускатель не фиксируется, а отпадает – неправильно подключены блок-контакты.

Проверьте – они должны подключиться параллельно этой кнопке. Правильно подключенный пускатель должен фиксироваться во включенном положении при механическом нажатии на подвижную часть магнитопровода.

Теперь проверяем работу теплового реле. Включаем пускатель и аккуратно отсоединяем любой проводок от контактов реле. Пускатель должен отпасть.

Виды реле тепловой защиты

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

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

РТЛ. Обеспечивают двигателям защиту в таких случаях:

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

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

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

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

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

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

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

Важно помнить, что ни один вид из выше рассмотренных приборов не является пригодным для защиты цепей от короткого замыкания. Устройства тепловой защиты лишь предотвращают аварийные режимы, которые возникают при нештатной работе механизма или перегрузке

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.

Устройство и принцип работы ТР

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

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

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

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

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

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

Размыкая внешний контактор, реле с электронным механизмом блокирует нагрузку. Само 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.

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

Это интересно: Подключение ограничителя мощности — схема, видео, фото

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.

Устройство и работа электротеплового реле.

Электротепловое реле работает в комплекте с магнитным пускателем. Своими медными штыревыми контактами реле подключается к выходным силовым контактам пускателя. Электродвигатель, соответственно, подключают к выходным контактам электротеплового реле.

Внутри теплового реле находятся три биметаллические пластины, каждая из которых сварена из двух металлов, имеющих различный коэффициент теплового расширения. Пластины через общее «коромысло» взаимодействуют с механизмом подвижной системы, которая связана с дополнительными контактами, участвующими в схеме защиты электродвигателя:

1. Нормально-замкнутый NC (95 – 96) используют в схемах управления пускателем;
2. Нормально-разомкнутый NO (97 – 98) применяют в схемах сигнализации.

Принцип действия теплового реле основан на деформации биметаллической пластины при ее нагреве проходящим током.

Под действием протекающего тока биметаллическая пластина нагревается и прогибается в сторону металла, имеющего меньший коэффициент теплового расширения. Чем больший ток будет протекать через пластину, тем сильнее она будет греться и прогибаться, тем быстрее сработает защита и отключит нагрузку.

Допустим, что электродвигатель подключен через тепловое реле и работает в нормальном режиме. В первый момент времени работы электродвигателя через пластины течет номинальный ток нагрузки и они нагреваются до рабочей температуры, которая не вызывает их изгиб.

По какой-то причине ток нагрузки электродвигателя стал увеличиваться и через пластины потек ток выше номинального. Пластины начнут сильнее греться и прогибаться, что приведет в движение подвижную систему и она, воздействуя на дополнительные контакты реле (95 – 96), обесточит магнитный пускатель. По мере остывания пластины вернутся в исходное положение и контакты реле (95 – 96) замкнутся. Магнитный пускатель опять будет готов к запуску электродвигателя.

В зависимости от величины протекающего тока в реле предусмотрена уставка срабатывания по току, влияющая на силу изгиба пластины и регулирующаяся поворотным регулятором, расположенным на панели управления реле.

Помимо поворотного регулятора на панели управления расположена кнопка «TEST», предназначенная для имитации срабатывания защиты реле и проверки его работоспособности до включения в схему.

«Индикатор» информирует о текущем состоянии реле.

Кнопкой «STOP» обесточивается магнитный пускатель, но как в случае с кнопкой «TEST», контакты (97 – 98) не замыкаются, а остаются в разомкнутом состоянии. И когда Вы будете задействовать эти контакты в схеме сигнализации, то учитывайте этот момент.

Электротепловое реле может работать в ручном или автоматическом режиме (по умолчанию стоит автоматический режим).

Для перевода в ручной режим необходимо повернуть поворотную кнопку «RESET» против часовой стрелки, при этом кнопка слегка приподнимается.

Предположим, что сработало реле и своими контактами обесточило пускатель.
При работе в автоматическом режиме после остывания биметаллических пластин контакты (95 — 96) и (97 — 98) автоматически перейдут в исходное положение, тогда как в ручном режиме перевод контактов в исходное положение осуществляется нажатием кнопки «RESET».

Кроме защиты эл. двигателя от перегрузок по току, реле обеспечивает защиту и в случае обрыва питающей фазы. Например. При обрыве одной из фаз, электродвигатель, работая на оставшихся двух фазах, станет потреблять больше тока, отчего биметаллические пластины нагреются и реле сработает.

Однако электротепловое реле не способно защитить двигатель от токов короткого замыкания и само нуждается в защите от подобных токов. Поэтому при установке тепловых реле необходимо устанавливать в цепь питания электродвигателя автоматические выключатели, защищающие их от токов короткого замыкания.

При выборе реле обращают внимание на номинальный ток нагрузки электродвигателя, который будет защищать реле. В инструкции по эксплуатации, идущей в коробке, есть таблица, по которой выбирается тепловое реле для конкретной нагрузки:

Например.Реле РТИ-1302 имеет предел регулировки тока уставки от 0,16 до 0,25 Ампер. Значит, нагрузку для реле следует выбирать с номинальным током около 0,2 А или 200 mA.

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 генерирует тепло. При номинальном токе его допустимая длительность стремится к бесконечности.

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

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

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

Продолжительность перегрузки может негативно сказаться на состоянии электрооборудования — при кратковременном воздействии в 5-10 минут нагревается только обмотка мотора, которая имеет небольшую массу.

А при длительных нагревается весь двигатель, что чревато серьезными поломками. Или вовсе может потребоваться замена сгоревшего оборудования новым.

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

На практике собирать токовое реле под каждый тип мотора нецелесообразно. Один релейный элемент задействуют для защиты двигателей различного конструктивного исполнения.

При этом гарантировать надежную защиту в полном рабочем интервале, ограниченном минимальной и максимальной нагрузкой, невозможно.

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

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

Что такое тепловые реле перегрузки и какие компоненты они защищают?

Тепло является основным фактором, влияющим на производительность и срок службы двигателя, и одним из основных источников нагрева двигателя является ток, протекающий через обмотки двигателя. Поскольку нагрев является неизбежным условием работы двигателя, важно защитить двигатель от перегрева или тепловой перегрузки.

В предыдущем посте мы описали несколько типов датчиков, которые могут напрямую измерять температуру обмоток двигателя.Но в некоторых случаях — особенно для асинхронных двигателей переменного тока — нагрев двигателя можно измерить косвенно с помощью тепловых реле перегрузки, которые определяют температуру двигателя, контролируя величину тока, подаваемого на двигатель.

---

Тепловые реле перегрузки подключаются последовательно с двигателем, поэтому ток, протекающий к двигателю, также проходит через реле перегрузки. Когда ток достигает или превышает заданный предел в течение определенного времени, реле активирует механизм, который размыкает один или несколько контактов, чтобы прервать прохождение тока к двигателю.Реле тепловой перегрузки классифицируются по классу срабатывания, который определяет время, в течение которого может произойти перегрузка, прежде чем реле сработает или отключится. Обычные классы поездки — 5, 10, 20 и 30 секунд.

Учет времени, а также тока важен для асинхронных двигателей переменного тока, потому что они потребляют значительно больше, чем их полный номинальный ток (часто 600 процентов или более) во время запуска. Таким образом, если реле немедленно сработает при превышении тока перегрузки, двигатель будет испытывать трудности с запуском.

---

Существует три типа тепловых реле перегрузки — биметаллические, эвтектические и электронные.

Биметаллические тепловые реле перегрузки (иногда называемые нагревательными элементами) изготовлены из двух металлов с разными коэффициентами теплового расширения, которые скреплены или соединены вместе. Обмотка, намотанная на биметаллическую полосу или размещенная рядом с ней, проводит ток.

В биметаллическом тепловом реле перегрузки нагрев из-за протекания тока заставляет биметаллическую полосу изгибаться в одну сторону, активируя механизм отключения.
Изображение предоставлено: Siemens

Поскольку ток, протекающий через реле (и, следовательно, через двигатель), нагревает биметаллическую полосу, два металла расширяются с разной скоростью, заставляя полосу изгибаться в сторону с более низким коэффициентом термическое расширение. Когда полоса изгибается, она приводит в действие нормально замкнутый (NC) контактор, заставляя его размыкаться и прекращая прохождение тока к двигателю. Как только биметаллическое реле остынет и металлические полоски вернутся в свое нормальное состояние, цепь автоматически сбрасывается, и двигатель можно перезапустить.

Эвтектические тепловые реле перегрузки используют эвтектический сплав (комбинация металлов, плавящихся и затвердевающих при определенной температуре), помещенные в трубку и подключенные к обмотке нагревателя. Ток питания двигателя протекает через обмотку нагревателя и нагревает сплав. Когда сплав достигает достаточной температуры, он быстро превращается в жидкость.

В эвтектическом реле тепловой перегрузки нагрев из-за протекания тока вызывает быстрое разжижение эвтектического сплава, активируя механическое устройство, которое размыкает реле.
Изображение предоставлено: Rockwell Automation

В твердом состоянии сплав удерживает на месте механическое устройство, например пружину или трещотку. Но когда сплав плавится, механическое устройство срабатывает, размыкая контакты перегрузки. Подобно биметаллической конструкции, эвтектическое реле тепловой перегрузки не может быть сброшено до тех пор, пока сплав не остынет и не вернется в исходное твердое состояние.

Электронные тепловые реле перегрузки более точны и надежны, чем конструкции нагревателей, и могут предоставлять данные для диагностики и профилактического обслуживания.
Изображение предоставлено: ABB

Электронные тепловые реле перегрузки измеряют ток электронным способом, а не полагаются на механизм нагревателя, и поэтому они нечувствительны к изменениям температуры окружающей среды. Они также менее склонны к «неприятным» или ложным срабатываниям. Электронные реле перегрузки могут предоставлять такие данные, как процент использования тепловой мощности (% TCU), процент ампер полной нагрузки (% FLA), время до отключения, текущий среднеквадратичный ток и ток замыкания на землю — информация, которая может помочь операторам проводить диагностику. и предсказать, когда реле может сработать.

Электронные устройства также могут защитить двигатели от потери фазы (также называемой обрывом фазы), которая возникает, когда ток в одной фазе равен нулю ампер, часто из-за короткого замыкания или перегорания предохранителя. Это заставляет двигатель потреблять чрезмерный ток на оставшихся двух фазах и приводит к значительному нагреву двигателя.

---

Тепловые реле перегрузки обычно являются частью пускателя двигателя, который включает реле перегрузки с контактами. Важно отметить, что тепловые реле перегрузки предназначены только для защиты двигателя от перегрева и не срабатывают при коротком замыкании, поэтому для защиты цепи необходимы дополнительные предохранители или автоматические выключатели.

---

Каков принцип работы теплового реле?

Тепловые реле — это защитные электрические устройства, используемые для защиты двигателей или другого электрического оборудования и электрических цепей от перегрузки. При фактической работе двигателя, такой как перетаскивание производственного оборудования на работу, если машина неисправна или цепь ненормальная, двигатель столкнется с перегрузкой, скорость двигателя уменьшится, ток в обмотке увеличится, и температура обмотки двигателя повысится.Если ток перегрузки небольшой и время перегрузки короткое, а обмотка двигателя не превышает допустимого превышения температуры, перегрузка допустима. Однако, если время перегрузки велико и ток перегрузки велик, повышение температуры обмотки двигателя превысит допустимое значение, что приведет к старению обмотки двигателя, сокращению срока службы двигателя и даже сгоранию обмотки двигателя в серьезных случаях. . Поэтому такую ​​перегрузку мотор не переносит. Тепловое реле использует принцип теплового воздействия тока для отключения цепи двигателя в случае перегрузки, которую двигатель не может выдержать, чтобы обеспечить защиту двигателя от перегрузки.

Тепловые реле Nader

Структура теплового реле

Тепловое реле состоит из нагревательного элемента, биметаллического листа и контакта, среди которых биметаллический лист является ключевым измерительным элементом . Биметаллический лист состоит из двух видов металла с разным коэффициентом теплового расширения. Сторона с большим коэффициентом теплового расширения называется активным слоем, а сторона с малым коэффициентом теплового расширения — пассивным слоем.Тепловое расширение биметаллического листа происходит после нагрева. Однако из-за разных коэффициентов теплового расширения двух слоев металла первые два слоя металла тесно связаны друг с другом, из-за чего биметаллический лист изгибается, как одна сторона пассивного слоя. Механическое усилие, создаваемое изгибом биметаллического листа из-за нагрева, заставит подвижный контакт разорвать цепь.

Структура теплового реле

Принцип работы теплового реле

Когда двигатель работает нормально, тепловой элемент теплового реле не выделяет достаточно тепла, чтобы сработала функция защиты, и его нормально замкнутый контакт будет оставаться замкнутым государственный; когда двигатель перегружен, тепловой элемент теплового реле будет генерировать достаточно тепла, чтобы сработала функция защиты, и его нормально замкнутый контакт будет отключен, чтобы двигатель потерял мощность через цепь управления, чтобы защитить двигатель. После устранения неисправности необходимо сбросить тепловое реле, прежде чем можно будет перезапустить двигатель.

Тепловое реле обычно имеет две формы сброса: ручной сброс и автоматический сброс. Преобразование двух форм сброса может быть выполнено регулировкой винта сброса. Когда тепловое реле поставляется с завода, производитель обычно устанавливает его в состояние автоматического сброса. При использовании, устанавливается ли тепловое реле в состояние ручного или автоматического сброса, зависит от конкретной ситуации в цепи управления. В целом, принцип заключается в том, что даже если тепловое реле автоматически сбрасывается после выполнения защитного действия теплового реле, защищенный двигатель не должен перезапускаться автоматически, в противном случае тепловое реле должно быть установлено в состояние ручного сброса. Это сделано для предотвращения повторного запуска двигателя и повреждения оборудования, если неисправность не устранена. Например, для цепи управления ручным запуском и ручным остановом, управляемым кнопкой, тепловое реле может быть установлено в режим автоматического сброса; для цепи автоматического пуска, управляемой автоматическим элементом, тепловое реле должно быть переведено в режим ручного сброса.

Классификация тепловых реле

Биметаллическая пластина: биметаллический лист, изготовленный путем прокатки двух видов металлов с разным коэффициентом расширения (обычно никелевый марганец и медная пластина), нагревается и изгибается, чтобы толкать несущий стержень, таким образом перемещаясь при контакте. Биметаллическая пластина широко используется и часто образует магнитный пускатель с контактором.

Тип термистора: тепловое реле, сопротивление которого изменяется в зависимости от температуры.

Тип плавкого сплава: используя теплоту тока перегрузки, чтобы плавкий сплав достиг определенного значения температуры, сплав плавится и приводит в действие реле.

Руководство по выбору тепловых реле перегрузки: типы, характеристики, применение

Реле тепловой перегрузки являются защитными устройствами. Они предназначены для отключения электроэнергии, если двигатель потребляет слишком большой ток в течение длительного периода времени. Для этого тепловые реле перегрузки содержат нормально замкнутое (NC) реле. Когда через цепь двигателя протекает чрезмерный ток, реле размыкается из-за повышения температуры двигателя, температуры реле или измеренного тока перегрузки, в зависимости от типа реле.

Реле тепловой перегрузки аналогичны автоматическим выключателям по конструкции и использованию, но большинство автоматических выключателей отличаются тем, что они прерывают цепь, если перегрузка возникает даже на мгновение. Реле тепловой перегрузки, наоборот, предназначены для измерения профиля нагрева двигателя; поэтому перегрузка должна произойти в течение длительного периода, прежде чем цепь будет прервана.

Технические характеристики

База данных GlobalSpec SpecSearch содержит информацию о различных технических характеристиках реле тепловой перегрузки, включая тип, электрические характеристики, сведения о переключателе и характеристики.

Тип

Покупатели могут выбирать между несколькими различными типами реле, включая биметаллическое тепловое , твердотельное или типа контроля температуры .

Как следует из названия, биметаллические тепловые реле используют биметаллическую полосу для механического размыкания контактов. Биметаллические полосы состоят из двух соединенных между собой кусков металла, которые расширяются с разной скоростью при нагревании.Эта разница заставляет полосу изгибаться при нагревании. В тепловом реле полоса прикрепляется пружиной к контакту. Когда избыточное тепло от сверхтока заставляет полоску изгибаться и растягивать пружину, контакты размыкаются и цепь разрывается. Когда полоска охлаждается, она возвращается к своей первоначальной форме.

Это видео демонстрирует использование биметаллического переключателя, при этом биметаллическая полоса выделена в середине видео. Когда пламя воздействует на выключатель, полоса изгибается, и выключатель размыкается.Обратите внимание, что когда полоска остывает, полоска возвращается в исходное положение, и переключатель замыкается.

Твердотельные реле — это электронные устройства, не имеющие движущихся или механических частей. Вместо этого реле вычисляет среднюю температуру двигателя, отслеживая его пусковой и рабочий токи. Твердотельные реле, как правило, быстрее электромеханических, а также имеют регулируемые уставки и время срабатывания. Поскольку они не способны генерировать искру, их можно использовать во взрывоопасных средах.

Реле контроля температуры непосредственно измеряют температуру двигателя с помощью термистора или терморезисторного датчика (RTD), встроенного в обмотку двигателя. Когда достигается номинальная температура зонда, его сопротивление быстро увеличивается. Это увеличение затем обнаруживается пороговой схемой, которая размыкает контакты реле.

Реле перегрузки из плавящегося сплава (или эвтектического) состоит из нагревательной катушки, эвтектического сплава и механического механизма для размыкания цепи.Используя катушку нагревателя, реле измеряет температуру двигателя, контролируя величину потребляемого тока.

Электрические характеристики

Электрические характеристики реле

включают диапазон тока, информацию о срабатывании, фазу и управляющее напряжение.

Отключение используется для описания размыкающего действия реле перегрузки и автоматических выключателей. Реле тепловой перегрузки могут включать в себя несколько спецификаций об этом действии.

Диапазон тока полной нагрузки относится к диапазону значений тока, на который устанавливается реле.Паспортная табличка двигателя будет включать номинальный ток полной нагрузки для этого конкретного двигателя. Для срабатывания теплового реле перегрузки необходимо, чтобы точка тока полной нагрузки реле соответствовала значению, указанному на паспортной табличке.

Диапазон температурного отключения применяется к реле, которые предназначены для измерения температуры вместо тока, например, твердотельные реле или реле контроля температуры.

Класс отключения означает максимальное время в секундах, в течение которого реле может выдержать 6-кратный номинальный ток до отключения.Например, реле класса 10 может выдерживать 600% своего номинального тока в течение 10 секунд, пока не сработает. Класс отключения является важной характеристикой, поскольку цепь пуска двигателя увеличивает потребляемый ток на короткие периоды времени при каждом запуске двигателя. Реле перегрузки должно выдерживать эти высокие пусковые токи без отключения. Можно сказать, что синхронизация класса отключения позволяет реле «различать» обычно высокие пусковые токи и аномально высокие токи перегрузки.

Термин «полюс» описывает количество отдельных цепей, управляемых переключателем.Количество цепей определяет количество контактов переключателя, которое, в свою очередь, определяет полюса, необходимые для замыкания или размыкания контактов. Выключатели обычно имеют от одного до четырех полюсов.

Управляющее напряжение — важная спецификация, поскольку напряжение цепи управления часто отличается от заданного напряжения двигателя. Это известно как «раздельное управление». Управляющее напряжение обычно меньше напряжения двигателя, и реле перегрузки следует выбирать в соответствии с этой спецификацией.

Характеристики

Покупатели могут выбрать реле с рядом особых атрибутов.

• Реле с автоматическим сбросом вернется в исходное «закрытое» положение через заданный период времени. Если после сброса двигатель все еще будет перегружен, реле снова сработает.
• Реле с компенсацией температуры окружающей среды эффективно работают в широком диапазоне температур окружающей среды.

• Некоторые реле имеют различные степени контроля фазы .Эти продукты могут проверять обрыв фазы, реверсирование или дисбаланс. При обнаружении каких-либо проблем с фазами реле срабатывает и отключает питание двигателя. В частности, асимметрия фаз может вызвать опасные колебания напряжения или тока двигателя и привести к его повреждению.

• Обнаружение недогрузки относится к способности реле обнаруживать падение тока в результате разгрузки. Это может произойти, если, например, насос начинает работать всухую. Эти реле предназначены для обнаружения этих различий и срабатывания, как при обнаружении перегрузки.

• Реле с визуальными индикаторами — это изделия со светодиодами (светодиодами) или другими индикаторами состояния.

Стандарты

BS EN 60255-149 — Функциональные требования к тепловым электрическим реле

Список литературы

Качество электроэнергии и приводы — Класс реле перегрузки с выдержкой времени

Изображение кредита:

Eaton Corporation | Benshaw, Inc.| Низковольтная продукция ABB | Enasco | Излишек Skycraft

Тепловое реле перегрузки: определение, принцип работы, применение

Электродвигатели составляют значительную часть нагрузок энергосистемы. Требования рынка вынудили промышленность по управлению двигателями постоянно оценивать технологии защиты двигателей. Технологические достижения позволяют отрасли управления двигателями предлагать несколько вариантов защиты двигателя. Его эффективный принцип работы делает тепловое реле одним из лучших решений для защиты двигателей.

Что такое тепловое реле перегрузки?

Тепловое реле перегрузки обеспечивает функции защиты для одно- или трехфазных двигателей. Реле контролирует рабочий ток двигателя и отключает контактор в случае перегрузки. Он также защищает двигатель от повреждений при обрыве фазы.

Реле перегрузки выполняют следующие функции:

• Допускайте безопасные временные перегрузки (например, запуск двигателя) без нарушения цепи.
• Сработает и разомкнет цепь, если ток достаточно высок, чтобы вызвать повреждение двигателя в течение некоторого времени.
• Может быть сброшен после устранения перегрузки.

Его также называют реле тока перегрузки, реле защиты от перегрузки, реле электрической перегрузки

Выбрав соответствующий тип реле перегрузки с соответствующей функциональностью, можно защитить двигатель от большинства повреждений, вызванных следующими условиями:

• Неисправность подшипника
• Неисправность стержня ротора
• Внешние отказы
• Неисправность обмотки статора
• Неисправность муфты вала

Как работает тепловое реле перегрузки?

Тепловое реле перегрузки предназначено для токовозависимой защиты приложений с нормальными условиями запуска от недопустимо высоких температур в результате перегрузки или обрыва фазы.Из-за перегрузки или обрыва фазы ток двигателя превышает установленный номинальный ток двигателя. Это повышение тока нагревает биметаллические ленты внутри реле через нагревательные элементы, которые, в свою очередь, приводят в действие вспомогательные контакты через механизм отключения из-за их отклонения. Они отключают нагрузку через контактор. Время отключения зависит от отношения тока отключения к рабочему току Ie и сохраняется в виде характеристики отключения с долговременной стабильностью. Состояние «Отключено» сигнализируется с помощью индикатора положения переключения.Сброс выполняется вручную или автоматически по истечении времени восстановления.

Применение теплового реле перегрузки

Тепловые реле перегрузки обеспечивают защиту от перегрузки для однофазных двигателей и трехфазных двигателей, таких как:

• Вентиляторы
• Насосы
• Компрессоры
• Миксеры
• Конвейеры
• Лифты
• Малые станки
• Генераторы
• Промышленные ИБП

Параметры выбора реле тепловой перегрузки

При выборе реле перегрузки следует учитывать следующие параметры:

• Диапазон тока
• Номинальное рабочее напряжение
• Класс поездки
• Номинальное напряжение изоляции
• Международные стандарты
• Наличие обрыва фазы
• Температура окружающего воздуха

Схема подключения реле тепловой защиты

Технические условия на тепловые реле перегрузки

Классы поездки

Классы срабатывания описывают интервалы времени, в течение которых реле перегрузки должно срабатывать с 7.В 2 раза больше рабочего тока Ie для симметричной трехполюсной нагрузки от холода.

Текущая установка

Реле тепловой перегрузки настраивается на номинальный ток двигателя с помощью поворотного потенциометра. Шкала поворотного потенциометра откалибрована в амперах.

Ручной и автоматический сброс

Если выбран ручной сброс, сброс можно выполнить непосредственно на устройстве, нажав кнопку «СБРОС».Когда выбран автоматический сброс, реле будет сброшено автоматически. Сброс невозможен, пока не истечет время восстановления.

Время восстановления

После отключения из-за перегрузки требуется определенное время для охлаждения биметаллических полос тепловых реле перегрузки. Реле перегрузки можно сбросить только после того, как оно остынет.

Функция тестирования

Правильность работы готового теплового реле перегрузки можно проверить с помощью кнопки ТЕСТ.Кнопка тестирования используется для имитации срабатывания реле. Во время этого моделирования нормально закрытый контакт (95-96) размыкается, а нормально открытый контакт (97-98) замыкается, в результате чего реле перегрузки проверяет правильность подключения вспомогательной цепи.

Функция остановки

При нажатии кнопки СТОП нормально замкнутый контакт размыкается и последовательно включенный контактор обесточивается, и, следовательно, нагрузка отключается. После отпускания кнопки СТОП нагрузка снова подключается через контактор.

Индикация состояния

Текущее состояние теплового реле перегрузки отображается индикатором состояния.

Вспомогательные контакты

Реле тепловой перегрузки имеет нормально разомкнутый контакт для сигнала отключения и нормально замкнутый контакт для отключения контактора.

Калибровочный штекер теплового реле перегрузки

1. Соединение для монтажа на контакторы
2. Кнопка ручного / автоматического сброса
3. Тестовая кнопка
4. Уставка тока двигателя
5. Кнопка остановки
6. Клеммы питания

Тепловое реле перегрузки по сравнению с электронным реле перегрузки

В тепловых реле перегрузки используются биметаллы для защиты.Но в электронном реле перегрузки используются встроенные трансформаторы тока, специализированные интегральные схемы (ASIC) и / или микропроцессоры, а также принципы электромеханической конструкции для создания компактного, высокофункционального решения защиты от перегрузки. Поскольку ток двигателя проходит через встроенные трансформаторы тока, для питания интегральной схемы доступна энергия. Контролируя трехфазную мощность, ASIC / микропроцессор может обрабатывать текущие данные и активировать механизм отключения в условиях перегрузки, размыкая нормально замкнутый контакт и отключая цепь катушки пускателя двигателя.

Преимущества теплового реле перегрузки

• Защищает двигатель от перегрева. Его можно использовать в одно- или трехфазных двигателях.
• Некоторые реле перегрузки имеют внутреннюю защиту от потери фазы.
• Обладает эффективным принципом действия.
• Это недорогой прибор.
• Его можно установить непосредственно на контактор или на панель с помощью адаптера для DIN-рейки.
• Он имеет внутреннюю кнопку тестирования, используемую для поиска и устранения неисправностей.
• Некоторые реле перегрузки имеют внутреннюю кнопку выбора класса отключения.
• Имеет широкий регулируемый диапазон тока.
• Имеет функцию сброса. (ручной или автоматический)
• Имеет функцию температурной компенсации.
• Имеет механизм без расцепления.

Недостатки теплового реле перегрузки

• Не имеет функции прямого отключения. Его следует использовать с другими переключающими или защитными устройствами для отключения цепи.
• Не имеет защиты от короткого замыкания
• Медленно работает.
• Не имеет высокой частоты переключения. После стольких отключений необходимо охлаждение.
• Не работает при запуске в тяжелых условиях.
• Не выдерживает вибрации и ударов. (Только некоторые специальные типы могут работать хорошо)

Продолжить чтение

Обзор тепловых реле перегрузки

Тепловые реле перегрузки — это защитные электрические устройства, используемые для защиты двигателей или другого электрооборудования и электрических цепей от перегрузки. Тепловое реле перегрузки в основном используется для защиты от перегрузки асинхронных двигателей.После того, как ток перегрузки проходит через термоэлемент, биметаллический лист нагревается и изгибается, чтобы подтолкнуть механизм действия к контакту …

Каталог

I Что такое тепловое реле 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 асинхронных двигателей от перегрузки.Его 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 с помощью мощности. выключен, 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.

II Состав теплового 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 приводит к нагреву и изгибу биметаллического листа. Благодаря механизму действия подвижный и статический контакты разъединяются, так что катушка контактора обесточивается, а двигатель отключается от источника питания.

Рисунок 1. Структура 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 работы биметаллической полосы

(2) Нагревательный элемент : Нагревательный элемент обычно изготавливается из медно-никелевого сплава, хромоникелевого сплава или хромо-алюминиевого сплава и т. Д., а 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 , управляющие контакты коэффициентов действия и системы действия или механизмы 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 тепловых реле перегрузки

По количеству фаз существует трех типов тепловых реле перегрузки : однофазные реле тепловой перегрузки , двухфазные тепловые реле перегрузки и три трех -фазные тепловые реле 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, до анализа принципа работы тепловое реле перегрузки, мы должны сначала выяснить взаимосвязь между током перегрузки двигателя и временем включения двигателя, когда не превышается допустимое повышение температуры.Эта зависимость называется перегрузочной характеристикой двигателя.

Когда во время работы двигателя возникает ток перегрузки, это неизбежно вызывает нагрев обмотки. В соответствии с соотношением 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 ток перегрузки

Чтобы адаптироваться к характеристикам перегрузки двигателя и играть роль защиты от перегрузки, тепловое реле перегрузки должно иметь характеристики с обратнозависимой выдержкой 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.

Связь 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 кривой 2 на рисунке 3.Учитывая влияние различных ошибок, характеристика перегрузки двигателя и характеристика защиты реле представляют собой не одну кривую, а полосу. Очевидно, что чем больше погрешность, тем ремешок шире; чем меньше погрешность, тем уже ремешок.

Из 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. Другие основные характеристики

(1) Контакт управления

Нормально разомкнутые и нормально замкнутые контакты теплового реле 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 взаимосвязь 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) Регулировка 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 температурной компенсации.

(5) Время сброса

Время автоматического сброса реле тепловой перегрузки не должно превышать 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) Установленное значение теплового реле перегрузки слишком мало;

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

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

(4) Плохое качество контактора или плохой контакт контактов.

VI Как сбросить реле тепловой перегрузки после срабатывания

Существует два способа сброса реле тепловой 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 должен быть выполнен через 2-3 минуты после отключения, так как нагревательный лист для внутренней гибки нуждается в охлаждении.

2. Автоматический сброс

После срабатывания тепловой защиты реле 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 сброс и автоматический сброс

Когда реле тепловой перегрузки используется для защиты двигателя от перегрузки, чтобы гарантировать, что нормально замкнутый контакт реле тепловой перегрузки может быть сброшен и замкнут после неисправности, тепловое реле перегрузки обычно устанавливается в режим ручного сброса.

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 защищаемым оборудованием не должна быть слишком большой;

● В месте установки не должно быть источника вибрации;

● если тепловое реле перегрузки установлено с другими электрическими приборами, чтобы другие нагревательные приборы не влияли на его рабочие характеристики, 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

Причина бездействия выход из строя теплового реле перегрузки может быть:

(1) значение уставки тока слишком велико;

(2) термоэлемент сгорел или запломбирован;

(3) заедает механизм затвора или отваливается пряжка.

(4) При ремонте ток уставки может быть соответствующим образом отрегулирован в соответствии с допустимой нагрузкой, а термоэлемент или механизм действия могут быть отремонтированы.

2.

Причины неисправности

Причины могут быть следующими:

(1) текущее установленное значение 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 тепловое реле перегрузки с антивибрационным устройством.

IX Как выбрать реле тепловой перегрузки

1. В принципе, ампер-секундная характеристика теплового реле перегрузки должна быть как можно ближе или даже совпадать с характеристикой перегрузки двигателя, или по перегрузочной характеристике мотора.И при этом на тепловое реле 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 , их обычно выбирают в соответствии с номинальным током двигателя. Например, значение уставки реле тепловой перегрузки может быть равно 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 обмотка двигателя.

Схема подключения, типы и применение

Реле перегрузки — это электрическое устройство, используемое для защиты электродвигателя от перегрева. Поэтому очень важно иметь достаточную защиту двигателя. Электродвигатель может безопасно работать с помощью реле перегрузки, предохранителей или автоматических выключателей. Но это реле 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 предназначено для обнаружения перегрева, если электродвигатель нагревается.Например, реле перегрузки можно исследовать без отключения автоматического выключателя. Одно не восстанавливает другое. В этой статье обсуждается обзор реле перегрузки, типов и его работы.

Что такое реле перегрузки?

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

Схема соединений

Схема соединений реле перегрузки показана ниже, и соединения реле перегрузки , обозначенные символом , могут выглядеть как два противоположных знака вопроса, иначе как символ «S».Работа реле перегрузки 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 могут быть соединены друг с другом, а также увеличиваться с различной скоростью при нагревании. Всякий раз, когда полоса нагревается до определенной температуры, полоса может закручиваться достаточно далеко, чтобы нарушить эту цепь.Схема подключения реле перегрузки

Когда ток, протекающий по направлению к двигателю, превышает то, за что заряжены 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, 20 и 30 секунд соответственно. Одной из основных характеристик безопасности этого реле является то, что двигатель не запускается немедленно.Например, когда реле перегрузки исследует биметаллическое реле, то биметаллические соединения NC (нормально замкнутые) разблокируют цепь , пока полоса не остынет. Если кто-нибудь попытается нажать пусковой выключатель, чтобы замкнуть переключатели контактора, двигатель не включится.

Работа реле перегрузки

Принцип работы реле перегрузки зависит от электротермических свойств биметаллической ленты. Расположение этого в цепи двигателя может быть выполнено так же, как протекание тока к двигателю может осуществляться с помощью его полюсов.Когда ток увеличивает фиксированное значение, биметаллическая полоса нагревается и изгибается.

Эти реле всегда работают с подрядчиками. Как только биметаллические полоски нагреваются, может сработать контактный расцепитель, который прерывает подачу питания на катушку контактора, деактивирует его и прерывает ток к двигателю. Время, необходимое для отключения, всегда обратно пропорционально протеканию тока через реле. Поэтому эти реле называются токовозависимыми, а также реле с обратной выдержкой времени.

Это реле может быть подключено к двигателю последовательно, так что ток будет течь по направлению к двигателю. Когда мотор активируется, тогда движущийся мотор через OLR будет там. Как только избыточный ток протекает через реле, оно срабатывает на определенном уровне, поэтому цепь между источником питания и двигателем размыкается. По истечении заранее установленного периода это реле может сброситься автоматически или вручную. Как только перегрузка будет обнаружена и устранена, двигатель снова будет активирован.

Детали реле перегрузки

Помимо контактов, а также биметаллической планки, есть еще несколько деталей, доступных в реле перегрузки, которое обсуждается ниже.

Клемма

На схеме реле входные клеммы обозначены L1, L2 и L3, которые устанавливаются непосредственно на контактор. Электропитание двигателя может быть подключено к клеммам T1, T2 и T3.

Установка диапазона ампер

Вращающаяся ручка может быть доступна на СТАРОМ.Используя это, можно установить номинальный ток, протекающий по направлению к двигателю. Подача тока может быть установлена ​​в одном из указанных верхних и нижних пределов. В электронном OLD также предусмотрена дополнительная ручка для отключения по выбору класса.

Кнопка сброса

Эта кнопка доступна поверх СТАРОГО, и используется для сброса реле после отключения и устранения неисправности.
Кнопка выбора ручного или автоматического сброса

С помощью этих кнопок можно выбрать ручной или автоматический сброс реле после отключения.После того, как устройство настроено на автоматический сброс, возможен удаленный сброс реле.

Вспомогательный контакт

Это реле включает в себя два вспомогательных контакта, такие как один нормально разомкнутый, а другой — нормально замкнутый. Для сигнализации о срабатывании используется нормально разомкнутый контакт, при отключении подрядчика — нормально замкнутый контакт. Контакты NC могут напрямую переключать катушки контактора.

Кнопка тестирования

Кнопка тестирования используется для проверки проводки управления.

Типы реле перегрузки

Они подразделяются на два типа, а именно: тепловое реле перегрузки и магнитное реле перегрузки .

Тепловое реле перегрузки

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

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

Тепловое реле перегрузки

Эти реле 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, прежде чем цепь разомкнется. 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, создаваемого током, протекающим по направлению 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. Как правило, они используются в областях, где наблюдаются резкие перепады температуры окружающей среды.Магнитные реле перегрузки подразделяются на два типа: электронные и приборные.

Биметаллическое тепловое реле перегрузки

Работа биметаллического теплового реле перегрузки в основном зависит от нагревательных свойств биметаллической ленты. В методе прямого нагрева полный поток тока к двигателю может быть обеспечен с помощью реле перегрузки, которое также называется OLR. В результате он непосредственно нагревается за счет протекания тока.

Однако, в случае непрямого нагрева, полоса может быть расположена в плотном контакте через проводник внутри реле.Сильный поток тока к электродвигателю нагревается проводником и биметаллической полосой. Здесь проводник должен быть изолирован, чтобы ток не проходил по всей полосе.

Электронное реле перегрузки

Обычно электронные реле перегрузки называют твердотельными реле перегрузки. Внутри реле этого типа нет биметаллической полосы. В качестве альтернативы он включает в себя трансформаторы тока или датчики температуры, чтобы определять сумму тока, протекающего по направлению к двигателю.Для защиты в этом виде реле используется технология, основанная на микропроцессоре. Здесь PTC играет ключевую роль в обнаружении температуры, а также в отключении цепи при возникновении ошибок перегрузки. Некоторые типы реле перегрузки поставляются с датчиками Холла, а также трансформаторами тока для непосредственного обнаружения протекания тока.

Основным преимуществом электронного реле перегрузки по сравнению с тепловым реле перегрузки является отсутствие биметаллической полосы, что приводит к меньшим тепловым потерям в реле. Кроме того, эти типы реле более точны по сравнению с тепловыми реле.

Некоторые производители электронных устройств OLD включают дополнительные функции, такие как защита от замыкания на землю и остановки двигателя. Электронные реле перегрузки используются там, где часто требуется запуск и остановка двигателей. Эти реле могут быть спроектированы таким образом, чтобы выдерживать начальный ток двигателя в течение ограниченного периода времени.

Реле эвтектической перегрузки

Реле эвтектической перегрузки включает в себя нагреватель обмотки, эвтектический сплав и механическое устройство для активации отключающего механизма.Здесь эвтектический сплав представляет собой смесь двух других материалов, которые в противном случае плавятся, затвердевают при определенной температуре. В OLR эвтектический сплав заключен в трубку для частого использования через храповое колесо, нагруженное пружиной, чтобы активировать отключающее устройство на протяжении всего процесса перегрузки.

Ток в двигатель подается через небольшую обмотку нагревателя во время перегрузки, трубка из эвтектического сплава может нагреваться через обмотку нагревателя, и сплав растворяется из-за тепла, так что храповое колесо вращается.Это действие начинает размыкать замкнутые вспомогательные контакты в OLR. Реле такого типа можно просто сбросить вручную после отключения. Таким образом, обычно этот сброс может быть выполнен с помощью кнопки сброса, которая расположена на крышке реле. Нагреватель, подключенный через реле, можно выбрать в зависимости от тока полной нагрузки двигателя.

Реле перегрузки холодильника

В цепи компрессора холодильника используется защитное устройство, такое как реле перегрузки. Питание на обмотки двигателя компрессора подается от перегруженной машины.Этот вид реле в основном используется для включения пусковой обмотки в цепь до тех пор, пока компрессор не достигнет рабочей скорости.

Каким образом OLR защищает от сбоев фазы?

При нормальной работе OLR ток через каждый полюс к электродвигателю остается одинаковым. Если какая-либо фаза прерывается, ток через оставшиеся две фазы увеличивается до обычного значения. Поэтому реле нагревается и срабатывает. Обрыв фазы также называют обрывом фазы, иначе однофазным двигателем.

Эти реле не могут защищать от коротких замыканий, но они должны использоваться через защитные устройства от короткого замыкания, чтобы защитить их, иначе любые короткие замыкания в электродвигателе могут легко их повредить. Эти реле могут защищать от потери фаз, дисбаланса фаз, перегрузок, но не от коротких замыканий.

Что вызывает отключение OLR?

Из приведенного выше обсуждения можно выделить три основных состояния избыточных отключений:

• Перегрузка двигателя.
• Обрыв фазы на входе
• Дисбаланс фаз

А также есть некоторые дополнительные функции защиты, доступные, но меняются от одного разработчика к другому.

Срабатывание реле перегрузки

Время, используемое для разблокировки контактора при перегрузках, может быть обозначено через класс срабатывания. Как правило, оно делится на разные классы, такие как Class5, 10, 20 и 30. Это реле срабатывает через 5 секунд, 10 секунд, 20 секунд и 30 секунд соответственно при токе полной нагрузки на электродвигатель.

Обычно используемые реле перегрузки относятся к классам 10 и 20, тогда как OLR класса 30 в основном используются для защиты двигателей при работе с нагрузками с высокой неактивной нагрузкой.Реле типа 5 в основном используются для двигателей, которые требуют очень быстрого отключения.

Приложения

Приложения реле перегрузки включают следующее.

• Широко используется для защиты двигателя.
• Его можно использовать для обнаружения как условий перегрузки, так и состояний неисправности, а затем объявления команд отключения для защитного устройства.
• Это реле превратилось в микропроцессорные системы, а также в твердотельную электронику.
• Эти реле отключают устройство, когда оно потребляет слишком большой ток.

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

Источники изображений: Temco Industrial

Реле перегрузки | Что такое защита от перегрузки?

Введение в двигатели

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

Что такое асинхронный двигатель?

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

Введение в трехфазные асинхронные двигатели

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

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

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

Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором

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

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

Что такое защита от перегрузки?

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

Как работает реле перегрузки

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

Типы реле перегрузки

Биметаллическое реле перегрузки

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

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

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

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

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

Эвтектическое реле перегрузки

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

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

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

Твердотельное реле перегрузки

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

Срабатывание реле перегрузки

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

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

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

Отказ от ответственности:
Содержимое, представленное в этом техническом документе, предназначено исключительно для общих информационных целей и предоставляется при том понимании, что авторы и издатели не участвуют в предоставлении технических или других профессиональных консультаций или услуг. Инженерная практика определяется обстоятельствами конкретного объекта, уникальными для каждого проекта.Следовательно, любое использование этой информации должно осуществляться только после консультации с квалифицированным и лицензированным специалистом, который может принять во внимание все соответствующие факторы и желаемые результаты.