Схема теплового реле: Тепловое реле: схема подключения, принцип работы, назначение — Мир Антенн

Содержание

Тепловое реле: схема подключения, принцип работы, назначение

Автор Светозар Тюменский На чтение 3 мин. Просмотров 6.2k. 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.

Подключение теплового реле. Основная функция и принцип работы

Автор newwebpower На чтение 7 мин. Просмотров 4k. Опубликовано 06.09. 2016 Обновлено 06.09.2016

Для защиты электродвигателя от недопустимых длительных токовых перегрузок, которые могут возникнуть при увеличении нагрузки на вал или потери одной из фаз применяется тепловое защитное реле. Также защитное реле защитит обмотки от дальнейшего разрушения при возникшем междувитковом замыкании.

Тепловым данное реле (сокращенно ТР) называют из-за принципа действия, который схож с работой автоматического выключателя, в котором изгибающиеся при нагреве электрическим током биметаллические пластины разрывают электрическую цепь, надавливая на спусковой механизм.

Особенности теплового реле

Но, в отличие от автоматического защитного выключателя, ТР не размыкает силовые цепи питания, а разрывает цепь самоподхвата магнитного пускателя. Нормально замкнутый контакт защитного устройства действует аналогично кнопке «Стоп», и подключается последовательно с ней.

Тандем контактора и теплового реле

Поскольку тепловое реле подключается сразу же после магнитного пускателя, то нет нужды дублировать функции контактора при аварийном размыкании цепей. При таком выборе реализации защиты достигается ощутимая экономия материала для контактных силовых групп – значительно проще коммутировать небольшой ток в одной цепи управления, чем разрывать три контакта под большой токовой нагрузкой.

Тепловое реле не разрывает силовые цепи напрямую, а лишь выдает сигнал управления в случае превышения нагрузки – данную особенность следует помнить при подключении устройства.

Как правило, в тепловом реле присутствует два контакта – нормально замкнутый и нормально разомкнутый. При срабатывании устройства данные контакты одновременно меняют свое состояние.

Нормально разомкнутые и нормально замкнутые контакты

Характеристики теплового реле

Выбор ТР следует производить, сопоставляя типичные характеристики данного защитного устройства соответственно имеющейся нагрузке и условиям эксплуатации электродвигателя:

Номинальный ток защиты;
Предел регулировки уставки тока срабатывания;
Напряжение силовой цепи;
Количество и тип вспомогательных контактов управления;
Мощность коммутации контактов управления;
Порог срабатывания (коэффициент отношения к номинальному току)
Чувствительность к асимметричности фаз;

Класс отключения;

Схема подключения

В большинстве схем при подключениях теплового реле к магнитному пускателю используется нормально замкнутый контакт, который подключается последовательно с кнопкой «Стоп» пульта управления. Обозначением данного контакта является сочетание букв NC (normal connected) или НЗ (нормально замкнутый).

Схема подключения ТР к контактору в магнитном пускателе

Нормально разомкнутый контакт (NO) при данной схеме подключения может использоваться для сигнализации о срабатывании тепловой защиты электродвигателя. В более сложных автоматических схемах управления он может использоваться для инициализации аварийного алгоритма останова конвейерной цепи оборудования.

Для самостоятельного подключения теплового реле для защиты электродвигателя, не имея опыта работы с подобным оборудованием, будет правильно сначала ознакомиться с принципом работы и подключением магнитного пускателя на данном сайте.

В независимости от типа подключения электродвигателя и количества контакторов магнитного пускателя (прямой и реверсивный запуск), внедрение теплового реле в схему является достаточно простым. Оно устанавливается после контакторов перед электродвигателем, а размыкающийся (нормально замкнутый) контакт подключается последовательно с кнопкой «Стоп».

Тепловое реле в схеме реверсивного подключения контакторов

Элементы подключения, управления и настройки ТР

По ГОСТ клеммы контактов управления имеют обозначение 95-96 (нормально замкнутый) и 97-98 (нормально разомкнутый).

На данном рисунке показана схема теплового реле с обозначением выводов и элементов управления. Кнопка «Тестирование служит для проверки работоспособности механизма.

Кнопка «Стоп» служит для ручного выключения устройства защиты.

Функция «Повторный взвод» позволяет заново запустить электродвигатель после срабатывания защиты. Многие ТР поддерживают два варианта – автоматический (возвращение в исходное состояние происходит после остывания биметаллических пластин) и ручной взвод, требующий непосредственного действия оператора для нажатия соответствующей кнопки.

Управление повторным взводом

Уставка тока срабатывания позволяет сделать выбор значения перегрузки, при котором реле отключит катушку контактора, который обесточит электродвигатель.

Регулировка уставки срабатывания относительно метки

При выборе устройства защиты нужно помнить, что по аналогии с автоматическим выключателем у тепловых реле также имеется времятоковая характеристика. То есть, при превышении уставленного тока на некоторое значение, отключение произойдет не сразу, а по истечению некоего времени. Быстрота срабатывания будет зависеть от кратности превышения тока уставки.

Графики времятоковой характеристики

Разные графики соответствуют характеру нагрузки, количеству фаз и температурному режиму.

Как видно из графиков, при двукратном превышении нагрузки может пройти больше минуты времени, прежде, чем защита сработает. Если же выбрать ТР недостаточно мощным, то двигатель может не успеть разогнаться при многократном стартовом превышении уставки тока перегрузки.

Также у некоторых тепловых реле имеется флажок срабатывания защиты.

Защитное закрывающееся стекло служит одновременно для нанесения маркировки и защиты настроек при помощи пломбирования,

Защита настроек и маркировка

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).
Реле РТТ, подключенное при помощи жестких пластинчатых перемычек
Монтируемые непосредственно на контактор магнитного пускателя (современные модели).
Реле устанавливается непосредственно на контакторе

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.

принцип работы, устройство, как выбрать

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

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

Содержание статьи:

Конструктивное исполнение тепловых реле

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Принцип работы приспособления

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Как подключить тепловое реле

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Нюансы при установке прибора

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

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

Чтобы избежать таких явлений, нужно следовать рекомендациям специалистов:

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

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

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

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

Существующие типы устройств

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Как выбрать тепловое реле

Двигателю необходимо реле для защиты, когда по технологическим причинам существует потенциальная угроза его перегруженности. Второй случай — необходимость ограничения времени запуска в условиях пониженного напряжения.

Эти требования содержатся в соответствующей инструкции. В которой изложено пожелание об оснащении защитного изделия выдержкой по времени. Реализуют все это при помощи тепловых реле.

Базовые характеристики приспособлений

Базовыми данными устройства, защищающего двигатель, являются:

Быстродействие контактов в зависимости от параметров тока — время-токовый показатель.
Рабочий ток, при котором ТП срабатывает.
Предельные токовые регулировки уставки. Во всех приборах, выпускаемых разными производителями, этот параметр отличается незначительно. Превышение номинала на 20% влечет за собой срабатывание прибора минут через 25.
Номинальная величина тока рабочей биметаллической пластины. Имеется в виду значение, при превышении которого реле не отключается немедленно.
Токовый диапазон, в котором срабатывает реле.

Сведения о тепловом реле можно получить, расшифровав его маркировку. Символ, обозначающий тип исполнения, может отличаться.

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

Места размещения отечественных ТП регламентированы ГОСТом 15150. На их работу оказывают влияние такие моменты, как высота подъема над уровнем моря, вибрация, удары, ускорения.

Все эти нюансы производители отражают в маркировке своих изделий. Некоторые из них дополнительно включают сведения о возможности работы при наличии вредных веществ и взрывоопасных газов.

Выбор устройства по правилам

Требования к термореле изложены в инструкции. Здесь же оговорено, что защита должна обладать выдержкой по времени. Реализуют все запросы при помощи специальных приборов.

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

Анализируя времятоковые характеристики ТР, нужно принимать во внимание, что срабатывание может происходить из перегретого или холодного состояния.

Безупречная защита предполагает, что кривая, изображающая оптимальную для беспроблемного функционирования оборудования зависимость продолжительности токопрохождения от величины тока для реле и двигателя, разные. Первая должна находиться ниже, чем вторая.

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

Правильный подбор защитного изделия осуществляется на основе такого параметра, как рабочий номинальный ток. Его значение связано с номинальным током нагрузки электродвигателя.

Как международными, так и отечественными стандартами предусмотрено, что номинальный ток двигателя аналогичен уставке тока срабатывания термореле.

Это значит, что включение в работу прибора происходит при перегрузке от 20 до 30% или при Iср.х1,2 или 1,3 не позже 20 минут.

Исходя из этого, выбор нужно осуществлять так, чтобы ток несрабатывания ТР превышал номинальный ток прикрываемого объекта в среднем на 12%. Величина In отображена в паспорте прибора и на табличке, закрепленной на корпусе.

Основываясь на ней, подбирают как ТР, так и пускатель, соответствующий ему. Шкала реле калибрована в амперах и, как правило, отвечает значению тока уставки.

В качестве примера можно привести подбор теплового реле для асинхронного двигателя, подключенного к сети 380 В, мощностью 1,5 кВт.

Рабочий номинальный ток для него — 2,8 А, значит, для теплового реле пороговый ток будет равен: 1,2*2,8 = 3,36 А. По таблице выбор нужно остановить на РТЛ-1008, у которого диапазон регулировки находится в пределах от 2,4 до 4 А.

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

Когда паспортные данные двигателя неизвестны, ток определяют путем использования специальных приборов — токоизмерительных клещей или мультиметра с соответствующей опцией. Измерения проводят на каждой из фаз.

Важно при выборе уделить внимание напряжению, указанному на приборе. Если запланировано использовать тандем ТР-пускатель, нужно учесть число контактов.

При включении устройства в трехфазную сеть необходим модуль, имеющий функцию защиты для случаев перегорания проводников или перекоса фаз.

Выводы и полезное видео по теме

Схема эффективной защиты двигателя:

Составные части теплового реле:

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

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

принцип работы, виды, схема подключения + регулировка и маркировка

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

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

Содержание статьи:

Зачем нужны защитные аппараты?

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

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

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

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

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

Токовое реле постоянно защищает электрический двигатель от обрыва фазы и технологических перегрузок, а также торможения ротора. Это главные причины, из-за которых возникают аварийные режимы

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

Устройство и принцип работы ТР

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

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

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

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

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 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

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

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

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 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.

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/.

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.

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

Подключение, регулировка и маркировка

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

Схема подключения устройств

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

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

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

В стандартной простой схеме ТР подключают к выходу низковольтного пускателя на электрический двигатель. Дополнительные контакты прибора в обязательном порядке соединяют последовательно с катушкой пускателя

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

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

Тонкости регулировки релейных элементов

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

Электротепловое реле, которое оптимально подходит к конкретному типу двигателя по всем техническим параметрам, способно обеспечить надежную защиту от перегрузок по каждой фазе, предотвратить затяжной старт установки, не допустить аварийных ситуаций с заклиниванием ротора

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

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

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

Настраивая базовые параметры, следует стремиться к таким показателям:

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

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

Для корректной работы обязательно нужно настроить прибор на наибольший допустимый электрический ток двигателя и температуру воздуха

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

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

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

ТР рекомендовано размещать в одном помещении с защищаемой электроустановкой. Их нельзя монтировать близко к теплогенераторам, нагревательным печам и другим источникам тепла

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

В первую очередь вычисляют поправку E₁ без температурной компенсации:

E₁=(I_ном-I_нэ)/c×I_нэ,

Где

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

Следующий шаг – определение поправки E₂ на температуру окружающего воздуха:

E₂=(t_a-30)/10,

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

Последний этап – нахождение суммарной поправки:

E=E₁+E₂.

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

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

Реле тепловой защиты допускает ручную плавную регулировку величины тока срабатывания устройства в пределах ±25% от значения номинального тока электромеханической установки

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

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

Маркировка электротепловых реле

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

Так выглядит маркировка тепловых реле завода КЭАЗ. Важно при выборе обратить внимание на значение номинального тока рассматриваемой модели, чтобы оно было достаточным

Акцентировать внимание следует на отдельных моментах:

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

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

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

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

Выводы и полезное видео по теме

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

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

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

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

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

Виды и конструкции тепловых реле, расчет и выбор теплового реле для защиты двигателя » сайт для электриков

Особенности монтажа

Как правило, установку теплового реле производят совместно с магнитным пускателем, который и осуществляет коммутацию и запуск электропривода. Однако существуют также и приборы с возможностью установки как отдельное устройство рядом на монтажной панели или DIN рейке, такие как ТРН и РТТ. Все зависит от наличия нужного номинала в ближайшем магазине, складе или в гараже в «стратегических запасах».

Наличие у теплового реле ТРН только двух входящих подключений не должно вас пугать, поскольку фазы три. Неподключенный провод фазы уходит с пускателя на двигатель, минуя реле. Ток в электродвигателе меняется пропорционально во всех трех фазах, поэтому контролировать достаточно любые две из них. Собранная конструкция, пускатель с теплушкой ТРН будет выгладить так: Или так с РТТ:

Рассмотрим схему из статьи в которой трехфазный двигатель вращается в одну сторону и управление включением осуществляется с одного места двумя кнопками СТОП И ПУСК.

Автомат включен и на верхние клеммы пускателя поступает напряжение. После нажатия на кнопку ПУСК, катушка пускателя А1 и А2 оказывается подключена к сети L2 и L3. В данной схеме используется пускатель с катушкой на 380 вольт, вариант подключения с однофазной катушкой 220 вольт ищите в нашей отдельной статье (ссылка выше).

Катушка включает пускатель и замыкаются дополнительные контакты No(13) и No(14), теперь можно отпустить ПУСК, контактор останется включенным. Данная схема называется «пуск с самоподхватом». Теперь для того чтобы отключить двигатель от сети необходимо обесточить катушку. Проследив по схеме путь тока, видим что это может произойти при нажатии СТОП или размыкании контактов теплового реле (выделен красным прямоугольником).

То есть, при возникновении внештатной ситуации, когда теплушка сработает, она разорвет цепь схемы и снимет пускатель с самоподхвата, обесточив двигатель от сети. При срабатывании данного устройства контроля тока, перед повторным запуском необходимо осмотреть механизм, для выяснения причины возникновения отключения, и не включать до ее устранения. Часто причиной срабатывания является высокая внешняя температура окружающего воздуха, данный момент необходимо учитывать при эксплуатации механизмов и их настройке.

Сфера применения в домашнем хозяйстве тепловых реле не ограничивается только самодельными станками и прочими механизмами. Правильно было бы использовать их в системе контроля тока насоса системы отопления. Специфика работы циркуляционного насоса в том, что на лопастях и улитке образуется известковый налет, который может стать причиной заклинивания мотора и выхода его из строя. Используя приведенные схемы подключения, можно собрать блок контроля и защиты насоса. Достаточно установить в цепи питания нужный номинал теплушки и подключить контакты.

Кроме того будет интересна схема подключения теплового реле через трансформаторы тока, для мощных двигателей, таких как насос системы водополива для дачных поселков или фермерских хозяйств. При установке трансформаторов в цепи питания, учитывается коэффициент трансформации, к примеру 60/5 это при токе через первичную обмотку в 60 ампер, на вторичной обмотке он будет равен 5А. Применение такой схемы позволяет сэкономить на комплектующих, при этом не потеряв в эксплуатационных характеристиках.

Как видно, красным цветом выделены трансформаторы тока, который подключены к реле контроля и амперметру для визуальной наглядности происходящих процессов. Трансформаторы подключены схемой звезда, с одной общей точкой. Такая схема не представляет из себя больших трудностей в реализации, поэтому вы можете самостоятельно ее собрать и подключить к сети.

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, в котором наглядно показывается процесс подключения теплового реле к магнитному пускателю для защиты электродвигателя:

Вот и все, что вы должны знать о подключении теплового реле своими руками. Как вы видите, монтаж не представляет особой сложности, главное правильно составить схему подсоединения всех элементов в цепи!

Будет интересно прочитать:

{SOURCE}

Магнитный пускатель

Теперь о том, на что следует обратить внимание, рассматривая сам пускатель перед его подключением

Самое важное – напряжение катушки управления, которое указано либо на ней самой, либо неподалеку. Если надпись гласит 220 В АС (или рядом с 220 стоит значок переменного тока), то для работы схемы управления потребуется фаза и ноль

Если надпись гласит 220 В АС (или рядом с 220 стоит значок переменного тока), то для работы схемы управления потребуется фаза и ноль.

Интересное видео о работе магнитного пускателя смотрите ниже:

Если же это 380 В АС (того же переменного тока), то управлять пускателем будут две фазы. В процессе описания работы схемы управления будет понятно, в чем отличие.

Еще нам потребуется использовать дополнительный контакт пускателя, называемый блок-контактом. У большинства аппаратов он маркируется цифрами 13НО (13NO, просто 13) и 14НО (14NO, 14).

Буквы НО означают «нормально открытый», то есть замыкается он только на притянутом пускателе, что при желании можно проверить мультиметром. Встречаются пускатели, имеющие нормально замкнутые дополнительные контакты, они не годятся для рассматриваемой схемы управления.

У разных производителей их маркировка отличается, но при их определении сложностей не возникает. Итак, крепим пускатель к поверхности или DIN-рейке в месте его постоянной дислокации, прокладываем силовые и контрольные кабели, начинаем подключение.

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.

Особенности монтажа

Но при этом тепловое реле срабатывает в отличие от магнитного пускателя не по воле человека, а от перегрузки по току асинхронного двигателя. Его также можно без особых проблем задействовать своими руками в схеме управления асинхронным движком. В связи с этим не будет лишним напомнить умельцам о том, что любые работы по присоединению электрических цепей к сети должны начинаться с гарантированного отключения напряжения в месте подключения с последующим контролем этого индикаторной отвёрткой или тестером.

Чтобы правильно подключить магнитный пускатель и тепловое реле надо вначале определить величину напряжения, на которое они рассчитаны. Его значение указывается как в техническом паспорте, так и на шильдике, расположенном на корпусе устройства.
Если указано напряжение 220 В устройство необходимо подключать к фазному напряжению, то есть к фазному и нулевому проводам. Если указано напряжение 380 В для подключения используется линейное напряжение, то есть к фазным проводам двух любых фаз.
Если напряжение не будет соответствовать паспортным данным устройства, возможна, либо его порча от перегрева, либо неправильная работа по причине недостаточно сильного магнитного поля в катушке управления.

Особенностью работы магнитного пускателя является его контакт, который, замыкаясь, шунтирует кнопку включения его управляющей катушки. Это позволяет выполнять коммутацию электрических цепей кратковременным нажатием кнопки «пуск», что удобно и легко для пользователя. При подключении пускателя надо будет присоединять нормально разомкнутый контакт и нормально замкнутый контакт. Их вид в самом устройстве и на электрической схеме показан на изображении. Они используются для управления катушкой пускателя и располагаются в управляющем блоке пускателя. Он называется «кнопочный пост». В нём установлены две кнопки. Каждая из них приводит в действие: одна нормально замкнутый контакт и одна нормально разомкнутый контакт. Кнопки окрашены обычно в чёрный цвет (используется для пуска или реверса), и в красный цвет (используется для остановки двигателя отключением катушки пускателя).

Преимущества реализации такой схемы подключения

Коммутатор и манипулятор управления (кнопка) могут быть разнесены. То есть, управляющий элемент располагается в непосредственной близости от оператора, а массивный коммутатор можно разместить в любом удобном месте.
Возможно управление с помощью ножного привода (руки остаются свободными). Это позволяет лучше контролировать электроустановку и удерживать обрабатываемую деталь.
Схема подключения выносного пускателя позволяет разместить устройства безопасности. Например, защиту от короткого замыкания или тепловые реле, срабатывающие при температурных перегрузках. Кроме того, такая схема позволяет реализовать механическую защиту: при перемещении подвижных частей электроустановки до критической отметки, срабатывает концевой выключатель, и магнитный пускатель размыкается.
Дистанционное расположение управляющих элементов позволяет расположить аварийную кнопку в удобном месте, что повышает безопасность эксплуатации.
Есть возможность установить единый кнопочный пост для управления большим количеством магнитных пускателей при расположении электроустановок в разных местах и на большом удалении. Схема подключения через такой пост предполагает использование слаботочной управляющей проводки, что экономит средства на приобретение дорогостоящих силовых кабелей.
Для управления одним пускателем можно установить несколько кнопочных постов. В таком случае управление электроустановкой с каждого поста будет равнозначным. То есть, можно запустить электродвигатель с одной точки, а выключить с другой. Схема подключения нескольких кнопочных постов на иллюстрации:
Магнитные контакторы можно интегрировать в электронную систему управления. В этом случае команды на пуск и отключение электроустановок подаются автоматически, по заданному алгоритму. Организовать такую систему с помощью механических (ручных) включателей невозможно.

Фактически, такая коммутация представляет собой релейную схему.

Схема подключения реверсивного магнитного пускателя

Фактически это два магнитных пускателя, объединенные электрически и механически, дальше подробнее.

Реверсивное управление электродвигателем

Реверсивный пускатель нужен тогда, когда необходимо, чтобы двигатель вращался поочередно в обоих направлениях.

Смена направления вращения реализуется общеизвестным способом — меняются местами любые две фазы. Посмотрите на схему реверсивного включения двигателя ниже:

9. Схема подключения реверсивного магнитного пускателя на 220В с управлением от кнопок. ПРАКТИЧЕСКАЯ СХЕМА

Когда включен пускатель КМ1, это будет «правое» вращение. Когда включается КМ2 — первая и третья фазы меняются местами, движок будет крутиться «влево». Включение пускателей КМ1 и КМ2 реализуется разными кнопками «Пуск вперед

» и «Пуск назад

«, выключение — одной, общей кнопкой «Стоп

» , как и в схемах без реверса.

Обратите пристальное внимание на треугольник между силовыми контактами КМ1 и КМ2. Он означает «защиту от дурака»

Может произойти так, что по какой-то причине включатся оба пускателя сразу. Произойдёт короткое замыкание между фазами L1 и L3. Можно сказать, «Ну и что, у нас ведь есть мотор-автомат QF, он нас спасёт!» А если не спасёт? А пока он будет спасать, выгорят контакты пускателей!

Поэтому реверсивный пускатель должен иметь механическую защиту от одновременного включения
двух его половин. А если он состоит из двух отдельных пускателей, между ними ставится специальный механический блокиратор.

Теперь посмотрите на контакты КМ2.4 и КМ1.4, стоящие в цепях питания катушек пускателей. Это — электрическая защита от того же дурака
. Например, если включен КМ1, его НЗ контакт КМ1.4 разомкнут, и если наш дурак будет со всей своей дури жать на обе кнопки «Пуск» сразу, ничего не получится — двигатель будет слушаться той кнопки, которая нажата раньше.

Механическая и электрическая защиты в схеме подключения реверсивного пускателя должны быть всегда, они дополняют друг друга. Не ставить одну либо другую — моветон среди электриков
.

Для реализации электрической блокировки одновременного включения и самоподхвата на каждый пускатель надо, кроме силовых, ещё один НЗ (блокировка) и НО (самоподхват). Но поскольку пятого контакта, как правило, в пускателях нет, приходится ставить доп. контакт. Например, для пускателя типа ПМЛ используют приставку ПКИ. А если, как в схеме 8, используется контроллер, самоподхват не нужен, и достаточно одного НЗ контакта на каждое направление вращения.

здесь .

Что важно знать?

Чтобы не повторятся, и не нагромождать лишний текст, кратко изложу смысл. Токовое реле является обязательным атрибутом системы управления электроприводом. Данное устройство реагирует на ток, который проходит через него на двигатель. Оно не защищает электродвигатель от короткого замыкания, а только оберегает от работы с повышенным током, возникающим при перегрузке или нештатной работе механизма (например, клин, заедание, затирание и прочие непредвиденные моменты).

При выборе теплового реле руководствуются паспортными данными электродвигателя, которые можно взять с таблички на его корпусе, как на фото ниже:

Как видно на бирке, номинальный ток электродвигателя 13.6 / 7.8 Ампера, для напряжений 220 и 380 Вольт. Согласно правилам эксплуатации, тепловое реле необходимо выбирать на 10-20 % больше номинального параметра. От правильного выбора данного критерия зависит способность теплушки вовремя сработать и не допустить порчу электропривода. При расчете тока установки для приведенного на бирке номинала на 7.8 А, у нас получился результат 9.4 Ампера для токовой уставки аппарата.

При выборе в каталоге продукции нужно учесть, что данный номинал не был крайним на шкале регулировки уставки, поэтому желательно подобрать значение ближе к центру регулируемых параметров.К примеру, как на реле РТИ-1314:

Устройство и принцип работы

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

Тепловое реле, устройство которого составляют простейшие элементы:

Термочувствительный элемент.
Контакт с самовозвратом.
Контакты.
Пружина.
Биметаллический проводник в виде пластины.
Кнопка.
Регулятор тока уставки.

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

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

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

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

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

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

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

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

Watch this video on YouTube

1.Принцип действия тепловых реле.

Тепловые
реле
—
это электрические аппараты, предназначенные
для защиты электродвигателей от токовой
перегрузки. Наиболее распространенные
типы тепловых реле — ТРП, ТРН, РТЛ и РТТ.
Принцип действия тепловых реле основан
на свойствах биметаллической пластины
изменять свою форму при нагревании. В
общем случае тепловое реле представляет
собой расцепитель, в основе которого
лежит биметаллическая пластина, по
которой протекает ток. Под воздействием
теплового эффекта протекающего тока,
биметаллическая пластина изгибается,
разрывая цепи. При этом происходит
изменение состояния дополнительных
контактов. Первая и основная функция
тепловых реле — защита электрооборудования
от перегрузки.

Рис.1.Тепловое
реле
.

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

Рис.2.
Зависимость длительности протекания
тока от его величины.

При
номинальном токе допустимая длительность
его протекания равна бесконечности.
Протекание тока, большего, чем номинальный,
приводит к дополнительному повышению
температуры и дополнительному старению
изоляции. Поэтому чем больше перегрузка,
тем кратковременнее она допустима.
Кривая 1 на рисунке устанавливается
исходя из требуемой продолжительности
жизни оборудования. Чем короче его
жизнь, тем большие перегрузки допустимы.
При идеальной защите объекта зависимость
t
ср
(I) для реле должна идти немного ниже
кривой для объекта. Для защиты от
перегрузок, наиболее широкое распространение
получили тепловые реле с биметаллической
пластиной. Биметаллическая пластина
теплового реле состоит из двух пластин,
одна из которых имеет больший температурный
коэффициент расширения, другая —
меньший. В месте прилегания друг к другу
пластины жестко скреплены либо за счет
проката в горячем состоянии, либо за
счет сварки. Если закрепить неподвижно
такую пластину и нагреть, то произойдет
изгиб пластины в сторону материала с
меньшим. Именно это явление используется
в тепловых реле. Широкое распространение
в тепловых реле получили материалы
инвар (малое значение a) и немагнитная
или хромоникелевая сталь (большое
значение a). Нагрев биметаллического
элемента теплового реле может производиться
за счет тепла, выделяемого в пластине
током нагрузки. Очень часто нагрев
биметалла производится от специального
нагревателя, по которому протекает ток
нагрузки. Лучшие характеристики
получаются при комбинированном нагреве,
когда пластина нагревается и за счет
тепла, выделяемого током, проходящим
через биметалл, и за счет тепла, выделяемого
специальным нагревателем, также
обтекаемым током нагрузки. Прогибаясь,
биметаллическая пластина своим свободным
концом воздействует на контактную
систему теплового реле.

Как выбрать тепловое реле

Базовые характеристики приспособлений

Базовыми данными устройства, защищающего двигатель, являются:

Быстродействие контактов в зависимости от параметров тока — время-токовый показатель.
Рабочий ток, при котором ТП срабатывает.
Предельные токовые регулировки уставки. Во всех приборах, выпускаемых разными производителями, этот параметр отличается незначительно. Превышение номинала на 20% влечет за собой срабатывание прибора минут через 25.
Номинальная величина тока рабочей биметаллической пластины. Имеется в виду значение, при превышении которого реле не отключается немедленно.
Токовый диапазон, в котором срабатывает реле.

Выбор устройства по правилам

Анализируя времятоковые характеристики ТР, нужно принимать во внимание, что срабатывание может происходить из перегретого или холодного состояния. Безупречная защита предполагает, что кривая, изображающая оптимальную для беспроблемного функционирования оборудования зависимость продолжительности токопрохождения от величины тока для реле и двигателя, разные

Первая должна находиться ниже, чем вторая

Важно при выборе уделить внимание напряжению, указанному на приборе. Если запланировано использовать тандем ТР-пускатель, нужно учесть число контактов

Заключение

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

Схема подключения теплового реле – принцип работы, регулировки и маркировка

Электродвигатели и прочее электрооборудование в процессе эксплуатации могут испытывать высокие нагрузки, вызывающие их перегрев. Частые перегревы обмоток силовых установок приводят к разрушению изоляционных материалов и значительному сокращению срока службы, поэтому в конструкции таких устройств предусматривают защитное тепловое реле (ТР). Подключениев схему теплового реле обеспечивает обесточивание электрооборудования при возникновении нештатных ситуаций и предотвращает его выход из строя.

Содержание статьи

Основные характеристики тепловых реле

Основные характеристики теплового реле, учитываемые при выборе подходящего варианта:

Номинальный ток защиты. Выбирается в соответствии с номинальным током нагрузки. Номинальный ток термореле должен быть в полтора раза выше Iном защищаемого двигателя.
Интервал регулирования установки тока срабатывания.
Напряжение цепи и характер тока – постоянный или переменный. При выходе напряжения за допустимые пределы термореле выйдет из строя.
Номенклатура и число вспомогательных контактов управления. Некоторые ТР имеют дополнительные контакты, управляющие функционированием самого теплореле и обслуживаемой нагрузки.
Мощность коммутации. Важное свойство ТР, которое характеризует выходную мощность нагрузки.
Граница (порог) срабатывания. Это коэффициент, величина которого зависит от величины Iном. Чаще всего этот коэффициент находится в пределах 1,1-1,5.
Чувствительность к асимметрии фаз. Этот параметр равен отношению фазы с перекосом к фазе, по которой проходит Iном.
Класс отключения. Характеризует усредненный период срабатывания устройства.

Устройство и принцип работы тепловых реле

Для защиты электродвигателей и другого электрооборудования чаще всего применяют ТР с биметаллическими пластинами.

В конструкцию биметаллического теплового реле входят:

Биметаллическая пластина. Изготавливается из двух сплавов, обладающих разными коэффициентами термического расширения. Обычно это инвар (низкий Кр) и хромоникелевая сталь (более высокий Кр). Между собой их сваривают или соединяют прокаткой. Один из этих металлов нагревается быстрее, другой – медленнее. При перегрузке по току часть пластиныс высоким Кр прогибается ко второй частипластины, которая имеет меньший Кр. Такое движение влияетчерез толкатель на группу контактов.
Регулятор тока установки. С его помощью устанавливают максимальное значение тока, выше которого ТР обесточивает цепь. Ток срабатывания регулируется путем увеличения или уменьшения зазора между основной пластиной и толкателем.
Электрические контакты. Их подключают к обмоткам магнитного пускателя теплового реле. Обычно в ТР имеются два контакта – нормально замкнутый и нормально разомкнутый. При силовом воздействии биметаллической пластинки контакты меняют свое положение на противоположное.

Нагрев биметаллической пластины происходит по одной из двух схем: непосредственно из-за тока перегруза или косвенно, через отдельный термочувствительный элемент. В одном устройстве могут соединяться оба этих принципа, что значительно повышает его эффективность. При превышении критических величин тока потребителя реле разомкнет цепь и обесточит МП, а следовательно, защищаемое электрооборудование.

На срабатывание релейного элемента может повлиять повышенная температура окружающей среды. Для компенсации этого явления и предотвращения ложных срабатываний в конструкции ТР предусматривают дополнительные биметаллические пластины, которые прогибаются в сторону, противоположную пространственному положению основного элемента.

Виды тепловых реле

Производители предлагают несколько типов ТР, которые отличаются между собой конструктивными особенностями и видом применяемых МП.

ТРП. Однополюсный коммутационный аппарат, имеющий комбинированный вариант нагрева. Используется в сетях постоянного тока, в которых напряжение не превышает 400 В, для защиты асинхронных двигателей. Устойчив к ударным и вибрационным нагрузкам.
РТЛ. Защищает электромоторы от затянутого пуска, асимметрии токов, перегрузов, при исчезновении фазы.
РТТ. Обеспечивает защиту асинхронных трехфазных машин с КЗ ротором от перегрузок, затянутого старта и перекоса фаз.
ТРН. Используется в электросетях постоянного тока. Служат для контроля пуска электрических установок и рабочего режима двигателя.
РТИ.Функционирует совместно с автоматическими выключателями или предохранителями.
РТК. Предназначен для использования в цепях автоматики, контролирует температурный режим в корпусе электрического оборудования.

Перечисленные ТР не защищают электроцепи от короткого замыкания.

Схема подключения теплового реле

Подсоединение ТР к силовым установкам осуществляется в соответствии с инструкцией производителя. В большинстве случаев ТР к защищаемому устройству подключают через нормально замкнутый контакт, который последовательно соединяют с клавишей «стоп». Разомкнутый контакт включает теплозащиту при выходе тока за допустимые значения. Схемы подключения теплового реле в цепь двигателя или другого электрооборудованиямогут быть и другими, в зависимости от присутствия дополнительных устройств.

Стандартная схема подключения теплового реле

Тепловое реле устанавливают и подключают вместе с магнитным пускателем, выполняющим функции включения электрического привода. Возможны варианты, когда тепловое реле устанавливают на DIN-рейку или отдельную панель.

При подключении потребителя в сеть 220 В или 380 В все фазы после магнитного пускателя пропускают через тепловое реле, а затем уже подсоединяют к электродвигателю. При включении пусковой кнопки напряжение электропитания попадает на обмотку МП, который включает электродвигатель. Если ток нагрузки увеличивается до значения, превышающего критическую величину, тепловое реле срабатывает и отключает электродвигатель.

Тепловое реле ТРН имеет всего два входящих подключения. Неподключенный провод фазы в этом случае пускают непосредственно от пускателя к двигателю. Поскольку ток в электродвигателе изменяется пропорционально, допускается контроль только двух из них (любых).

Регулировка теплового реле

Для эффективного выполнения функции отключения электродвигателя или другого обслуживаемого аппарата необходимо правильно отрегулировать настройки ТР таким образом, чтобы вероятность ложных срабатываний была исключена. Настройку рекомендуется осуществлять на специализированном стенде способом фиктивных нагрузок:

Через термочувствительный элемент пропускают ток для моделирования реальной тепловой нагрузки.
С помощью таймера определяют время срабатывания. При проведении настройки с помощью контрольного винта при токе 1,5 Iн время срабатывания должно быть не более 2,5 минут, 5-6 Iн – не более 10 секунд.

Маркировка тепловых реле

В маркировке указывается большинство важных характеристик ТР. Пример обозначения: РТЛ-Х1Х2Х3-Х4-Х5А-Х6А-Х7Х8, где

РТЛ – тип теплового реле;

Х1 – ном.ток, 1 – до 25 А, 2 – до 100 А, 3 – до 250 А, 4 – до 510 А;

Х2– 3 цифры (условно), обозначающие диапазон токовой уставки;

Х3–литера, характеризующая исполнение;

Х4– способ возврата: 1 – ручной, 2 – самовозврат;

Х5 – Iном, А;

Х6 – диапазон уставки по току, А;

Х7– климатическое исполнение;

Х8– торговая марка.

Тепловое реле – эффективный элемент защиты электродвигателей и другого электрооборудования, который выгодно отличается от входного автоматического выключателя тем, что не подвержен ложным срабатываниям при кратковременных скачках тока.

Была ли статья полезна?

Да

Нет

Оцените статью

Что вам не понравилось?

Анатолий Мельник

Специалист в области радиоэлектроники и электронных компонентов. Консультант по подбору деталей в компании РадиоЭлемент.

Как подключить магнитный пускатель и тепловое реле

Магнитным пускателем называют специальную установку, с помощью которой производится дистанционный запуск и управление работой асинхронного электрического двигателя. Данное приспособление характеризуется простотой конструкции, что позволяет произвести подключение мастеру без соответствующего опыта.

Проведение подготовительных работ

Перед подключением теплового реле и магнитного участка необходимо помнить, что вы работаете с электрическим прибором. Именно поэтому, чтобы обезопасить себя от поражения электрическим током, нужно произвести обесточивание участка и проверить его. С этой целью, наиболее часто, используется специальная индикаторная отвертка.

Следующим этапом подготовительных работ является определение величины рабочего напряжения катушки. В зависимости от производителя приспособления увидеть показатели можно на корпусе или на самой катушке.

Важно! Величина рабочего напряжения катушки может быть 220 или 380 Вольт. При наличии первого показателя необходимо знать, что на ее контакты осуществляется подача фазы и ноля. Во втором случае это обозначает о наличии двух разноименных фаз.

Этап правильного определения катушки достаточно важен при подключении магнитного пускателя. В противном случае она может перегореть во время работы устройства.

Для подключения данного оборудования необходимо использовать две кнопки:

Первая из них, может иметь черный или зеленый цвет. Эта кнопка характеризуется постоянно разомкнутыми контактами. Вторая кнопка имеет красный цвет и постоянно замкнутые контакты.

Во время подключения теплового реле необходимо помнить о том, что с помощью силовых контактов производится включение и выключение фаз. Нули, которые подходят и отходят, а также проводники, которые заземляют, между собой необходимо соединять в области клеммника. При этом, в обязательном порядке, пускатель необходимо отходить. Коммутация этих приспособлений не производится.

Для того чтобы произвести подключение катушки, величина рабочего напряжения которой составляет 220 Вольт, необходимо взять ноль с клеммника и подсоединить его к схеме, которая предназначается для работы пускателя.

Особенности подключения магнитных пускателей

Схема магнитного пускателя характеризуется наличием:

трех пар контактов, с помощью которых производится подача питания на электрическое оборудование;
Схемы управления, в состав которой входит катушка, дополнительные контакты и кнопки. С помощью дополнительных контактов производится поддержка работоспособности катушки, а также блокировка ошибочных включений.

Внимание. Наиболее часто используют схему, которая требует использования одного пускателя. Это объясняется ее простотой, что позволяет с ней справиться даже малоопытному мастеру.

Для сборки магнитного пускателя требуется использование трехжильного кабеля, который подводится к кнопкам, а также одной пары контактов, которые хорошо разомкнуты.

При использовании катушки в 220 Вольт необходимо произвести подключение проводов красного или черного цветов. При использовании катушки 380 Вольт используется разноименная фаза. Четвертую свободную пару в этой схеме используют как блок-контакт. Три пары силовых контактов включаются наряду с этой свободной парой. Расположение всех проводников производится сверху. В том случае, если есть два дополнительных проводника, то их размещают сбоку.

Силовые контакты пускателя характеризуются наличием трех фаз. Для их включения во время нажатия кнопки Пуск, необходимо произвести подачу на катушку напряжения. Это позволит цепи замкнуться. Для размыкания цепи необходимо произвести отключение катушки. Для сборки цепи управления зеленая фаза напрямую подключается к катушке.

Важно. При этом необходимо к кнопке Пуск подключить провод, который идет с контакта катушки. С него также делают перемычку, которая идет к замкнутому контакту кнопки Стоп.

Включение работы магнитного пускателя производится с помощью кнопки Пуск, которая смыкает цепь, а отключение – с помощью кнопки Стоп, которая производит расцепление цепи.

Особенности подключения теплового реле

Между магнитным пускателем и электрическим двигателем располагается тепловое реле. Его подключение осуществляется к выходу магнитного пускателя. Через данное приспособление осуществляется прохождение электрического тока. Тепловое реле характеризуется наличием дополнительных контактов. Их необходимо соединить последовательно с катушкой пускателя.

Тепловое реле характеризуется наличием специальных нагревателей, через которые может проходить электрический ток определенной величины. При возникновении опасных ситуаций (возрастание тока выше указанных пределов), благодаря наличию биметаллических контактов, производится разрыв цепи и впоследствии отключения пускателя. Для того чтобы запустить работу механизма, необходимо включить биметаллические контакты с помощью кнопки.

Внимание. При подключении теплового реле, необходимо учитывать наличие на нем регулятора тока, который срабатывает в небольших пределах.

Подключение электромагнитного пускателя и теплового реле производится достаточно просто. Для этого необходимо всего лишь придерживаться схемы.

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, вызывая изгиб полосы 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 полосы 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 защищать двигатели от потери фазы (также называемой обрывом фазы), которая возникает, когда одна фаза тока равна 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.

Как устроено тепловое реле?

Тепловое реле обычно состоит из нагревательного элемента, управляющего контакта и системы действия, механизма сброса, устройства установки тока и элемента температурной компенсации. Когда деформация достигает определенного расстояния, шатун толкается, чтобы размыкать цепь управления, так что контактор теряет питание и главная цепь отключается, тем самым реализуя защиту двигателя от перегрузки.

При фактической работе двигателя, такой как перетаскивание производственного оборудования на работу, если машина не в норме или цепь ненормальная, двигатель столкнется с перегрузкой, скорость двигателя уменьшится, ток в обмотке увеличится, и температура обмотки двигателя увеличится. 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 должно использовать принцип теплового воздействия тока для отключения цепи двигателя в случае перегрузки, которую двигатель не может выдержать, чтобы обеспечить защиту двигателя от перегрузки. (Каков принцип работы теплового реле?)

Схема принципа работы теплового реле

Когда тепловое реле используется для защиты двигателя от перегрузки, термоэлемент подключается последовательно с обмоткой статора двигателя , нормально замкнутый контакт теплового реле включен последовательно в цепь управления электромагнитной катушкой контактора переменного тока, а ручка регулировки тока установки регулируется так, чтобы шток переключения в елочку и шток толкателя находились на нужном расстоянии .

Когда двигатель работает нормально, термический элемент нагревается током термического элемента, то есть номинальным током двигателя. Биметаллический лист изгибается после нагрева, так что толкатель просто контактирует со штоком переключения передач в елочку, но не может толкать рычаг в елочку. В это время нормально замкнутый контакт находится в замкнутом состоянии, контактор переменного тока остается замкнутым, и двигатель работает нормально.

Если двигатель перегружен, ток в обмотке увеличивается, и ток в термоэлементе также увеличивается, температура биметаллического листа повышается, а степень изгиба увеличивается.Он толкает стержень переключения передач в елочку, который толкает нормально замкнутый контакт, так что контакт размыкается, что приводит к отключению цепи катушки контактора переменного тока, размыканию контактора и отключению питания двигателя, а двигатель защищен остановившись. 8 — Нормально замкнутый статический контакт, 9 — Подвижный контакт, 10 — Рычаг, 11 — Нормально открытый статический контакт (регулировочный винт сброса), 12 — Компенсирующий биметаллический лист, 13 — Толкатель, 14 — Шатун, 15 — Нажимная пружина

Тепловой элемент

Термический элемент является сердцем теплового реле ：

1.В тепловом реле прямого нагрева используется биметаллический лист в качестве теплового элемента, позволяющего напрямую пропускать электрическую серу. Поскольку сам биметаллический лист имеет определенное сопротивление, он может выделять тепло, когда через него проходит ток. Поскольку биметаллический лист используется как в качестве чувствительного, так и в качестве нагревательного элемента, этот метод нагрева имеет характеристики простой конструкции, небольшого объема, экономии материала, небольшой постоянной времени нагрева и быстрого изменения температуры.

2.Косвенный нагрев — это выделение тепла через термоэлемент, который электрически не связан с биметаллическим листом. Термоэлементы имеют нитевидную форму или обвязаны биметаллическим листом. Поскольку тепло, генерируемое термоэлементом, передается биметаллическому листу через воздух, постоянная времени нагрева велика, а скорость, отражающая изменение температуры, относительно мала .

3. Комбинированный нагрев представляет собой комбинацию прямого и косвенного нагрева.Постоянная времени нагрева смеси находится между двумя вышеуказанными формами. Значение сопротивления можно легко отрегулировать путем параллельного или последовательного соединения различных сопротивлений, и он имеет преимущества прямого и косвенного нагрева, поэтому получил широкое распространение.

4. Нагреватель трансформатора тока в основном используется для теплового реле большой мощности и пускового теплового реле большой нагрузки.

Управляющий контакт и система действия

В настоящее время широко используемой конструкцией теплового реле является подвижный контакт пружинного типа.Когда двигатель перегружен, нормально замкнутый контакт будет отключен. После остановки двигателя биметаллический лист теплового реле охладится и вернется в исходное состояние. Подвижный контакт нормально замкнутого контакта автоматически возвращается в исходное положение под действием пружины. Однако традиционная пружина подвижного контакта пружинного типа легко отпадает, в результате чего вспомогательный контакт не электризуется, в результате чего тепловое реле не может использоваться. Существующий более безопасный метод заключается в модернизации подвижного контакта пружинного типа до динамического контакта с листовой пружиной и установке контактного моста в контактный мост с листовой пружиной , чтобы вибрация подвижного контакта была больше, когда он контактирует с статический контакт.Из-за влияния инерции движения и столкновения контактный мост пружинного типа будет производить динамическую упругую деформацию. В разные динамические моменты исходный контактный мост с плоской листовой пружиной будет отличаться, а кривизна вызывает изгиб и растяжение, что дополнительно приводит в движение сферический подвижный контакт, вызывая фрикционное качение относительно статического контакта, что приводит к более полному повреждению сопротивления поверхностной мембраны, обеспечивает эффект контактной проводимости и повышает надежность оборудования.

Механизм сброса и защита от обрыва фазы

После того, как термоэлемент нагревается и изгибается, ток в главной цепи отключается путем нажатия пускового устройства, чтобы сработало тепловое реле. Биметаллический лист охлаждают, восстанавливая исходное состояние. Очевидно, на это нужно время. Есть два способа сброса теплового реле: ручной и автоматический. Ручной сброс обычно составляет не менее 5 минут, автоматический сброс — не более 10 минут.

Режим сброса можно выбрать с помощью кнопки сброса. В нормальном состоянии, когда кнопка сброса указывает на A (автоматический сброс), NC замкнут, а NO отключен; в состоянии отключения, когда кнопка сброса указывает на A, NC размыкается, а NO закрывается. После отключения и остановки двигателя подвижный контакт не может быть сброшен. Подвижный контакт можно сбросить только после нажатия кнопки сброса. В это время тепловое реле находится в состоянии ручного сброса. Если перегрузка двигателя является неисправностью, чтобы избежать легкого повторного запуска двигателя, тепловое реле должно перейти в режим ручного сброса.В состоянии ручного сброса принцип сброса такой же. Чтобы переключить тепловое реле из режима ручного сброса в режим автоматического сброса, просто поверните кнопку сброса в положение A (автоматический сброс).

Некоторые типы тепловых реле также имеют защиту от обрыва фазы. Структурная схема представлена на рисунке ниже. Функция защиты от обрыва фазы теплового реле обеспечивается механизмом дифференциального усиления, состоящим из внутренних и внешних толкателей. Когда двигатель работает нормально, ток теплового элемента через тепловое реле нормальный, и как внутренний, так и внешний толкающие стержни перемещаются вперед в соответствующее положение; при обрыве фазы источника питания ток фазы равен нулю, а биметаллический лист фазы охлаждается и сбрасывается, что заставляет внутренний толкатель перемещаться вправо, а биметаллический лист двух других фаз увеличивает степень изгиба из-за увеличения тока, который заставляет внешний толкатель перемещаться влево Функция дифференциального усиления подталкивает нормально замкнутый контакт к размыканию через короткое время после обрыва фазы, так что контактор переменного тока размыкается и двигатель защищается при сбое питания.

Установка тока устройства и температурной компенсации

Установочный ток относится к максимальному току, который проходит через нагревательный элемент в течение длительного времени без срабатывания теплового реле. Когда ток, проходящий через нагревательный элемент, превышает 20% установленного значения тока, тепловое реле срабатывает в течение 20 минут. Установочный ток теплового реле можно изменить, установив ручку тока. При выборе и настройке теплового реле значение тока настройки должно соответствовать номинальному току двигателя.

Конструкция высокоточной установки тока реле тепловой перегрузки включает в себя опору (1), компенсирующее двойное золото (3), регулировочный винт (4) и установочный кулачок (5).

Реле тепловой перегрузки — это наиболее широко используемый электрический компонент для защиты двигателей. В процессе эксплуатации заказчику необходимо отрегулировать значение тока уставки теплового реле перегрузки в соответствии с фактическим рабочим состоянием двигателя. Если точность настройки теплового реле перегрузки невысока, это легко может вызвать аварийное отключение или перегрев двигателя.

Левый рычаг тяги переключения передач в елочку также изготовлен из биметаллического листа. При изменении температуры окружающей среды биметаллический лист в главной цепи будет в определенной степени деформироваться и изгибаться. В это время левый рычаг стержня переключения в елочку также будет деформироваться и изгибаться в том же направлении, чтобы сохранить расстояние между рычагом в виде елочки и толкателем в основном неизменным, чтобы обеспечить точность срабатывания теплового реле. Этот эффект называется температурной компенсацией.

Из рисунка ниже видно, как решить проблему низкой общей точности традиционной структуры путем компенсации двойного золота.

Отверстие для заклепки и резьбовое отверстие устанавливаются на компенсационном двойном металле. Отверстие для клепки совпадает с бобышкой для клепки, а отверстие с резьбой соединяется с резьбой регулировочного винта. На двойном компенсационном металлическом элементе отверстие для элемента, совмещенное с заклепочной втулкой, спроектировано таким образом, что компенсационный двойной металл и U-образные части склепываются и фиксируются.

Под действием опорной ступенчатой плоскости и характеристик формования горячей клепкой компенсационный двойной золотой компонент обеспечивает точность позиционирования, тем самым повышая точность настройки тока, вызванную работой кулачка, и решает проблему точности настройки низкого тока традиционной конструкции .

Рекомендовать артикул:

Каков принцип и функция реле?

Как выбрать реле?

Каковы общие неисправности реле?

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 выключателя (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 самим двигателем и контактором, чтобы избежать перезапуска двигателя при срабатывании перегрузки.

Схема подключения

Схема соединений реле перегрузки показана ниже, и соединения реле перегрузки , обозначение , могут показаться двумя противоположными знаками вопроса, иначе как символ «S». Работа реле перегрузки обсуждается ниже.

Несмотря на то, что на рынке доступно несколько типов реле перегрузки, наиболее распространенным 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 разорвать эту цепь.

Схема электрических соединений 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.

Рабочее 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 прохождение тока 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, в реле перегрузки есть еще несколько деталей, которые обсуждаются ниже.

Терминал

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 СТАРЫХ 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. Как только устройство настроено на автоматический сброс, становится возможен удаленный сброс реле

Вспомогательный контакт

Это реле включает в себя два вспомогательных контакта: 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 .

Реле тепловой перегрузки

Реле теплового типа — это защитное устройство, которое в основном предназначено для отключения электроэнергии, когда двигатель использует слишком большой ток в течение длительного периода времени.

Для этого в этих реле есть реле NC (нормально замкнутое).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.

Реле тепловой защиты

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, которое создается 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 этих типов реле 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 перегрузки эвтектики

Реле эвтектической перегрузки включает в себя нагреватель обмотки, эвтектический сплав и механическое устройство для активации механизма отключения. 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 тип 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 электродвигателя 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 короткого замыкания, но они должны использоваться через устройства защиты 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 для дополнительных поездок:

Перегрузка двигателя.
Обрыв фазы на входе
Дисбаланс фаз

Также доступны некоторые дополнительные функции защиты, но они меняются от одного дизайнера к другому.

Срабатывание реле перегрузки

Время, используемое для разблокировки контактора при перегрузках, может быть обозначено через класс отключения. 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 высоким уровнем бездействия.Реле типа 5 в основном используются для двигателей, которые требуют очень быстрого отключения.

Приложения

Применение реле перегрузки включает следующее.

Он 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 статора организованы таким образом, 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 повреждение обмоток 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 превышает определенный предел 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 ленты 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 электродвигатель устанавливается в месте с постоянной температурой окружающей среды, а реле перегрузки и пускатель электродвигателя могут быть установлены в другом месте, которое подвержено различным температурам окружающей среды. 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. Несмотря на то, что они доступны в различных исполнениях, они обладают общими характеристиками и преимуществами. Безнагревная конструкция — одно из главных преимуществ этих реле. Такая конструкция помогает снизить затраты и усилия по установке. Кроме того, конструкция без нагревателя нечувствительна к изменению температуры окружающей среды, что помогает свести к минимуму нежелательные 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 предпочтителен 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. Информация в этом техническом документе была размещена с разумной тщательностью и вниманием. Однако возможно, что некоторая информация в этих официальных документах является неполной, неверной или неприменимой к определенным обстоятельствам или условиям. Мы не несем ответственности за прямые или косвенные убытки, возникшие в результате использования информации, содержащейся в этом техническом документе, или действий на ее основе.

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 сбои
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 лент 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. Нагрузка повторно подключается через контактор при отпускании кнопки СТОП.

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

Подключение для монтажа на контакторы
Кнопка ручного / автоматического сброса
Тестовая кнопка
Уставка тока двигателя
Кнопка остановки
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

Управление промышленными двигателями: реле перегрузки

ЦЕЛИ:

— Обсудите различия между предохранителями и перегрузками.

— Перечислите различные типы реле перегрузки.

— Опишите, как работают тепловые реле перегрузки.

— Опишите, как работают магнитные реле перегрузки.

— Опишите, как работают реле перегрузки приборной панели.

Перегрузки

Не следует путать перегрузки с предохранителями или автоматическими выключателями. Предохранители и автоматические выключатели предназначены для защиты цепи от прямого состояние заземления или короткого замыкания.Перегрузки предназначены для защиты мотор от состояния перегрузки.

Предположим, например, что номинальный ток двигателя при полной нагрузке составляет 10 ампер. Также предположим, что двигатель подключен к цепи, защищен автоматическим выключателем на 20 ампер, РИС. 1. Теперь предположим, что двигатель перегружается и потребляет 15 ампер. В двигатель потребляет 150% тока полной нагрузки. Это большая перегрузка перегреет двигатель и повредит обмотки.

Но, поскольку сила тока всего 15 ампер, автоматический выключатель на 20 ампер не размыкает цепь для защиты двигателя. Реле перегрузки разработаны для размыкания цепи, когда ток становится от 115% до 125% двигателя ток полной нагрузки. Настройка перегрузки зависит от свойств двигателя, который необходимо защитить.

Свойства перегрузки

Все реле перегрузки должны обладать определенными свойствами. приказ на защиту мотора:

1.У них должны быть средства измерения тока двигателя. Некоторая перегрузка реле делают это путем преобразования тока двигателя в пропорциональную величину. тепла, а другие воспринимают ток двигателя по силе магнитного поле.

2. У них должна быть временная задержка.

Двигатели обычно потребляют ток от 300% до 800% от полной нагрузки двигателя. ток при запуске. Пусковой ток двигателя называется заблокированным. ток ротора. Поскольку реле перегрузки обычно настраиваются на срабатывание при 115% до 125% от тока двигателя полной нагрузки, двигатель никогда не запустится, если реле перегрузки сработало мгновенно.

3. Они разделены на две отдельные секции: измерение тока раздел и раздел контактов. Секция измерения тока подключена последовательно с двигателем и определяет величину тока двигателя. Этот секция обычно подключается к напряжению в диапазоне от 120 вольт. до 600 вольт. Контактная секция является частью цепи управления и работает при напряжении цепи управления. Напряжения цепи управления в целом диапазон от 24 до 120 вольт, хотя некоторые элементы управления работают от сети напряжения 240 или 480 вольт.

Двухэлементные предохранители

Есть предохранители, которые предназначены для защиты от короткого замыкания. защита и защита от перегрузки. Эти предохранители называются двухэлементными. предохранители с выдержкой времени. Они состоят из двух частей (фиг. 2). Первый содержит плавкая вставка, которая предназначена для быстрого размыкания при большом количестве чрезмерный ток. Это защищает цепь от прямого заземления и короткие замыкания. Вторая секция действует медленнее; он содержит припой ссылка, которая связана с пружиной.Припой — это строго контролируемый сплав, предназначенный для плавления при определенной температуре. Если ток двигателя становится чрезмерным, припой плавится, и пружина разрывает звено.

Требуемая выдержка времени достигается за счет времени, необходимого для припой плавится даже при большом токе. Если ток двигателя возвращается в нормальное состояние после запуска, припой недостаточно нагревается таять.

РИС. 1 Автоматический выключатель не защищает двигатель от перегрузки.

РИС. 2 Двухэлементный предохранитель с выдержкой времени.

РИС. 3 Конструкция типичной перегрузки припоя.

РИС. 4 Реле тепловой перегрузки плавящегося сплава. Пружина толкает контакты открыть, если тепло расплавляет припой и позволяет зубчатому колесу вращаться свободно. Обратите внимание на электрические символы для нормально замкнутой перегрузки. контакт и нагревательный элемент.

Реле тепловой перегрузки

Существует два основных типа реле перегрузки: тепловые и магнитные.Тепловые перегрузки возникают при последовательном подключении нагревателя к двигателю. Количество выделяемого тепла зависит от тока двигателя. Тепловые перегрузки можно разделить на два типа: тип плавления припоя или горшок для припоя и биметаллическая лента типа.

Поскольку тепловые реле перегрузки работают по принципу нагрева, они чувствительны к температуре окружающей среды (окружающего воздуха). Они едут быстрее если они расположены в теплом месте, чем в прохладном.

РИС. 5A Подогреватель плавящегося припоя.

РИС. 5B Нагреватель плавления припоя для защиты от перегрузки Аллена-Брэдли реле.

РИС. 6 Однофазное реле перегрузки, типичное для плавления сплава.

Тип плавления припоя

Перегрузки из-за плавления припоя часто называют перегрузками в ванне с припоем. Чтобы создать этот тип перегрузки, латунный вал помещают внутрь латунного трубка.Зубчатое колесо соединено с одним концом латунного вала. А припой из специального сплава, плавящийся при очень определенной температуре, сохраняет латунный вал механически соединен с латунной трубкой (фиг. 3). В зубчатое колесо удерживает набор подпружиненных контактов в замкнутом состоянии (РИС. 4). Вокруг латунной трубки или рядом с ней размещается электрический нагреватель. Обогреватель подключен последовательно с двигателем. Ток двигателя заставляет нагреватель производить тепло. Если ток достаточно велик в течение достаточно длительного периода со временем припой плавится и позволяет латунному валу вращаться внутри трубка, вызывая размыкание контакта.Тот факт, что некоторое время должно пройти до того, как припой станет достаточно горячим, чтобы расплавиться. время задержки для этого реле перегрузки. Большая перегрузка вызывает припой. чтобы быстрее расплавились и контакты открылись быстрее, чем при меньшем количестве тока перегрузки.

Нагреватели с плавлением припоя имеют другую конструкцию: разных производителей, но все работают по одному принципу. Два разных типы узлов нагревателя плавящегося сплава показаны на фиг.5, части А и В. Типичное реле перегрузки из плавящегося сплава показано на фиг. 6. После срабатывания реле перегрузки необходимо подождать, пока реле остыть в течение двух или трех минут, прежде чем его можно будет сбросить.

Это время охлаждения необходимо, чтобы припой стал твердым. снова после того, как он растает.

Уставку тока отключения можно изменить, заменив нагреватель. Производители предоставьте таблицы, которые показывают, какой размер нагревателя должен быть установлен для разные величины тока двигателя.Необходимо использовать диаграмму что соответствует конкретному типу реле перегрузки. Не все диаграммы представить информацию таким же образом. Обязательно прочтите инструкцию содержится в таблице при выборе размеров нагревателя. Типичный диаграмма загрузки нагревателя показана на фиг. 7.

РИС. 7 Типовая диаграмма перегрузки нагревателя.

РИС. 8 Биметаллическая полоса изготавливается путем склеивания двух разных типов металла вместе.

Биметаллическое реле защиты от перегрузки

Второй тип теплового реле перегрузки — это перегрузка с биметаллической лентой. Как и плавильный сплав, он работает по принципу преобразования ток двигателя в пропорциональное количество тепла. Разница в том что тепло используется для изгиба или деформации биметаллической ленты. Биметалл полоса изготавливается путем соединения двух разных типов металла, которые расширяются с разными скоростями (ФИГ.8). Поскольку металлы расширяются с разной скоростью, полоса изгибается или коробится при изменении температуры (фиг. 9). Количество основы определяется по

1. Тип металла, из которого изготовлена биметаллическая лента.

2. Разница температур между двумя концами полосы.

3. Длина полосы.

Нагреватель перегрузки нагревает биметаллическую ленту при протекании тока двигателя. через это. Под воздействием тепла биметаллическая полоса деформируется.Если биметалл полоса становится достаточно горячей, это вызывает размыкание набора контактов (РИС. 10). После размыкания контакта перегрузки время охлаждения составляет около 2 минут. необходим для того, чтобы биметаллическая полоса вернулась в положение, позволяющее контакты должны быть повторно замкнуты. Фактор выдержки времени для этой перегрузки реле — время, необходимое для того, чтобы биметаллическая полоса искривилась в достаточной степени. количество, чтобы открыть нормально замкнутый контакт. Большой объем перегрузки ток заставляет биметаллическую полосу быстрее деформироваться и открывает связаться раньше.

Большинство биметаллических ленточных реле перегрузки имеют несколько особенностей: не доступны с реле перегрузки плавящегося припоя. Как генерал Как правило, диапазон срабатывания можно регулировать поворотом ручки, как показано на фиг. 10. Эта ручка регулирует расстояние, на которое биметаллическая полоса должна деформироваться, прежде чем открытие контактов. Эта регулировка позволяет изменять чувствительность. из-за изменения температуры окружающего воздуха. Если ручка установлена в 100% положение (ФИГ.11) перегрузка срабатывает при токе полной нагрузки номинал, определяемый размером установленного нагревателя перегрузки. В холоде в зимние месяцы эта настройка может быть слишком высокой для защиты двигателя. В ручку можно отрегулировать в холодных условиях для работы в любой точке от От 100% до 85% тока полной нагрузки двигателя. В жаркие летние месяцы двигатель может «неприятно сработать» из-за высоких температур окружающей среды. В жарких условиях ручка регулировки позволяет реле перегрузки срабатывать. можно отрегулировать в пределах от 100% до 115% от тока полной нагрузки двигателя.

РИС. 9 Биметаллическая полоса коробится при изменении температуры.

РИС. 10 Биметаллическое ленточное реле перегрузки.

Еще одно отличие от припоя плавящегося типа состоит в том, что многие биметаллические ленточные реле перегрузки могут быть настроены как на ручной, так и на автоматический перезагрузить. Пружина, расположенная сбоку реле перегрузки, позволяет это настройки (РИС. 12). При установке в ручное положение контакты должны сбросить вручную, нажав рычаг сброса.Это наверное самый обычная настройка реле перегрузки. Если реле перегрузки было настроен на автоматический сброс, контакты снова замыкаются после биметаллическая полоса достаточно остыла. Это может быть угрозой безопасности если это могло вызвать внезапный перезапуск машины.

Реле перегрузки следует устанавливать в положение автоматического сброса только при нет опасности травмирования или повреждения оборудования при контакты перегрузки внезапно снова замыкаются.

РИС. 11 Ручка регулировки позволяет регулировать текущую настройку. от 85% до 115% от номинальной мощности нагревателя.

РИС. 12 Многие биметаллические ленточные реле перегрузки можно настроить на ручной или автоматический сброс.

РИС. 13 Реле одиночной перегрузки используется для защиты однофазного двигателя.

Трехфазные перегрузки

Реле перегрузки, рассмотренные до сих пор, предназначены для определения тока. одиночного проводника, по которому подается питание на двигатель (фиг.13). Приложение для этого типа реле перегрузки предназначено для защиты однофазного или постоянного тока мотор. NEC требуется только одно устройство датчика перегрузки для защиты прямого текущий двигатель или однофазный двигатель, независимо от того, работает ли он от 120 или 240 вольт. Однако трехфазные двигатели должны иметь датчик перегрузки. (нагреватели или магнитные катушки) в каждой из трехфазных линий.

В некоторых пускателях двигателей это достигается за счет использования трех реле для независимого определения тока в каждой из трехфазных линии (фиг.14). Когда это будет сделано, нормально замкнутый контакт каждого реле перегрузки подключено последовательно, как показано на фиг. 15. Если кто-нибудь реле должны размыкать нормально замкнутый контакт, питание на стартер катушка прерывается, и двигатель отключается от сети.

Также изготавливаются реле перегрузки

, содержащие три нагревателя перегрузки и один набор нормально замкнутых контактов, фиг. 16. Эти реле обычно используется для защиты трехфазных двигателей.Хотя есть только один набор нормально замкнутые контакты, если возникает перегрузка на любом из трех нагревателей, это приводит к размыканию контактов и отключению катушки стартер двигателя (РИС. 17).

РИС. 14 Три однофазных реле перегрузки используются для измерения тока. в каждой линии трехфазного двигателя.

РИС. 15 Когда используются три однофазных реле перегрузки для защиты трехфазный двигатель, нормально замкнутые контакты каждого реле перегрузки соединены последовательно.

РИС. 16 Трехфазное тепловое реле перегрузки.

Магнитные реле перегрузки

Реле перегрузки магнитного типа работают, определяя силу магнитное поле, создаваемое током, протекающим в двигателе. Величайший разница между реле перегрузки магнитного и теплового типа составляет что магнитные типы нечувствительны к температуре окружающей среды. Магнитного типа реле перегрузки обычно используются в областях, которые демонстрируют экстремальные изменения по температуре окружающей среды.Магнитные реле перегрузки можно разделить на два основных типа: электронные и дашпоты.

Электронные реле перегрузки

В электронных реле перегрузки

используется трансформатор тока для определения ток двигателя. Проводник, подающий питание на двигатель, проходит через сердечник тороидального трансформатора (фиг. 18). Как течет ток через проводник переменное магнитное поле вокруг проводника индуцирует напряжение в тороидальном трансформаторе.Количество наведенных напряжение пропорционально количеству тока, протекающего через дирижер. Это тот же основной принцип работы, что и большинство амперметров клещевого типа. Напряжение, индуцированное в тороидальном трансформаторе передается через подключенный электронный интерфейс, который обеспечивает время задержки, необходимое для запуска двигателя. Многие электронные реле перегрузки программируются и могут быть настроены на величину полной нагрузки ток двигателя, максимальный и минимальный уровни напряжения, процент перегрузки, и другие факторы.Трехфазное электронное реле перегрузки показано на ИНЖИР. 19.

РИС. 17 Трехфазное реле перегрузки содержит три нагревателя перегрузки. но один комплект нормально замкнутых контактов.

РИС. 18 электронных устройств измерения перегрузки измеряют ток двигателя путем измерения напряженность магнитного поля.

РИС. 19 Трехфазное электронное реле перегрузки.

РИС. 20 Таймер дашпота состоит в основном из поршня, вала и емкости.

РИС. 21 Базовая конструкция таймера дашпота.

РИС. 22 Настройка открытия отверстий влияет на время задержки таймер дашпота.

РИС. 23 Реле перегрузки Dashpot содержат катушки, серия с мотором.

Реле перегрузки приборной панели

Реле перегрузки

Dashpot получили свое название от устройства, которое используется для выполнения время задержки, позволяющее запустить двигатель.Таймер дашпота в основном контейнер, поршень и вал (фиг. 20). Поршень помещен внутрь емкость, а емкость заполнена специальным маслом так называемое дашпотовое масло (фиг. 21). Масло Dashpot поддерживает постоянную вязкость в широком диапазоне температур. Тип и вязкость используемого масла является одним из факторов, определяющих время задержки для таймер. Другой фактор — это настройка открытия отверстия. отверстия в поршне (РИС.22). Отверстия с отверстиями позволяют маслу проходить через поршень, когда он поднимается через масло. Открытие отверстий под диафрагмы можно настроить, регулируя скользящий клапан на поршне.

Реле перегрузки приборной панели содержит катушку, включенную последовательно. с двигателем (РИС. 23).

По мере прохождения тока через катушку вокруг нее создается магнитное поле. катушка. Сила магнитного поля пропорциональна двигателю. Текущий.Это магнитное поле втягивает вал таймера дашпота в катушка. Движение вала замедляется из-за того, что поршень необходимо вытеснить масло в емкости. Если двигатель работает нормально, ток двигателя упадет до безопасного уровня до того, как вал будет вытянут достаточно глубоко в катушку, чтобы размыкать нормально замкнутый контакт (РИС. 24). Однако, если двигатель перегружен, магнитное поле будет сильным. достаточно, чтобы продолжать втягивать вал в катушку, пока он не откроет контакт перегрузки.Когда питание отключено от двигателя, магнитный поле схлопывается, и поршень возвращается на дно контейнера.

Обратные клапаны позволяют поршню вернуться на дно контейнера почти сразу после пропадания тока двигателя.

Перегрузки Dashpot обычно предоставляют некоторый метод, который разрешает реле для настройки на различные значения тока полной нагрузки. Чтобы сделать эту настройку, вал соединен со стержнем с резьбой (РИС.25). Это позволяет вал, который нужно удлинить или укоротить внутри катушки. Чем больше длины вала, тем меньше тока требуется для втягивания вала в катушка достаточно далеко, чтобы размыкать контакты. Паспортная табличка в списках катушек различные настройки тока для конкретного реле перегрузки (РИС. 26). Регулировка осуществляется перемещением вала до тех пор, пока линия на вал, представляющий желаемый ток, находится заподлицо с верхней частью приборной панели контейнер (ФИГ.27). Реле защиты от перегрузки показано на фиг. 28.

РИС. 24 Нормально замкнутые контакты реле перегрузки щитка приборов.

РИС. 25 Длину вала можно регулировать для разных значений тока.

РИС. 26 На паспортной табличке указаны различные значения тока.

РИС. 27 Линия на валу, которая представляет желаемое количество current устанавливается заподлицо с верхней частью контейнера dashpot.

РИС. 28 Реле перегрузки Dashpot.

РИС. 29 Реле перегрузки, содержащее как нормально замкнутый, так и нормально открытый контакт. Нормально закрытый контакт обозначается OL, а нормально закрытый. открытый контакт помечен как ALAR. (Общий контакт помечен как COM.)

РИС. 30 Реле перегрузки содержит однополюсный двухходовой комплект. контактов. Нормально закрытая секция (NC) защищает двигатель в событие состояния перегрузки и нормально разомкнутая секция (NO) поворачивается на индикаторной лампе, чтобы предупредить оператора о том, что двигатель отключился при перегрузке.

Контакты перегрузки

Хотя все реле перегрузки содержат набор нормально замкнутых контактов, некоторые производители также добавляют набор нормально разомкнутых контактов. Эти два набора контактов имеют форму однополюсных, двухконтактных переключатель или два отдельных контакта.

Однополюсный двухпозиционный переключатель содержит общую клемму (C), нормально закрытый контакт (NC) и нормально открытый контакт (NO) (РИС.29). Есть несколько причин для добавления нормально открытого набора контактов. Стартер, показанный на фиг. 30 использует нормально закрытую секцию для отключения пускателя двигателя в случае перегрузки и использует нормально открытый раздел, чтобы включить световой индикатор, чтобы сообщить оператора, что сработала перегрузка.

Реле перегрузки, показанное на РИС. 31 содержит два отдельных набора контактов, один нормально открытый, а другой нормально закрытый.Другое распространенное использование для нормально разомкнутый набор контактов реле перегрузки должен обеспечивать входной сигнал к программируемому логическому контроллеру (ПЛК). Если более нагрузка отключается, нормально замкнутый набор контактов размыкается и отключается катушка стартера от линии. Нормально разомкнутый набор контактов замыкается и подает сигнал на вход ПЛК (фиг. 32). Заметь два промежуточных реле CR1 и CR2 используются для разделения ПЛК и стартер двигателя.

Это часто делается из соображений безопасности. Реле управления предотвращают больше чем один источник питания от пускателя или ПЛК. Обратите внимание, что пускатель и ПЛК имеют отдельный источник питания. Если бы власть была отключение от стартера во время обслуживания или ремонта, это может привести к травмы, если питание от ПЛК было подключено к какой-либо части стартер.

РИС. 31 Реле перегрузки с нормально замкнутым и нормально замкнутым открытый контакт.

РИС. 32 Нормально разомкнутые контакты подают сигнал на вход программируемый логический контроллер.

Защита двигателей большой мощности Двигатели большой мощности часто имеют потребляемый ток в несколько сотен ампер, что позволяет определить размер перегрузки обогреватели сложные. В этом случае обычной практикой является использование трансформаторы тока для уменьшения силы тока до перегрузки нагреватели (РИС. 33). Трансформаторы тока, показанные на фиг.33 имеют передаточные числа из 150: 5. Это означает, что при протекании тока 150 ампер через первичная, то есть линия, подключенная к двигателю, вторичная обмотка трансформатора. вырабатывает ток 5 ампер, если вторичные клеммы закорочены все вместе. Вторичные обмотки трансформаторов тока подключены к нагреватели от перегрузки для защиты двигателя (РИС. 34).

РИС. 33 Трансформаторы тока используются для уменьшения тока перегрузки.

РИС. 34 Трансформаторы тока уменьшают ток до перегрузочных нагревателей.

Предположим, что двигатель, подключенный к трансформаторам тока на фиг. 34 имеет ток полной нагрузки 136 ампер. Простой расчет показывает что трансформаторы тока с соотношением 150: 5 будут производить вторичную ток 4,533 ампера при 136 амперах, протекающих через первичную обмотку.

150/5 = 136 / X

150X = 680

Х = 680/150

Х = 4.533

Нагреватели перегрузки фактически рассчитаны на двигатель с полной нагрузкой. ток 4.533 ампера.

ВИКТОРИНА

1. Каковы два основных типа реле перегрузки?

2. В чем основное отличие тепловизионных характеристик и реле перегрузки магнитного типа?

3. Какие два основных типа реле защиты от перегрева?

4. Какой тип теплового реле перегрузки обычно настраивается вручную? или автоматический режим?

5.Почему необходимо допускать перегрузку типа плавления припоя реле остыть в течение 2–3 минут после срабатывания?

6. Все реле перегрузки разделены на две части. Что это два раздела?

7. Какое устройство используется для измерения силы тока двигателя в электронном реле перегрузки?

8. Какие два фактора определяют установку времени для таймера контрольной точки?

9. Сколько датчиков перегрузки требуется NEC для защиты постоянного тока? мотор?

10.Большой двигатель имеет номинальный ток полной нагрузки 425 ампер. Текущий трансформаторы с соотношением 600: 5 используются для понижения тока до нагреватели перегрузки. Каким должен быть номинальный ток полной нагрузки нагреватели перегрузки?

Реле перегрузки — базовое управление двигателем

Пускатели и контакторы двигателей

Нажмите кнопку воспроизведения на следующем аудиоплеере, чтобы послушать, как вы читаете этот раздел.

Реле перегрузки состоит из двух основных частей:

Нагревательный элемент, который соединен в серии с линией питания к двигателю.Весь ток, потребляемый двигателем, должен проходить через нагревательный элемент.
Набор нормально замкнутых контактов , которые подключены последовательно либо к линиям питания двигателя (ручные пускатели), либо к катушке магнитного контактора (магнитные пускатели). Наиболее часто встречающиеся типы реле — это биметаллическая полоса и сборка плавильного припоя.

Биметаллическая полоса состоит из двух разнородных металлов с разными коэффициентами нагрева. При нагревании они расширяются с разной скоростью, что приводит к их изгибу или деформации при заданной температуре.Это действие изгиба может открывать или закрывать набор контактов .

При использовании в устройстве защиты от перегрузки биметаллическая полоса механически связана с набором нормально замкнутых электрических контактов. Когда происходит перегрузка, изгибающее действие размыкает набор нормально замкнутых контактов, прерывая ток в цепи.

Биметаллический контакт в нормально замкнутом положении

Здесь нормально замкнутые контакты позволяют току проходить через них, в то время как источник тепла начинает деформировать металл.

Биметаллическая полоса в разомкнутом положении

Источник тепла заставил металл с серым оттенком (деталь внизу) расшириться быстрее, чем металл с синей заливкой (деталь вверху), и таким образом открыл набор нормально замкнутых контактов, таким образом прерывая ток к двигателю.

Замкнутые контакты ванны для припоя

Ванна для плавления состоит из нагревательного элемента, узла припоя, храпового колеса и набора нормально замкнутых контактов.

Пружина удерживается под напряжением храповым колесом.Если колесо вращается, то пружина толкает вверх и размыкает набор нормально замкнутых контактов. Колесо удерживается припоем внутри узла припоя. Различные уровни олова и цинка в припое изменяют температуру плавления, что позволяет использовать его при различных номинальных токах и настройках температуры окружающей среды.

Если ток перегрузки ощущается нагревательными элементами в течение слишком долгого времени, тогда сплав становится жидкостью, позволяя пружине открывать нормально замкнутые контакты.Это приводит к размыканию линейных контактов и прекращению подачи тока к двигателю.

Открытые контакты ванны для припоя

И биметаллическая полоса, и плавильная ванна для припоя срабатывают за счет тепловой энергии. Таким образом, перед сбросом контактов требуется период охлаждения. Как только реле остынет, биметаллическая полоса вернется в свое нормальное положение, или расплавленный припой затвердеет, и храповое колесо можно будет сбросить, чтобы снова замкнуть линейные контакты.

Некоторые современные системы управления двигателями включают приложения для мониторинга трансформаторов тока в реальном времени, которые используют встроенные компьютерные схемы управления для защиты двигателя от перегрузок.Эти системы могут быть связаны с сетевыми ПЛК и другим оборудованием безопасности.