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.
устройство, принцип действия, виды и особенности выбора
Долговечность оборудования во многом зависит от перегрузок, которым оно подвергается в процессе эксплуатации. Протекание токов, превышающих номинальные, вызывает дополнительное повышение температуры и преждевременное старение изоляции. Чем выше перегрузки, тем реже они допустимы. Тепловые реле – это специальные устройства, которые отключают потребляющее электроэнергию оборудование при перегрузках. Они предотвращают поломку электромоторов из-за превышения нагрузки по показателям рабочего тока. Любой двигатель имеет свой номинальный рабочий ток, длительное критическое превышение которого вызывает перегрев обмоток силовой установки, разрушает изоляционный слой и приводит к выходу из строя электромотора в целом.
Конструкция и принцип работы реле тепловой защиты
В основе работы тепловых реле лежит закон физики, сформулированный учеными Джоулем и Ленцем еще в 19 веке и определяющий зависимость выделенного тепла от силы тока на конкретных участках электрической цепи. В составе конструкции устройств этого типа предусмотрена спираль – излучатель тепла. Рядом с ней установлена биметаллическая пластина, которая реагирует на излучаемое тепло.
Для изготовления термопластин используют два металлических сплава с различной теплопроводностью, которые во время нагревания/охлаждения меняют свою геометрию. Это свойство биметаллических элементов и лежит в основе работы реле тепловой защиты. Увеличение либо уменьшение тока нагрузки приводит к изменению пространственного расположения и механическому воздействию на толкатель, который размыкает или замыкает контактную группу прибора, подключенную к обмоткам магнитного пускателя (МП). Пускатель мотора срабатывает и отключает нагрузки от электросети.
Стандартная конструкция теплового реле предусматривает:
- нагревательный элемент;
- рычаг;
- контакты с пружиной;
- кнопку «возврат»;
- толкатель реле;
- штангу расцепителя;
- биметаллическую пластину температурного компенсатора;
- движок уставки;
- эксцентрик.
На работу реле тепловой защиты с биметаллическими пластинами воздействует температура окружающего воздуха, которая дополнительно нагревает рабочие элементы конструкции прибора. Чтобы исключить это явление, устройства оснащаются компенсирующими биметаллическими пластинами, которые изгибаются в противоположную сторону по отношению к основным элементам.
Компенсатор регулирует ток срабатывания устройства. Для регулировки применяются эксцентрики с разделенной на две части шкалой. При повороте ручки компенсатора влево значение тока срабатывания уменьшается, а при повороте вправо – увеличивается. Значения тока срабатывания реле регулируют увеличением/уменьшением зазора между толкателем и главной пластиной, за счет действия эксцентрика на дополнительную биметаллическую пластину.
Важно! В случае обрыва либо отключения одной из фаз питания в трехфазной сети, токи нагрузки в оставшихся двух фазах увеличиваются, в результате чего срабатывает тепловое реле. Поэтому расцепитель является основной защитой электродвигателей от работы в аварийных ситуациях при оборванной фазе.
Виды реле защиты от тепловых перегрузок
На рынке электротехнического оборудования представлен большой выбор модулей тепловой защиты для электрических силовых агрегатов. Каждый тип устройства подбирается для конкретной ситуации и определенного типа силовых установок.
Основные разновидности тепловых реле:
- РТЛ. Серия электромеханических приборов, которые обеспечивают надежную тепловую защиту трехфазных электродвигателей и других силовых установок от критической перегрузки по токам потребления. Помимо этого, реле этого типа защищают электроустановки при нарушении баланса питающих фаз, отсрочке по времени пуска устройств, а также при наличии механических проблем с ротором: заклинивании вала и других неисправностей. Прибор монтируют на контактах ПМЛ (пускателя магнитного) или в качестве самостоятельного элемента с клеммником КРЛ.
- РТТ. Трехфазные устройства, предназначенные для защиты электродвигателей с короткозамкнутым ротором от токовой перегрузки, перекоса между питающими фазами и в случае механических повреждениях ротора, а также от задержки пускового момента. РТТ имеют два варианта установки: как самостоятельное реле на панели или совместно с магнитными пускателями типа ПМЕ и ПМА.
- РТИ. Трехфазная разновидность теплового реле, которое защищает электродвигатель от тепловых повреждений обмотки в случае критического превышения значений тока потребления, от асимметрии питающих фаз, задержки пускового момента и в случае механических повреждений движущихся частей ротора. Реле устанавливается на магнитные контакторы КМТ или КМИ.
- ТРН. Двухфазные устройства электротепловой защиты электрических двигателей, обеспечивающие контроль продолжительности пуска и тока в нормальных рабочих режимах. Контакты возвращаются в исходное состояние после аварийного срабатывания только вручную. Работа теплового устройства абсолютно не зависит от температуры окружающей среды, что актуально для применения в условиях горячих производств и жаркого климата.
- РТК. Тепловые реле, с помощью которых можно контролировать лишь один параметр – температуру металлического корпуса электрических установок. Для этого используются специальные щупы. Если критические значения температуры превышают заданные, реле типа РТК отключает установку от линии питания.
- Твердотельные. Вид тепловых реле, в конструкции которых отсутствуют какие-либо подвижные элементы. Работа устройства не зависит от температуры окружающей среды и других характеристик воздуха, что актуально для взрывоопасных цехов и производств химической промышленности. Твердотельные тепловые реле позволяют контролировать длительность разгона электромоторов, оптимальные токи нагрузки, обрывы фазных проводов и заклинивание ротора.
- РТЭ. Защитные тепловые реле, которые по своему принципу работы напоминают плавкие предохранители. Устройства изготовлены из металлического сплава с низкой температурой плавления. Материал плавится при критической температуре и разрывает цепь, питающую оборудование. Устройства типа РТЭ монтируются непосредственно в корпусы электросиловых установок на штатное место.
Все перечисленные выше разновидности тепловых реле служат для одной цели – они защищают электродвигатели и другие силовые электроустановки от токовых перегрузок, при которых увеличивается температура рабочих частей агрегатов до критических и субкритических значений.
Технические характеристики тепловых реле: | |||||
Номинальное напряжение переменного тока, В | 660 | ||||
Частота переменного тока, Гц | 50 (60) | ||||
Время срабатывания при токе 1,2 Iном, мин | 20 | ||||
Время ручного возврата, мин, не менее | 1,5 | ||||
Время срабатывания при нагрузке 6-кратным Iном, с | РТЛ-1000 | 4,5 … 9,0 | |||
РТЛ-2000 | 4,5 … 12,0 | ||||
Термическая стойкость реле, с, при нагрузке 18-кратным Iном на ток: | до 10А | 0,5 | |||
свыше 10А | 1,0 | ||||
Тип реле | Диапазон регулирова-ния номинального тока несрабатывания, А | Мощность, потребляемая одним полюсом реле, Вт | Тип реле | Диапазон регулирова-ния номинального тока несрабатывания, А | Мощность, потребляемая одним полюсом реле, Вт |
Номинальный ток 25А | |||||
РТЛ-1001 | 0,10 … 0,17 | 2,05 | РТЛ-1008 | 2,40 … 4,00 | 1,87 |
РТЛ-1002 | 0,16 … 0,26 | 2,03 | РТЛ-1010 | 3,80 … 6,00 | 1,84 |
РТЛ-1003 | 0,24 … 0,40 | 1,97 | РТЛ-1012 | 5,50 … 8,00 | 1,68 |
РТЛ-1004 | 0,38 … 0,65 | 1,99 | РТЛ-1014 | 7,00 … 10,0 | 1,75 |
РТЛ-1005 | 0,61 … 1,00 | 1,8 | РТЛ-1016 | 9,50 … 14,0 | 2,5 |
РТЛ-1006 | 0,95 … 1,6 | 1,8 | РТЛ-1021 | 13,0 … 19,0 | 2,75 |
РТЛ-1007 | 1,50 … 2,60 | 1,8 | РТЛ-1022 | 18,0 … 25,0 | 2,8 |
Номинальный ток 80А | |||||
РТЛ-2053 | 23 … 32 | 2,43 | РТЛ-2059 | 47 … 64 | 3,69 |
РТЛ-2055 | 30 … 41 | 3,03 | РТЛ-2061 | 54 … 74 | 4,38 |
РТЛ-2057 | 38 … 52 | 3,3 | РТЛ-2063 | 63 … 86 | 5,62 |
Как выбрать устройство тепловой защиты
Для правильного выбора подходящей модели теплового реле следует учитывать мощность защищаемого электромотора. Основными параметрами защитных устройств являются:
- Номинальный ток, при котором тепловое реле не срабатывает. Его превышение не вызывает незамедлительного отключения цепи. К примеру, если значение больше номинального на 20 %, то тепловое реле сработает примерно через 20-30 минут.
- Номинальное напряжение. Как правило, бытовые модели тепловых реле устанавливаются в однофазных сетях переменного тока (220 вольт и 50 Гц), однако существуют и трехфазные модели для промышленных предприятий.
- Условия эксплуатации. Категория размещения тепловых реле определяется согласно требованиям ГОСТ 15150. В стандарте описаны допустимые значения температуры и уровень влажности, а также устойчивость приборов к вибрации, ударным нагрузкам, контакту со взрывоопасными газами.
- Предел срабатывания теплового реле.
- Тип и количество дополнительных контактов для управления.
- Чувствительность к перекосу фаз.
Также в маркировке теплового реле обязательно указывается режим возврата (автоматический или ручной).
В некоторых моделях предусмотрена функция «недогрузки», которая позволяет обнаруживать уменьшение тока в цепи, а также опция компенсации температуры окружающей среды – такие модификации считаются самыми удобными и надежными. Кроме того, выпускаются тепловые реле с дополнительными световыми индикаторами. Датчики и светодиоды отображают сигналы включения и состояния.
Поэтому выбор конкретной модели зависит от многих факторов эксплуатации теплового реле – температуры окружающей среды, места установки, мощности подключенного оборудования, необходимости использования средств аварийного оповещения.
Советы по выбору:
- Для однофазных сетей лучше выбирать тепловые реле с функцией автоматического сбрасывания и возврата контакта в первоначальное состояние через определенный период времени. Это гарантирует повторное срабатывание даже при сохранении аварийной ситуации и перегрузок по току.
- Для горячих цехов и эксплуатации в условиях жаркого климата подойдут реле с компенсатором температуры воздушной среды – это модели ТРВ. Они обладают самым широким температурным диапазоном эксплуатации.
- Для оборудования, чувствительного к обрыву фаз, рекомендуется подбирать реле, которое отключает электроустановку даже при обрыве одной фазы.
Реле со световыми индикаторами чаще всего используют на предприятиях промышленности, где требуется оперативное реагирование на аварийные ситуации. Благодаря светодиодным датчикам состояния, оператор может контролировать рабочие процессы.
Цена реле зависит от многих факторов. На стоимость влияют общие технические характеристики, наличие дополнительных функций, используемые в производстве материалы, фирма-производитель. Реле от известных брендов обязательно комплектуются паспортом с подробным описанием технических параметров, а также подробной инструкцией по подключению.
Особенности установки теплового реле
Обычно реле монтируется совместно с магнитным пускателем, обеспечивающим подключение и запуск двигателя. Некоторые модели устанавливаются в качестве самостоятельных приборов на DIN-рейку или на монтажные панели (ТРН или РТТ). Даже если реле ТРН имеет лишь пару входящих подключений, фаз все равно 3. Отключенные фазные провода выводятся с пускателя к мотору в обход устройства. Изменения тока будут происходить пропорционально в каждой фазе, в результате чего достаточно контроля только двух из них. Реле можно подключать и при помощи токовых трансформаторов – это целесообразно при использовании мощных электромоторов.
В любом случае необходимо избегать ошибок при монтаже, к примеру, нельзя подключать тепловое реле с параметрами, которые не соответствуют характеристикам электромотора.
Преимущества перед обычными автоматами
По своей конструкции тепловое реле является тем же устройством автоматического отключения электроустановок от сети питания. Однако в отличие от простых автоматов, которые включают/отключают питание, у реле есть два достоинства:
- Возможность регулировать время и момент срабатывания в зависимости от токов перегрузки и продолжительности их воздействия на электроприборы.
- Различные варианты коммутации – дистанционная установка в электрощитке либо непосредственный монтаж на магнитном пускателе.
Кроме того, реле обладают меньшими габаритами и массой, более доступной ценой, простой конструкцией и надежностью эксплуатации. Среди недостатков – необходимость периодической настройки и проверки.
Заключение
Тепловые реле (расцепители) – важные элементы системы защиты электродвигателей и других приборов. Устройства защищают практически от любых перегрузок. К тому же реле не подвержены ложным отключениям нагрузки в случае кратковременных скачков тока, что выгодно отличает их от входных автоматов. Их можно устанавливать не только совместно с магнитными пускателями, но и самостоятельно.
Тепловое реле. Что это и как устроено
Тепловое реле перегрузки — это небольшое электромеханическое устройство, которое защищает двигатели от перегрева. Эти реле помогают контролировать электрический ток, который идет к двигателю, чтобы предотвратить его перегрев. Если двигатель в течение длительного периода времени потребляет слишком много электроэнергии, реле может перевернуться и отключить питание двигателя, чтобы предотвратить повреждение.
Тепловое реле перегрузки имеет три биметаллических или полосовых реле, которые оснащены биметаллическими элементами отключения. Ток для двигателя проходит через три элемента. Отключающие элементы и полюса нагреваются электрическим током, проходя через изолированную нагревательную обмотку, которая образует часть защитного корпуса вокруг полюса или полосы. Когда через полюс проходит много электрического тока, это вызывает его перегрев. Как только полюс перегревается, он начинает изгибаться. Это вызывает срабатывание расцепляющих элементов, освобождая реле и приводя к переключению контактов, отключая электропитание двигателя.
Поскольку они предназначены для предотвращения перегрева и повреждения двигателя, показания температуры, передаваемые тепловым реле перегрузки, могут быть выше, чем на самом деле. Решив купить тепловое реле вы обезопасите двигатель, сохранив его в работоспособном состоянии.
Реле отключает избыточный электрический ток, прежде чем он достигнет двигателя, что приводит к расхождению температуры.
Тепловые реле – вещь необходимая для электрических двигателей. Они нужны для предотвращения повреждения или разрушения электрики путем реагирования на повышение температуры, вызванной током. Если температура поднимется выше номинального значения реле, оно активирует и отключит первичное питание и предотвратит повреждение оборудования. Эта деактивация достигается с помощью механической или электрической блокировки между тепловым реле и главным источником питания. В результате чего цепь прерывается и мотор не выходит из строя. Чувствительный к температуре компонент теплового реле перегрузки может представлять собой простую биметаллическую полосу или более сложный электронный датчик или датчик.
Реле защиты от перегрузки устанавливаются либо в цепях управления больших машин, либо в качестве прямой связи в питании небольших приборов. Реле цепи управления состоят из термочувствительного элемента и набора точек контакта. Если машина достигает уровней тока перегрузки, датчик реле отключает тепловое реле перегрузки, что отключает основное питание.
Реле защиты от перегрузки устанавливаются либо в цепях управления больших машин, либо в качестве прямой связи в питании небольших приборов. Реле цепи управления состоят из термочувствительного элемента и набора точек контакта. Если машина достигает уровней тока перегрузки, датчик реле отключает тепловое реле перегрузки, что отключает основное питание.Реле защиты от перегрузки устанавливаются либо в цепях управления больших машин, либо в качестве прямой связи в питании небольших приборов. Реле цепи управления состоят из термочувствительного элемента и набора точек контакта. Если машина достигает уровней тока перегрузки, датчик реле отключает тепловое реле перегрузки, что отключает основное питание.
Тепловые реле для электродвигателя — принцип действия, защита
08.09.2015Тепловые реле предохраняют электродвигатель от перегрева, вызванного главным образом его перегрузкой, а также потерей фазы или отклонениями параметров сети от их номинальных значений.
Принцип действия тепловых реле основан на изгибании биметаллического элемента при его нагреве. Биметаллический элемент выполнен из двух металлических пластин с разными коэффициентами линейного расширения. При нагреве одна из пластин удлиняется в большей степени, а поскольку пластины скреплены, происходит изгиб всего элемента. Таким образом, в случае превышения тока определенного значения биметаллический элемент нагревается и изгибается, приводя в действие контакт реле. Очевидно, что при увеличении тока уменьшается время срабатывания реле. Зависимость времени срабатывания реле от тока называется характеристикой теплового реле.
Рис. 1. Характеристика теплового реле
На рисунке 1 приведен пример характеристики реле в холодном состоянии, где Iустн – номинальный ток уставки, а Iуст – ток, который протекает через реле в определенный момент времени. Под номинальным током уставки понимается наибольший ток, который в течение длительного времени при данной настройке реле не приводит к его срабатыванию.
Тепловые реле надежно защищают электродвигатель от перегрузок только в случае его эксплуатации в режиме S1 (продолжительный режим работы). Температурные условия мест, в которых установлены реле и защищаемый двигатель должны быть полностью идентичны. Если двигатель работает в повторно-кратковременном режиме, то защита его от перегрузок тепловым реле неэффективна, кроме того, возможны ложные срабатывания.
В случае, когда величины токов электродвигателя имеют относительно большие значения, тепловое реле может включаться через трансформаторы тока.
Тепловое реле необходимо выбрать таким образом, чтобы его номинальные значения напряжения и тока соответствовали аналогичным значениям двигателя, далее необходимо выставить ток уставки согласно следующим выражениям:
Iустн=Iдн, если Тср=Тн,
где Iдн – номинальное значение линейного тока двигателя, Тср – температура окружающей среды, в которой установлено тепловое реле, Тн – температура калибровки реле;
, если ,
Современные электродвигатели выполняются с изоляцией класса F и превышением температуры по классу В. Таким образом, даже при температуре окружающей среды 400С обеспечивается температурный запас 250С, благодаря чему электродвигатель может выдерживать кратковременные перегрузки без разрушения изоляции. Реле, подобранные согласно данным рекомендациям, обеспечивают надежную защиту двигателей при длительных перегрузках 15-20%. Таким образом, обеспечивается надежная продолжительная работа электродвигателя и обеспечивается заложенный заводом-изготовителем ресурс работы.
Если же нагрузка двигателя неравномерная (в одни короткие периоды времени больше номинальной, в другие наоборот – меньше), во избежание ложных срабатываний защиту необходимо несколько загрубить. С этой целью токи уставки Iуст, полученные по формулам, приведенным выше, следует увеличить на 10%.
Важно! Тепловое реле не защищает двигатель от коротких замыканий, поэтому его использование возможно только совместно с устройствами защиты от токов короткого замыкания (автоматические выключатели, предохранители, реле максимального тока).
Схема подключения теплового релеСхемы 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 релеНа 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.
Видеоролик Тепловые релеК тепловым реле можно отнести большую группу электроприборов, предназначенных для регулировки температуры различных нагревательных приборов, контроля технологических процессов, защиты электродвигателей, аккумуляторов и других устройств с использованием различных датчиков температуры. В этой статье рассматриваем конструкции и возможности тепловых реле с биметаллическими пластинами, используемых в основном для защиты электродвигателей промышленных установок. Принцип действия тепловых реле основан на тепловом действии тока, нагревающего биметаллическую пластину, состоящую из двух соединённых плоскими поверхностями металлических полосок с разными коэффициентами линейного расширения. При изменении температуры из-за различного линейного расширения частей, пластина изгибается. При нагревании до определённой температуры, пластина нажимает на защёлку расцепителя и под действием пружины происходит быстрое электрическое разъединение контактов. В отличие от предохранителей и электромагнитных расцепителей, которые применяются для защиты электрооборудования от коротких замыканий, тепловые реле предназначены для защиты от перегрузки, в основном электродвигателей. Это объясняется тем, что для нагрева биметаллической пластины до температуры, при которой происходит отключение нужно значительно больше времени, чем для срабатывания предохранителя и защищаемое оборудование может выйти из строя. По конструкции тепловые реле защиты двигателя различаются в зависимости от назначения, способа установки, рабочего тока. Реле изготавливаются и применяются как отдельные электроустановочные изделия, так и в составе пускателей или автоматических выключателей в качестве конструктивных элементов. Чаще всего это двухфазные или однофазные реле с регулировкой тока срабатывания. Изготавливаются варианты с самовозвратом после срабатывания и с ручным возвратом в исходное положе. Биметаллическая пластинка нагревается за счёт прохождения тока по токонагревающей спирали, которая наматывается на пластину через теплостойкую изоляцию. Количество витков спирали, а также сечение провода выбирается в зависимости от величины тока, на который рассчитано тепловое реле. При больших значениях тока в качестве нагревательного элемента может использоваться и сама биметаллическая пластина, изготовленная в вида буквы U, прикреплённой концами к контактам токоведущих поверхностей. У однофазных тепловых реле ТРП-60 и ТРП-150 одна часть тока проходит через нагревательный элемент, а вторая через биметаллическую пластину. Система рычагов и пружин по конструкции, отключающих контакты тепловых реле, различается в зависимости от типа и назначения реле. Выбор теплового реле зависит от тока, потребляемого электродвигателем. Величина изменения тока срабатывания реле с помощью регулировки небольшая, поэтому для разных электродвигателей нужно подбирать тепловые реле с подходящими термоэлементами. При пуске электродвигателя пусковой ток примерно в 5-7 раз превышает номинальный рабочий. Но, тепловое реле не срабатывает из-за замедления на нагрев биметаллической пластинки. Поэтому тепловое реле выбирается по номинальному току нагрузки или немного больше. Рекомендуемое превышение тока срабатывания защиты составляет 5% — 20% от номинального тока электродвигателя. Лучше всего сразу выбирать комплект для конкретного электродвигателя из пускателя и теплового реле, например, по готовой таблице.
Примечания: 2. При встройке реле ТРН в пускатель с оболочкой любого исполнения и температуре окружающего воздуха 20 С снижение номинальных токов не требуется. То же не требуется для ТРП 20-60А включительно. требуется снижение номинальных токов при температуре воздуха до 40 С для ТРП. Настройка теплового реле необходима при изменении температурных условий эксплуатации электрооборудования, подстройки тепловой защиты для конкретного электрооборудования, а также для компенсации разброса характеристик у различных образцов изделий даже одного типа. Большинство тепловых реле имеют два вида регулировки для установки тока срабатывания. Ближе к концу подвижной части биметаллической пластины находится регулировочный винт, который служит для того, чтобы регулировать расстояние от пластины до поверхности расцепителя, на которую этот винт нажимает для срабатывания реле. Эта регулировка недоступна пользователям без разборки. Вторая регулировка предназначена для подстройки тока срабатывания обслуживающим персоналом. Для этого используют выведенный на лицевую сторону как у реле ТРН регулировочный винт под отвёртку с эксцентриком для механического изменения изгиба. В другом варианте, как у автоматического выключателя АП-50, регулировка выполняется специальным рычажком. Возле регуляторов имеются деления для определения в процентах изменения величины тока. Величина регулировки тока срабатывания теплового реле ограничена и обычно составляет по 25% в одну или другую сторону.
При правильной настройке тока срабатывания обеспечивается защита электродвигателя трёхфазного тока от перегрузки при остановке двигателя от заклинивания ротора, при чрезмерном увеличении механической нагрузки на приводимый в движение механизм, при затяжном пуске электродвигателя. Тепловым реле обеспечивается также защита электродвигателя от перекоса или обрыва фазы по увеличению тока в оставшихся фазах. Для срабатывания тепловой защиты вполне достаточно повышения тока даже в одной из фаз, если ток проходит через нагреватель теплового реле. Поэтому достаточно надёжная защита электродвигателя от перегрузки обеспечивается одним двухфазным реле или двумя однофазными. Настройка тока срабатывания теплового реле проводится на несложном стенде. Реле подключается через понижающий трансформатор и регулятор тока ЛАТР. Потребляемый ток измеряется амперметром. Правильно настроенное тепловое реле не должно срабатывать при значении тока Iн = 1,05, но должно срабатывать за время не больше 20 минут при токе Iн = 1,2 от номинального значения. Время срабатывания теплового реле зависит от величины тока и температуры окружающей среды для каждого типа реле. Их значения, с учётом разброса характеристик, приводятся в специальных таблицах. Предварительно проверяемое реле прогревают номинальным током в течение 2-х часов. Настройку и проверку реле при значительном из количестве можно производить в форсированном режиме сравнением реле, испытанным по вышеизложенному методу и принятым в качестве образца-эталона. На соединенные последовательно с образцовыми 8-10 тепловых элементов с одинаковым номинальным током подаётся 2,5-3 кратный ток уставки, и отчитывается время их срабатывания (обычно 5-8 минут). Тепловые элементы сработавшие с большим отклонением от образцового, подвергаются регулировке изменением положения регулировочного рычага до отключения реле. Эту операцию необходимо выполнить за время не более 25-30 секунд. При особой требовательности к реле после его охлаждения (через 10-15 минут) испытание повторяют для контроля полученных результатов. Настройку реле можно считать удовлетворительной, если время срабатывания испытуемого реле будет отличаться от образцового не более чем на 10%. Применение тепловых реле, а также их обслуживание имеет свои особенности. Схема защиты двигателя построена так, что ток электродвигателя проходит через нагреватели теплового реле, а его размыкающий контакт отключает цепь управления пускателем электродвигателя. Поэтому нужно иметь в виду, что при залипании двух или больше контактов на пускателе, реле не обеспечит отключение электродвигателя. Тепловые реле имеют разброс по отключению, прежде всего это связано с сезонными и суточными изменениями температуры окружающего воздуха. Время срабатывания зависит от того, было ли до этого токовое реле под нагрузкой. Если реле было под нагрузкой и прогретое, то время срабатывания теплового реле уменьшается. Срабатывание теплового реле обычно сигнализирует о наличии плохо заметной неисправности. Даже непродолжительный осмотр оборудования поможет своевременно выявить скрытые неисправности электрооборудования и предотвратит его выход из строя. При плохом контакте происходит нагрев места соединения, и тепловое реле преждевременно срабатывает и при нормальном режиме работы защищаемого электрооборудования. Если сильно загрубить уставку теплового реле, то контакт подгорит, а тепловое реле может не сработать при увеличении тока в двух оставшихся фазах. После срабатывания теплового реле необходимо некоторое время для остывания термоэлемента, только после этого возможно его повторное включение. Перед повторным включением очень желательно проверить на ощупь температуру электродвигателя. Если температура повышена, то нужно дать время для его остывания и проверить двигатель. Время остывания электродвигателя существенно больше, чем время необходимое для остывания и повторного включения теплового реле. Частые включения электродвигателей не рекомендуются, если двигатель специально не предназначен для работы в таких режимах. Перед повторным включением желательно осмотреть и проверить вал электродвигателя на отсутствие заклинивания, люфтов в подшипниках. Отключив автомат электродвигателя проверить контакты пускателя на отсутствие залипания, состояние подвижной системы, затяжку электрических контактов. После включения автоматического выключателя проверить наличие напряжения на верхних контактах пускателя. При запуске электродвигателя нужно обратить внимание на отсутствие чрезмерного искрения в пусковой аппаратуре, на шумы в двигателе и приводимых в движение механизмах. Нужно проверить потребление тока в каждой фазе защищаемого двигателя по стационарным приборам или токовыми клещами. Не редки случаи, когда из-за невнимательного осмотра оборудования или закорачивании отключающего контакта теплового реле, за короткое время на одном месте один за другим палят несколько электродвигателей. Правила устройства электроустановок (3.1.19.) вводят ограничения на применение защиты электродвигателей, отключение которых может привести к серьёзным последствиям. Это некоторые виды сигнализации, средства пожаротушения, вентиляторы, предотвращающие образование взрывоопасных смесей и другие ответственные устройства. Видеоролик |
цены на Тепловые реле в RES.UA
Тепловые реле: сфера использования, преимущества.
Устройства используются в цепи для защиты электроприводов от токовых перегрузок вызванных длительной работой без перерывов, значительными нагрузками. Но важно понимать, что они не защищают от токов кз, для этого используются автоматические выключатели и предохранители.
Преимущества:
- Невысокая цена
- Габариты
- Надежность конструкции и работы
Также оно размыкает управляющую цепь магнитного пускателя, работает по принципу кнопки “Стоп”, а не силовую. У него нет силовых контактов, что упрощает конструкцию и габариты.
Устройство и виды теплового реле
Основными элементами независимо от типа являются:
- Контактная группа. Часто состоит из двух пар контактов: нормально-разомкнутые и нормально-замкнутые.
- Биметаллическая пластина. Они могут быть спаянными или прессованными. Одна из них имеет больший коэффициент расширения, вторая меньший. При прохождении токов перегрузки одна начинает выгибаться больше. Если свободный конец доходит до контактной группы, он воздействует на него.
- Нагреватель. Через него проходит рабочий ток и он уже нагревает пластину
- Проводники для соединения.
- Корпус.
Такая защита необходима в любой электрической цепи, поэтому существует несколько видов защитного теплового реле.
РТЛ срабатывают при перекосе фаз, заклинивании ротора, длительного пуска. Работают в трехфазной сети. Может монтироваться на пускатель или быть самостоятельным устройством.
РТТ работает в трехфазной сети с двигателями с короткозамнутым ротором. Защищает и соединяется аналогично РТЛ.
РТИ разновидность РТЛ, отличием является крепление на другие типы пускателей: КМИ, КТМ.
ТРН — двухфазное тепловое реле, которое контролирует запуск и работу двигателей, есть возможность ручного возврата контактов. Преимуществом является то, что точность работы не зависит от температуры внешней среды.
РТК являет собой щуп, который контролирует температуру на корпусе оборудования и собственно самого реле. Может контролировать только один параметр.
РТЭ монтируется в устройство, по принципу работы похожий на предохранитель. Основным элементом является металлический проводник, который начинает плавится при прохождении токов перегрузки и разрывать электрическую цепь.
Твердотельное реле является также трехфазным. Преимущество: независимость работы от внешней среды, нет подвижных элементов.
Характеристики, которые влияют на выбор реле теплового
Основными параметрами, которые влияют на сферу использования являются:
- Время-токовая характеристика. Это соотношение времени протекания тока от его значения.
- Номинальный ток реле составляет 1,2 — 1,3 Iном двигателя. Это значит, что оно срабатывает при превышении номинала на 20 % в течении некоторого времени (часто 20 минут).
- Граница регулировки тока срабатывания.
- Чувствительность к перекосу фаз
- Номинальное напряжение
- Наличие дополнительных контактов
- Класс отключения
Грамотно подобрать устройство могут профильные специалисты и проектанты.
Купить недорогое качественное реле в res.ua
Комутационную аппаратуру надежнее покупать известных брендов и у официальных представителей. Это дает покупателям гарантии от производителя и от продавца. У нас представлены модели АСКО-УКРЕМ, ETI, Eaton, E-next. В наличии больше 50 моделей. Менеджеры помогут с выбором, и предоставят квалифицированную консультацию в случае необходимости.
Что такое тепловое реле?
Как известно, долговечность работы электрооборудования в значительной степени зависит от условий его эксплуатации. Длительная работа в условиях перегрузки сокращает срок службы электрооборудования, так как это приводит к быстрому старению или разрушению изоляции. Для каждого электроприбора можно построить кривую зависимости продолжительности работы от величины превышения номинального тока. Данная кривая называется время токовой характеристикой.
Глядя на данную кривую, можно заметить, что чем больше перегрузка, тем меньше время жизни электроприбора. Для защиты электрооборудования от токов перегрузки существуют различные способы. Одним из них является использование теплового реле. Тепловое реле применяется для защиты от перегрузок электродвигателей.
В работе теплового реле применяется принцип биметаллической пластины. Такая пластина состоит из двух частей, имеющих разный коэффициент линейного расширения. При нагревании током пластина начинает изгибаться. При нагреве до определенной температуры, пластина нажимает на защелку расцепителя и с помощью пружины происходит быстрое разъединение контактов. Биметаллическая пластина может нагреваться как сама от прохождения электрического тока нагрузки непосредственно по ней, так и от дополнительного нагревательного элемента. Нагревательный элемент может быть выполнен в виде токонагревающей спирали, которая наматывается на пластину через теплостойкую изоляцию. как правило, дополнительный нагревательный элемент используется при малых токах нагрузки. Также может быть совмещенный способ. В этом случае часть тока проходит через нагревательный элемент, а часть непосредственно по биметаллической пластине.
По конструкции тепловые реле могут быть как отдельными электроустановочными изделиями, так и встроенными в магнитные пускатели, автоматические выключатели и т. д. Исполнительный механизм может быть выполнен с само возвратом после срабатывания или с ручным возвратом в исходное положение.
Выбор теплового реле должен учитывать номинальные токи работы электродвигателя. Пусковой ток не должен приводить к срабатыванию защиты, так как этот режим кратковременный и биметаллическая пластина не успевает нагреться. Оптимальный ток срабатывания теплового реле должен быть на 5-20% больше номинального тока электродвигателя.
При правильном выборе теплового реле и правильной его настройке, обеспечивается защита электродвигателя от перегрузки, вызванной заклиниванием ротора, при превышении номинальной нагрузки на валу, при затяжном пуске электродвигателя. Также обеспечивается защита от перекоса или пропадания фазы. Это происходит за счет того, что резко увеличивается ток в оставшихся двух фазах.
Учитывая высокую стоимость ремонта электродвигателя не стоит пренебрегать защитой его от работы в условиях перегрузки.
Принцип работы теплового реле перегрузки Привет, друзья, в этой статье я говорю о принципе работы теплового реле перегрузки и его функции в пускателе прямого включения. Надеюсь, эта статья окажется для вас информативной и полезной.
Тепловое реле перегрузки работает на тепле, выделяемом чрезмерным током перегрузки. Тепло, выделяемое током перегрузки, используется для отключения цепи двигателя. В основном они используются для защиты низковольтных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором или двигателей постоянного тока с более низкой выходной мощностью.
Функция теплового реле перегрузки, используемого в цепях пускателя двигателя, заключается в предотвращении потребления двигателем чрезмерного тока, который вреден для изоляции двигателя.
Подключается либо напрямую к линиям двигателя, либо косвенно через трансформаторы тока. Он обесточивает стартер и останавливает двигатель при чрезмерном потреблении тока.
Всякий раз, когда двигатель перегружен, он будет потреблять больше тока из линии и будет постепенно нагреваться.Реле перегрузки предназначено для защиты двигателя от длительных перегрузок.
Реле перегрузки устанавливается в цепи управления двигателем для замыкания контакта в цепи отключения или механического управления шиной отключения, таким образом отключая двигатель в случае чрезмерной нагрузки.
Состоит из биметаллических полос. Тепло, выделяемое током перегрузки, используется для нагрева биметаллических полос.
В нормальных условиях эксплуатации полоса остается прямой, но под действием тока короткого замыкания полоса нагревается и изгибается, а контакты реле разъединяются, что обесточивает цепь управления двигателем.
Усилие, необходимое для изгиба биметаллических полос, можно отрегулировать с помощью регулятора. Другими словами, его можно настроить на работу при разных токах перегрузки.
Тепловое реле перегрузки не обеспечивает защиты от короткого замыкания , так как для размыкания контактов требуется достаточно времени. Поэтому этот тип реле используется вместе с предохранителями для защиты цепи от перегрузки и короткого замыкания.
Эти реле имеют характеристики с обратнозависимой выдержкой времени i.е. время отключения становится меньше при перегрузке и, следовательно, увеличивается ток. Они оцениваются по классу поездки. Класс отключения определяет период времени, который потребуется для работы в условиях перегрузки. Наиболее распространены классы 5, 10, 20 и 30. Реле перегрузки классов 30, 20, 10 и 5 срабатывают в течение 30, 20, 10 и 5 секунд соответственно при 600% тока полной нагрузки двигателя.
Функция реле перегрузки в DOL Starter
Принципиальная схема прямого пускателя для трехфазного асинхронного двигателя показана на рисунке.Пускатель состоит из набора кнопок «пуск» и «стоп» с соответствующими контактами, устройствами защиты от перегрузки и пониженного напряжения.
Пусковая кнопка (S 1 , обычно зеленого цвета) представляет собой выключатель с мгновенным контактом, который удерживается нормально разомкнутым с помощью пружины. Кнопка останова (S 2 , обычно красного цвета) представляет собой выключатель с мгновенным контактом, который удерживается нормально замкнутым с помощью пружины. Операция следующая.
Когда нажата кнопка пуска S 1 , на рабочую катушку «C» (или главный контактор) подается питание через контакт перегрузки «D» (нормально замкнутый).Это замыкает три основных контакта «M», которые подключают двигатель к источнику питания. В то же время вспомогательный контакт «A» также замыкается.
Когда вспомогательный контакт замкнут, новая цепь устанавливается через кнопку останова, вспомогательный контакт и рабочую катушку «C». Поскольку рабочий контур теперь поддерживается вспомогательным контактом, двигатель продолжает работать даже после отпускания кнопки пуска.
Если питание отсутствует или напряжение в сети падает ниже определенного значения, главные и вспомогательные контакты размыкаются.При возврате питания контактор не может замкнуться, пока не будет снова нажата кнопка пуска.
Когда двигатель перегружен, он потребляет ток, превышающий его нормальный рабочий ток. Этот ток перегрузки нагревает биметаллическую полосу теплового реле перегрузки.
Теперь из-за этого тепла биметаллическая полоса начинает гнуться. Через некоторое время он достаточно изгибается, и цепь управления двигателем размыкается в точке «D» (точка показана на рисунке). Он отключает рабочую катушку от питания.В результате мотор останавливается.
Спасибо, что прочитали о принципе работы теплового реле перегрузки .
Трехфазный асинхронный двигатель | Все сообщения
© https://yourelectricalguide.com/ Принцип работы теплового реле перегрузки.
Тепловое реле перегрузки — Техническое содержание
Реле тепловой перегрузки являются устройствами защиты. Они предназначены для отключения электроэнергии, если двигатель потребляет слишком большой ток в течение длительного периода времени.Для этого тепловое реле перегрузки содержит 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.
Тепловое реле перегрузки похоже на автоматические выключатели 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.
Реле перегрузки типа
- Биметаллическое тепловое реле
Как следует из названия, биметаллическое тепловое реле использует 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. - Твердотельное тепловое реле
Твердотельное реле — это электронные устройства, не имеющие движущихся или механических частей. Вместо этого реле рассчитывает тепловую перегрузку, среднюю температуру двигателя, отслеживая его пусковой и рабочий токи. Твердотельное реле, как правило, быстрее электромеханических, а также имеет регулируемые уставки и время срабатывания. Поскольку они не способны генерировать искру, их можно использовать во взрывоопасных средах. - Термореле контроля температуры
Реле контроля температуры непосредственно измеряет 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 плавления сплава
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.
Отказ двигателя и защита
Неисправность двигателя может быть результатом электрических или механических факторов. Исследование, проведенное в 1986 г. по заказу компании Electrical Research Associates (ERA) Соединенного Королевства, показало, что наиболее частыми причинами отказа двигателя являются:
- Максимальный ток »30%
- Загрязнение »18%
- Однофазное »15%
- Отказ подшипника »12%
- Старение (естественный износ) »10%
- Неисправность ротора »5%
- Разное »7%
Виды отказов 1, 3 и 7 связаны с электрическими проблемами.Режимы 2, 4, 5 и 6 являются результатом механических (и некоторых производственных) проблем.
Раньше защита двигателя, поставляемая с контроллером, могла устранять только электрические причины отказа двигателя. Эти электрические проблемы составляют не менее 45% наиболее распространенных причин отказа двигателя. Ответвительные цепи двигателя защищены от коротких замыканий (мгновенных токов перегрузки) и устойчивых реле перегрузки в установившемся режиме или низкого уровня. В США эта защита обеспечивается устройством защиты от короткого замыкания (SCPD) и реле перегрузки двигателя, если они применяются в соответствии с Национальным электрическим кодексом (NEC).
Обозначение класса отключения
Независимо от стиля продукта (NEMA или IEC) реле перегрузки реагируют на состояния реле перегрузки в соответствии с кривыми срабатывания. Эти кривые срабатывания определяются требуемым классом защиты.
Обозначение класса | Время срабатывания |
---|---|
Класс 10 | 10 секунд или меньше |
Класс 20 | 20 секунд или меньше |
Класс 30 | 30 секунд или меньше |
Примечания: Обозначение маркировки времени отключения при 600% номинального тока элемента.
КомпонентыIEC обычно рассчитаны на применение. Это означает, что размер контроллера очень близок к пределу его эксплуатации для данного приложения. Двигатели IEC также обычно более рассчитаны на применение. По этим причинам отключение класса 10 наиболее часто встречается в приложениях IEC. Поскольку продукты NEMA применяются с большей встроенной избыточной мощностью, отключение класса 20 является наиболее распространенным.
Типовые кривые срабатывания
Номинальный ток отключения
Номинальный ток срабатывания — это номинальное значение, которое приблизительно соответствует минимальному току срабатывания реле перегрузки при температуре окружающей среды за пределами корпуса 40 ° C (104 ° F).
Уровень защиты
Уровень защиты — это соотношение между номинальным током отключения и током полной нагрузки. Уровень защиты в процентах — это номинальный ток срабатывания, деленный на ток полной нагрузки двигателя, умноженный на 100. Национальный электротехнический кодекс, раздел 430-32, допускает максимальный уровень защиты 125% для двигателя.
Минимальный ток отключения
Также называемый предельный ток может отличаться от номинального значения тока срабатывания, поскольку номинальные значения устанавливаются в стандартных условиях испытаний.Факторы, которые влияют на вариации, включают: количество установленных тепловых блоков, размер корпуса, близость к тепловыделяющим устройствам, размер установленных проводов, температуру окружающей среды (комнаты) и другие.
За исключением реле перегрузки с компенсацией температуры окружающей среды, температура окружающей среды выше 40 ° C снижает ток отключения, а более низкая температура увеличивает его. Это изменение не является фактором при выборе тепловых единиц для среднего применения, поскольку большинство номинальных значений двигателя основаны на температуре окружающей среды 40 ° C, а мощность двигателя изменяется в зависимости от температуры примерно в той же пропорции, что и изменение тока отключения.Реле с температурной компенсацией поддерживают почти постоянный ток срабатывания в широком диапазоне температур окружающей среды и предназначены для использования там, где реле из-за своего расположения не может определять изменения окружающей температуры двигателя.
Тепловое реле
Тепловое реле или тепловое реле перегрузки наиболее широко используются для защиты электродвигателей от перегрузок и длительной работы слабых устройств. Их можно использовать на переменном или постоянном токе. [1] Это защитное устройство гарантирует:
- оптимизацию срока службы двигателей, предотвращая их работу в условиях ненормального нагрева.
- непрерывность работы машин или оборудования без непредвиденных остановок.
- перезапуск после поездки как можно быстрее и в наилучших условиях безопасности для оборудования и людей.
характеристики
Его наиболее распространенные характеристики:
Фанера
Кривизна, принимаемая двухслойными слоями, возникает не только из-за перегрева, вызванного током, циркулирующим в фазах, но и из-за изменений температуры окружающей среды.Этот фактор окружающей среды корректируется с помощью компенсационного листа, чувствительного только к изменениям температуры окружающей среды, который устанавливается напротив основных листов. Когда нет тока, кривизна биламинатов обусловлена температурой окружающей среды. Эта кривизна корректируется с помощью компенсирующего листа, так что изменения температуры окружающей среды не влияют на положение зажимного упора. Следовательно, кривизна, вызванная током, является единственной причиной, которая может сдвинуть стопор, вызывая отключение.
Компенсированные тепловые реле нечувствительны к изменениям температуры окружающей среды, обычно от –40 ° C до + 60 ° C.
Чувствительны к обрыву фазы
Это устройство, которое запускает реле при отсутствии тока в одном из них. фаза (однофазный режим). Он состоит из двух полос, которые движутся вместе с листами. Биламин, соответствующий непитанной фазе, не деформируется и блокирует движение одной из двух полосок, вызывая выстрел. Приемники, питаемые постоянным током, могут быть защищены путем последовательной установки двух двухслойных пластин, что позволяет использовать реле, чувствительные к обрыву фазы.
Автоматический или ручной сброс
Реле защиты можно легко адаптировать к различным условиям эксплуатации, выбрав режим ручного или автоматического сброса (устройство выбора расположено на передней панели реле), что позволяет выполнить три процедуры перезапуска:
- Простые машины, которые могут работать без специального контроля и считаться неопасными (насосы, кондиционеры и т. д.) могут автоматически перезапускаться, когда листы остывают в течение определенного периода времени.
- В сложной автоматизации перезапуск требует присутствия оператора по техническим причинам и по соображениям безопасности.Такая схема рекомендуется также для труднодоступного оборудования.
- По соображениям безопасности сброс реле в локальном режиме и запуск машины должны выполняться квалифицированным персоналом.
Градация в «токах двигателя»
Прямое отображение на реле тока, указанного на паспортной табличке двигателя. Реле регулируются с помощью кнопки, которая изменяет угловой ход, совершаемый концом компенсирующего лезвия, чтобы освободиться от зажимного устройства, которое удерживает реле в активированном положении.Колесо с градуировкой в амперах позволяет регулировать реле с большой точностью. Предельный ток срабатывания в 1,05–1,20 раз превышает указанное значение.
Принцип действия тепловых реле
Тепловые реле состоят из трех двухслойных пластин, каждый из которых состоит из двух металлов с очень разными коэффициентами расширения, соединенных ламинацией и окруженных нагревательной спиралью. Каждая нагревательная обмотка последовательно подключена к одной фазе двигателя. Ток, поглощаемый двигателем, нагревает обмотки, вызывая деформацию биламинатов в большей или меньшей степени в зависимости от силы упомянутого тока.Деформация лезвий, в свою очередь, вызывает вращательное движение кулачка или вала, прикрепленного к стреляющему устройству.
Если ток, потребляемый приемником, превышает значение настройки реле, ранее выполненное с помощью встроенного в него переключателя тока, валы будут деформироваться настолько, что часть, к которой подсоединены движущиеся части контактов, отпустить. зажимной упор. Это движение вызывает резкое размыкание контакта реле, встроенного в цепь катушки контактора, и замыкание сигнального контакта.Сброс будет невозможен, пока листы не остынут.
Классы запуска
Тепловые реле используются для защиты двигателей от перегрузок, но во время фазы запуска они должны допускать временную перегрузку, которая вызывает прохождение пика тока, и срабатывать только при указанном пике, то есть во время пуска. , слишком долго. Продолжительность обычного запуска двигателя различна для каждого приложения; Он может составлять всего несколько секунд (запуск без нагрузки, низкий крутящий момент ведомой машины и т. Д.) или несколько десятков секунд (ведомая машина с большой инерцией), поэтому необходимо иметь реле, адаптированные к продолжительности запуска. Стандарт IEC 947-4-1-1 отвечает на эту потребность, определяя три типа срабатывания реле тепловой защиты:
• Реле класса 10: действительно для всех распространенных приложений с продолжительностью пуска менее 10 секунд или менее 600 % от их номинального тока
• Реле класса 20: они допускают пуски продолжительностью до 20 секунд или менее при 600% от их номинального тока.
• Реле класса 30: для пусков с максимальной продолжительностью 30 секунд или менее при 600% их номинального тока.
См. Также
внешние ссылки
Ссылки
- ↑ Электротехническое руководство. Telemecanique
Что такое тепловое реле?
Тепловые реле — это тип электрического устройства, используемого для защиты двигателей и электрических цепей от перегрузки, часто используется с контакторами. Тепловые реле имеют функцию автоматического переключения контактов за счет теплового расширения и сжатия металлических стержней.
Применение тепловых релеТепловые реле оснащены контактором для защиты электрооборудования, особенно электродвигателей при перегрузке по току, перегрузке во время работы.
Примечание: тепловые реле работают только для изменения состояния контакта, но не для отключения питания, поэтому его необходимо объединить с другим переключателем.
Характерной чертой тепловых реле является то, что для работы требуется определенное количество времени, основанное на механизме теплового расширения, и они не действуют так быстро (мгновенно), как электромагнитные переключатели.Поэтому тепловые реле используются только для защиты от перегрузки, а не от короткого замыкания. Для защиты от короткого замыкания необходимо использовать аптомат, предохранитель.
Тепловые реле, работающие при переменном напряжении до 500 В, частота 50 Гц, имеют диапазон действия от нескольких сотен мА до нескольких сотен А. Диапазон тепловых реле Mitsubishi, LS, Schneider составляет от 0,1 А до 800 А.
Устройство теплового релеПримечание:
- Плечо
- Контакт нормально замкнутый
- Нормально разомкнутый контакт
- Винт регулировки силы удара
- Биметаллический стержень
- Нагревательный провод
- Рычаг
- Кнопка сброса
Можно сказать, что тепловое реле не слишком сложен и очень прост в использовании.
Принцип работы тепловых релеВерно своему названию, тепловые реле работают по изменению температуры тока. Когда ток перегружен, выделяется огромное количество тепла, которое вызывает нагрев металлической пластины реле, что приводит к расширению. В составе теплового реле двойная металлическая пластина играет чрезвычайно важную роль для эффективной работы устройства. Эта сдвоенная металлическая пластина состоит из двух металлических стержней с разным показателем удлинения.
Обычно первый металлический стержень имеет меньший коэффициент расширения и часто инвар (включая 36% Ni + 64% Fe). Второй металлический стержень обычно изготавливают из латуни или хромоникелевой стали, поскольку его индекс расширения примерно в 20 раз больше, чем у инвара. Две плиты собирают в один лист горячей прокаткой или сваркой.
Когда ток внезапно изменяется, температура воздействует на двойной стальной стержень, так что он изгибается в направлении металлического стержня с меньшим коэффициентом расширения, который теперь можно использовать непосредственно для тока или окружающего провода сопротивления.. Величина изгиба более или менее зависит от длины и толщины металлического стержня.
Классификация тепловых реле— По устройству тепловые реле делятся на два типа: открытого типа и закрытого типа.
— По запросу можно использовать: Одно- и двухполюсного типа.
— По методу нагрева:
+ Прямой нагрев: Электроэнергия протекает напрямую через двойную металлическую пластину.Этот тип имеет простую конструкцию, но при изменении номинального тока пластину необходимо менять. Двойная металлическая, такой тип не удобен.
+ Косвенный нагрев: электрический ток протекает через независимый нагревательный элемент, излучаемое косвенно тепло вызывает изгиб металлической пластины. Преимущество этого типа состоит в том, что требуется изменить номинальный ток, нам нужно только заменить нагревательный элемент. Недостатком этого типа является то, что при большой перегрузке нагревательный элемент может достигать довольно высоких температур, но из-за плохой теплопередачи воздуха металлический лист не стал токсичным, и нагревательный элемент сгорел.
+ Комбинированный обогрев: Этот тип относительно хорош, потому что горит прямо и косвенно. Обладает относительно высокой термостойкостью и может работать при многократных перегрузках
больших.
Тепловые реле используются для защиты двигателя от перегрузки, поэтому при выборе теплового реле необходимо выбрать правильный тип двигателя для защиты. Во многих случаях пользователь выбирает тепловое реле в соответствии с током контактора или аптомата, который является неправильным и приводит к сгоранию двигателя при перегрузке.
Ниже приведена таблица тепловых реле в зависимости от мощности двигателя:
Некоторые примечания при выборе теплового реле:
+ Выбирайте тепловое реле с регулируемым порогом, соответствующим рабочему диапазону двигателя или немного выше. Самый низкий порог срабатывания теплового реле должен быть ниже середины рабочего диапазона двигателя. Максимальный регулируемый порог теплового реле должен быть выше верхнего предела рабочего диапазона двигателя.
+ Некоторые типы тепловых реле имеют контакт для контактора (обычно небольшие тепловые реле). Поэтому он может установить только контактор правильного типа, совместимый с ним.
+ Некоторые тепловые реле высшего класса имеют встроенную защиту от обрыва фазы.
Тепловое реле | Electricalunits.com
Тепловое реле | Electricalunits.comДругая часть теплового реле показана на рисунке. Наименования деталей приведены ниже: —
- Нагревательная спираль
- Биметаллическая полоса
- Изолированный контактный рычаг
- Контакт реле
В этом тепловом реле биметаллическая полоса нагревается с помощью нагревательной катушки, питание которой подается через трансформатор тока.Точка контакта реле фиксируется на изолированном плече, а пружина S подсоединяется к концу изолированного плеча. Натяжение этой пружины можно изменять, вращая секторную пластину A . В нормальных условиях биметаллическая полоса остается прямой, но когда полоса нагревается нагревателем, она изгибается и натяжение пружины ослабляется, поэтому рабочую температуру реле можно изменять, изменяя натяжение пружины. Пл, обратите внимание, что биметаллический элемент состоит из двух стальных полос, легированных никелем и сваренных между собой.Эти полосы обладают высокой термостойкостью и не подвержены вторичным тепловым эффектам.
Последние сообщения
Вопрос с множественным выбором (MCQ) электроэнергии стр.-10: 91. Импульсная турбина |
Вопрос с множественным выбором (MCQ) электроэнергии стр.-9: 81.Скорость истечения составляет А) Скорость струи при заданных условиях Б) Фактическая скорость струи C) 50% идеальной скорости струи Г) Идеальная скорость струи. Подробнее … |
Вопрос с множественным выбором (MCQ) электроэнергии стр.-8: 71. В закрытой системе охлаждения А) вода не течет Б) после охлаждения горячая вода рециркулирует В) одновременно используется воздушное и водяное охлаждение Г) требуется постоянная подача пресной воды для охлаждения. Подробнее … |
Тепловое реле перегрузки класса 10 для контакторов ABB A9 — A / AF300 | Перегрузки
ABB ControlsРеле тепловой перегрузки класса 10 ABB являются 3-полюсными для использования с контакторами серии A9-A / AF300. Ток двигателя протекает через их биметаллы (по одному на фазу), которые нагреваются косвенно.Под действием нагрева биметаллы изгибаются, вызывая срабатывание реле и изменение положения вспомогательных контактов.
Диапазон настройки реле градуируется в амперах. В соответствии с международными и национальными стандартами ток уставки — это номинальный ток двигателя, а не ток отключения (отключение при 1,05 x уставка тока, отключение при 1,2 x уставке). Кривые отключения (холодный или теплый пуск, 3 фазы и 2 фазы) показаны в основном каталоге.
ECD имеет большой запас продукции для автоматизации и управления, готовой к отправке, включая тепловые реле перегрузки ABB. Позвоните в ECD прямо сейчас. по всем вопросам, связанным с реле перегрузки ABB.
Технические характеристики
- Предназначен для монтажа закрытой парой
- Для всех реле перегрузки доступен отдельный монтаж на основании
- Регулируемые реле перегрузки класса 10 входят в стандартную комплектацию всех пускателей ABB Line .
- Сброс также можно настроить для работы в качестве кнопки останова
- Индикация отключения
- Возможность удаленного отключения и сброса
- Защита от несимметрии одной фазы и фаз
- Изолированная цепь аварийной сигнализации (Н.О.) связаться с
- Ручной или автоматический сброс
- Широкий диапазон регулировки
Нажмите здесь или позвоните нам по телефону 1.800.947.0868
По вопросам оптовых скидок, аксессуаров и других конфигураций обращайтесь по телефону.
Щелкните заголовок столбца для сортировки
О реле защиты от перегрузки — Tsubaki
Электродвигатели находят широкое применение в машинах с вращающимися компонентами. Двигатели часто бывают довольно дорогими, поэтому важно предотвратить их выход из строя, вызванный пропусканием электрического тока, превышающего их номинальную силу тока. Электрическая перегрузка иногда может возникать из-за замыканий на землю (короткое замыкание обмоток двигателя или периферийных кабелей), но чаще возникает из-за заклинивания или неправильной работы.
Реле защиты от перегрузкипредотвращает повреждение двигателя, контролируя ток в цепи двигателя и размыкая цепь при обнаружении электрической перегрузки или обрыва фазы. Поскольку реле намного дешевле двигателей, они обеспечивают доступный способ защиты двигателей.
Преимущества и особенности реле защиты от перегрузки
Существуют различные типы реле защиты от перегрузки. Примерами являются предохранители, тепловые реле, электромеханические реле и электронные реле.Предохранители широко используются для защиты слаботочных устройств, например, бытовой техники. Тепловые, электромеханические и электронные реле используются для защиты сильноточных машин, таких как промышленные двигатели. Основные преимущества использования реле:
Надежная защита
Реле перегрузки отключают ток двигателя, когда возникает сильноточная ситуация из-за замыкания на землю, короткого замыкания, обрыва фазы или механического заклинивания. Это недорогой способ избежать простоев на ремонт или замену вышедших из строя двигателей из-за чрезмерного тока.
Надлежащее согласование с подрядчиками
Подрядчики несут большие рабочие токи главной цепи. У них есть встроенные механизмы для подавления дуги, вызванной прерыванием сильных токов двигателя. Когда контакторы правильно согласованы с тепловыми реле, комбинация обеспечивает хорошую схему запуска двигателя.
Пускателипросты в эксплуатации
Ручные пускатели двигателей используются для включения и выключения двигателей. Эти электромеханические устройства легко установить и сбросить после срабатывания.
Монтажные комплекты
Для различных типов реле защиты от перегрузки доступны специальные монтажные комплекты.
Реле защиты от перегрузкиимеют регулируемые диапазоны уставок тока для контроля порога срабатывания. Помимо предотвращения электрической перегрузки, они также могут обнаруживать обрывы фаз и защищаться от них. Поскольку эти реле часто работают в жарких средах, они обеспечивают допустимые отклонения температуры окружающей среды до 60 ° C.
Релетакже поставляются с автоматическим или ручным сбросом, которые можно опломбировать, чтобы защитить их от опасных сред, в которых они работают.Реле также имеют функции останова и тестирования для проверки их работоспособности при отсутствии электрического тока.
Посмотреть наш каталог устройств защиты от перегрузки
Реле защиты от перегрузки Рекомендации по продукту
Реле защиты от перегрузки защищают от следующих аварийных ситуаций:
Перегрузка по току
Катушки двигателя изнашиваются, когда они пропускают ток, превышающий расчетный предел, и сгорают после длительного воздействия.Когда токи превышают установленные пределы, срабатывает реле защиты от перегрузки, чтобы избежать повреждений.
Обрыв фазы
Это важная категория неисправности, поскольку она является основной причиной отказов двигателя. Это происходит при выходе из строя одной из фаз электропитания двигателя.
Прочие
Эта дополнительная категория охватывает различные ситуации, такие как замыкания на землю, остановку или заклинивание двигателей, дисбаланс нагрузки (в том числе под нагрузкой) и колебания напряжения.
Реле защиты от перегрузки от US Tsubaki
U.S. Tsubaki предлагает следующие устройства для защиты от скачков электрического тока или крутящего момента:
- Электронные шоковые реле: Эти реле защищают от скачков электрического тока как при нагрузках, так и при перегрузках. Их использование предотвратит простои из-за непредвиденных поломок и дорогостоящего ремонта.