Термично реле за електродвигател: принцип на работа, устройство, как да изберем

По време на работа на силовото оборудване, то е постоянно изложено на токови претоварвания, които намаляват неговата издръжливост.Защитата в такива ситуации е термично реле за електродвигателя, което изключва захранването при възникване на необичайни обстоятелства.

Предлагаме ви да разберете дизайна, принципа на работа, видовете и нюансите на свързване на защитни устройства. Освен това ще ви кажем какви параметри и характеристики трябва да се вземат предвид при избора на термично реле.

Проектиране на термични релета

Термичните релета от всички видове имат подобно устройство. Най-важният елемент на всеки от тях е чувствителната биметална лента.

Стойността на работния ток се влияе от температурата на околната среда, в която работи релето. Повишаването на температурата намалява времето за реакция.

За да минимизират това влияние, разработчиците на устройства избират възможно най-високата температура на биметала. За същата цел някои релета са оборудвани с допълнителна компенсационна пластина.

Устройството се състои от корпус, нихромен нагревател, биметална пластина, резе, винт, лост, подвижен контакт и бутон за връщане (+)

Ако в конструкцията на релето са включени нихромови нагреватели, те се свързват в паралелна, последователна или паралелно-серийна верига с пластина.

Стойността на тока в биметала се регулира с помощта на шунтове. Всички части са вградени в тялото. U-образният биметален елемент е фиксиран върху оста.

Спирална пружина лежи в единия край на плочата. Другият край се основава на балансиран изолационен блок, който се върти около ос и е опора за контактен мост, оборудван със сребърни контакти.

За координиране на тока на настройка биметалната плоча е свързана в левия си край към неговия механизъм. Регулирането се дължи на влиянието върху първичната деформация на плочата.

Ако големината на токовете на претоварване стане равна или по-голяма от настройките, изолационният блок се върти под въздействието на плочата. Когато се преобърне, нормално затвореният контакт на устройството се изключва.

Термично реле TRT в секция. Тук основните елементи са: корпус (1), механизъм за настройка (2), бутон (3), ос (4), сребърни контакти (5), контактен мост (6), изолиращ блок (7), пружина (8), плоча биметална (9), ос (10)

Релето автоматично се връща в първоначалното си положение. Процесът на самовръщане отнема не повече от 3 минути от момента на включване на защитата. Възможно е и ръчно нулиране; за това е осигурен специален ключ за нулиране.

При използване устройството заема първоначалната си позиция за 1 минута. За да активирате бутона, завъртете го обратно на часовниковата стрелка, докато се издигне над тялото. Инсталационният ток обикновено е посочен на панела.

Принцип на работа на устройството

Изпълнение на защитна функция, прекъсвач изключва захранващите вериги. Термичното реле се различава от него по това, че когато натоварването е превишено, то просто издава контролен сигнал. С такава защита малки токове се превключват в една управляваща верига.

Във веригата пред термичното реле има магнитен превключвател. Когато веригите се отварят в аварийна ситуация, няма нужда да се дублира работата на контактора. Следователно не се изразходва материал за производството на силови контактни групи.

Най-популярни са устройствата, оборудвани с биметални плочи. Самата плоча се състои от два подобни елемента.

Единият от тях има значителен температурен коефициент, докато другият има малко по-малък. Тези два компонента прилягат плътно един към друг.

Тъй като компонентите на биметалната лента са направени от двойка различни метали с неравни коефициенти на разширение, нагряването я кара да се огъва и взаимодейства с контактите

Такова твърдо закрепване се осигурява чрез заваряване или горещо валцуване. Поради факта, че плочата е фиксирана неподвижно, при нагряване тя се огъва към елемента с по-нисък температурен коефициент. Този принцип беше взет като основа при създаването термични релета.

При производството им се използват хромо-никелова стомана и немагнитна стомана, които имат висок температурен коефициент. Като материал с ниска стойност на този параметър се използва инвар, съединение на никел и желязо.

По тази схема работи термично реле. Разхлабеният край на биметалната плоча, когато се огъва, засяга контактите на термичното реле (+)

Биметалната плоча се нагрява от токове на натоварване. Най-често протичат през специален нагревател. Съществува и комбинирано отопление, при което освен топлината, отдадена от нагревателя, биметалът се нагрява и от преминаващия през него ток.

Как да свържете термично реле

Затвореният контакт (нормално свързан), който се използва за свързване на термичния модул към магнитния стартер, е обозначен като NC или NC, което означава нормално затворен. Буквената комбинация NO означава нормално отворен контакт.

В проста схема се използва за подаване на сигнал, показващ, че защитата на двигателя е задействала поради превишаване на праговата температура.

Когато се прилага в сложни вериги за управление, той е в състояние да генерира авариен сигнал за дезактивиране на конвейера.

Термичното реле се поставя зад контакторите, но пред електродвигателя. Свързването на нормалния контакт към бутона "Стоп" на контролния панел се извършва по последователна схема (+)

Обозначаването на клемите на контактора се диктува от GOST: нормално затворени - 95-96, нормално отворени - 97-98. Към първата двойка е свързан стартер, вторият се използва за сигнални вериги. Тъй като двигателят и термичното реле трябва да бъдат защитени от късо съединение, веригата трябва да съдържа прекъсвач.

Веригата на устройството включва бутони “Тест” и “Стоп” или “Нулиране”. Първият се използва за проверка на функционалността, а вторият се използва за ръчно деактивиране на защитата.

С помощта на въртящия се ключ, след включване на защитата, електродвигателят се рестартира. Стъкленият капак на продукта е маркиран и запечатан.

Въз основа на вида на връзката могат да се разграничат две големи групи термични релета:

• първа група - устройства, монтирани зад магнитния стартер и свързани с джъмпери;
• втора група — устройства, инсталирани директно на контактора на стартера.

В последния случай, по време на стартиране, основното натоварване пада върху контактора.Тук термичният модул е ​​оборудван с медни контакти, свързани директно към входовете на стартера.

Схема на термично реле. На него са отбелязани обозначенията на управляващите елементи и изходите. Тези обозначения може да се различават за различните модели (+)

Проводниците от двигателя са свързани към TP. Самото реле в такава верига представлява междинен блок, който анализира тока, преминаващ към двигателя от магнитния стартер.

Нюанси при инсталиране на устройството

Скоростта на реакция на термичния модул може да бъде повлияна не само от текущи претоварвания, но и от външни температурни индикатори. Защитата ще работи дори при липса на претоварване.

Също така се случва, че под въздействието на принудителна вентилация двигателят е подложен на термично претоварване, но защитата не работи.

За да избегнете подобни явления, трябва да следвате препоръките на специалистите:

1. При избора на реле се съсредоточете върху максимално допустимата работна температура.
2. Инсталирайте защитата в същата стая като защитения обект.
3. За монтаж изберете места, където няма източници на топлина или вентилационни устройства.
4. Трябва да конфигурирате термичния модул въз основа на действителната температура на околната среда.
5. Най-добрият вариант е да имате вградена термична компенсация в конструкцията на релето.

Допълнителна опция за термичното реле е защитата при прекъсване на фаза или пълно захранване. За трифазни двигатели тази точка е особено важна.

Токът в термичното реле се движи последователно през неговия нагревателен модул и към двигателя. Устройството е свързано към намотката на стартера чрез допълнителни контакти (+)

Ако има проблем в една фаза, другите две поемат по-голям ток. В резултат на това бързо настъпва прегряване и след това изключване.Ако релето не работи ефективно, както двигателят, така и окабеляването може да се повредят.

Съществуващи типове устройства

Класът на термичните релета включва няколко вида: TRN, RTL, TRP, RTI, RTT. Използването на всеки се определя от характеристиките на дизайна.

Реле за двуфазен ток (TRN), се използват главно за електрическа защита на асинхронни двигатели с короткозатворен ротор. Като правило те работят от мрежа с номинално напрежение до 500 V, честота 50 Hz.

Релето е снабдено с ръчен контактен контролен механизъм. Размерите на TRN позволяват интегрирането им в цялостни устройства от затворени и отворени станции, които координират работата на задвижванията. Те не изпълняват функцията на защита от късо съединение и сами се нуждаят от нея.

TRP реле Имат механизъм, устойчив на вибрации и удароустойчив корпус. Предназначен за защита на асинхронни трифазни двигатели, работещи при условия на големи механични натоварвания.

Предназначени са за максимален ток 600 A и максимално напрежение 500 V, а във вериги с постоянен ток - 440 V. Автоматиката е нечувствителна към външна температура и задейства, когато индикаторът надвиши 200°C.

RTL устройства — трифазен, в допълнение към защитата на двигателя от претоварване, предпазва ротора от заглушаване. Те го застраховат срещу повреда в случай на дисбаланс на фазите при продължително стартиране.

Работят автономно с клеми KRL и в модификация с магнитен стартер PML. Работен диапазон на тока - от 0,10 до 86 A.

Контактор, сдвоен с термично реле. Когато устройството се задейства, нормално затворените и нормално отворените контакти променят позициите си синхронно

ПР — устройството предпазва асинхронните двигатели от токови удари, дисбаланс на фазите, блокиране и други аварийни ситуации.Използва се както като самостоятелно устройство, така и като съставна част от стартери PMA и PME.

Трифазен RTI продукт надарен със същите функции като предишния, но се използва в модификация с KTM и KMI стартери.

Как да изберем термично реле

Моторът се нуждае от реле за защита, когато по технологични причини съществува потенциална опасност от претоварване. Вторият случай е необходимостта от ограничаване на времето за стартиране при условия на намалено напрежение.

Тези изисквания се съдържат в съответните инструкции. Което излага искане за оборудване на защитен продукт със закъснение във времето. Всичко това се реализира с помощта на термични релета.

Основни характеристики на устройствата

Основните данни на устройството за защита на двигателя са:

1. Ефективност на контакта в зависимост от параметрите на тока - индикатор време-ток.
2. Работен ток, при който се задейства TP.
3. Ограничете корекциите на текущите настройки. Във всички устройства, произведени от различни производители, този параметър се различава леко. Превишаването на номиналната стойност с 20% води до работа на устройството след 25 минути.
4. Номинална стойност на тока на работната биметална плоча. Това се отнася до стойност, над която релето не се изключва веднага.
5. Диапазон на тока, в който работи релето.

Информация за термичното реле може да бъде получена чрез дешифриране на неговите маркировки. Символът, указващ вида на изпълнението, може да варира.

Контактор, сдвоен с термично реле. Когато устройството се задейства, нормално затворените и нормално отворените контакти синхронно променят позицията си (+)

Местоположението на домашните ТП се регулира от GOST 15150.Работата им се влияе от фактори като надморска височина, вибрации, удари и ускорения.

Производителите отразяват всички тези нюанси в етикетирането на своите продукти. Някои от тях допълнително включват информация за способността за работа при наличие на вредни вещества и експлозивни газове.

Избор на устройство според правилата

Изискванията за термичното реле са посочени в инструкциите. Тук също е предвидено, че защитата трябва да има времезакъснение. Всички заявки се изпълняват с помощта на специални устройства.

Времетокови характеристики на ТР и защитавания двигател. При токове на късо съединение нагревателните елементи на релето стават термично нестабилни (+)

Когато се анализират време-токовите характеристики на TR, е необходимо да се вземе предвид, че работата може да възникне от прегрято или студено състояние.

Безупречната защита предполага, че кривата, изобразяваща оптималната зависимост на продължителността на протичане на тока от стойността на тока за релето и двигателя за безпроблемна работа на оборудването е различна. Първият трябва да е по-нисък от втория.

Таблицата показва техническите характеристики на термичното реле тип RTL. С него можете да изберете защитно устройство с необходимите параметри за мощност на двигателя (+)

Правилният избор на защитен продукт се извършва въз основа на такъв параметър като работния номинален ток. Стойността му е свързана с номиналния ток на натоварване на електродвигателя.

Както международните, така и местните стандарти предвиждат, че номиналният ток на двигателя е подобен на настройката на работния ток на термичното реле.

Това означава, че устройството се пуска в работа при претоварване от 20 до 30% или при Iav.x1.2 или 1.3 не по-късно от 20 минути.

Въз основа на това изборът трябва да бъде направен така, че токът на неработа на TR да надвишава номиналния ток на покрития обект средно с 12%. Стойността In се показва в паспорта на устройството и върху табела, прикрепена към тялото.

Въз основа на него се избира както TR, така и съответния му стартер. Скалата на релето е калибрирана в ампери и по правило съответства на зададената стойност на тока.

Пример е изборът на термично реле за асинхронен двигател, свързан към мрежа 380 V с мощност 1,5 kW.

Работният номинален ток за него е 2,8 A, което означава, че за термично реле праговият ток ще бъде равен на: 1,2 * 2,8 = 3,36 A. Според таблицата изборът трябва да бъде направен на RTL-1008, чийто диапазон на настройка е в диапазона от 2,4 до 4 А.

Когато защитата се задейства, те първо елиминират основната причина за спирането и след това връщат „нагревателя“ в първоначалното му състояние с помощта на клавиша за връщане

Когато данните от табелката на двигателя са неизвестни, токът се определя с помощта на специални устройства - токови клещи или мултиметър със съответната опция. Измерванията се извършват на всяка от фазите.

При избора е важно да обърнете внимание на напрежението, посочено на устройството. Ако планирате да използвате тандем TP-starter, трябва да вземете предвид броя на контактите.

При свързване на устройството към трифазна мрежа е необходим модул, който има защитна функция в случай на изгаряне на проводник или фазов дисбаланс.

Изводи и полезно видео по темата

Ефективна схема за защита на двигателя:

Компоненти на термично реле:

Принципът на взаимодействие между различни устройства в различни опции за свързване на термично реле е един и същ. За по-добра ориентация в диаграмите трябва да можете да „четете“ маркировките на устройството.В идеалния случай всички работи по свързването трябва да се извършват от техник, сертифициран за работа в условия на високо напрежение.

Имате ли какво да добавите или имате въпроси относно избора и използването на термично реле? Можете да оставяте коментари за публикацията, да участвате в дискусии и да споделяте собствения си опит от използването на устройствата. Формата за контакт се намира в долния блок.