Принципът на действие и схемата на свързване на термичното реле

Защитата на електродвигатели, магнитни стартери и друго оборудване от натоварвания, които причиняват прегряване, се извършва с помощта на специални устройства за термична защита. За да направите правилния избор на модел за термична защита, трябва да знаете неговия принцип на работа, устройство, както и основните критерии за избор.

Устройство и принцип на действие

Термичното реле (TR) е предназначено за защита на електродвигателите от прегряване и преждевременна повреда. При продължителен старт електродвигателят е подложен на токови претоварвания, т.к. по време на стартиране се изразходва седемкратен ток, което води до нагряване на намотките. Номинален ток (In) - токът, консумиран от двигателя по време на работа. В допълнение, TR увеличава живота на електрическото оборудване.

Термично реле, чието устройство се състои от най-простите елементи:

1. термочувствителен елемент.
2. Контакт със самовръщане.
3. Контакти.
4. пролет.
5. Биметален проводник под формата на плоча.
6. Бутон.
7. Регулатор на тока на зададена точка.

Температурно-чувствителният елемент е температурен сензор, използван за пренасяне на топлина към биметална плоча или друг термозащитен елемент. Контактът със самовръщане позволява при нагряване незабавно да се отвори захранващата верига на електрически консуматор, за да се избегне прегряване.

Плочата се състои от два вида метал (биметал), единият от които има висок коефициент на термично разширение (Kp). Те се закрепват заедно чрез заваряване или валцоване при високи температури. При нагряване термозащитната плоча се огъва към материала с по-ниско Kp и след охлаждане плочата заема първоначалното си положение. По принцип плочите са изработени от инвар (по-ниско Kp) и немагнитна или хром-никелова стомана (по-високо Kp).

Бутонът включва TR, регулаторът на тока за настройка е необходим, за да зададе оптималната стойност на I за консуматора, а излишъкът му ще доведе до работа на TR.

Принципът на действие на TR се основава на закона на Джоул-Ленц. Токът е насоченото движение на заредени частици, които се сблъскват с атомите на кристалната решетка на проводника (тази стойност е съпротивлението и се обозначава с R). Това взаимодействие причинява появата на топлинна енергия, получена от електрическа енергия. Зависимостта на продължителността на потока от температурата на проводника се определя от закона на Джоул-Ленц.

Формулировката на този закон е следната: когато I преминава през проводника, количеството топлина Q, генерирано от тока, когато взаимодейства с атомите на кристалната решетка на проводника, е право пропорционално на квадрата на I, стойността на R на проводника и времето, в което токът действа върху проводника.Математически може да се запише по следния начин: Q = a * I * I * R * t, където a е коефициентът на преобразуване, I е токът, протичащ през желания проводник, R е стойността на съпротивлението и t е времето на протичане на аз

Когато коефициентът a = 1, резултатът от изчислението се измерва в джаули и при условие, че a = 0,24, резултатът се измерва в калории.

Биметалният материал се нагрява по два начина. В първия случай преминавам през биметала, а във втория - през намотката. Изолацията на намотките забавя потока на топлинна енергия. Термичният превключвател се нагрява повече при високи стойности на I, отколкото когато влезе в контакт с температурния сензорен елемент. Сигналът за задействане на контакта се забавя. И двата принципа се използват в съвременните модели TR.

Нагряването на биметалната плоча на устройството за термична защита се извършва, когато товарът е свързан. Комбинираното отопление ви позволява да получите устройство с оптимални характеристики. Плочата се нагрява от топлината, генерирана от I при преминаване през нея, и от специален нагревател, когато I е натоварен. При нагряване биметалната лента се деформира и действа върху контакта със самовъзврат.

Основни характеристики

Всеки TR има индивидуални технически характеристики (TX). Релето трябва да бъде избрано според характеристиките на товара и условията на използване при работа на електродвигател или друг консуматор на електроенергия:

1. Стойността на In.
2. Диапазон на настройка на I задействане.
3. Волтаж.
4. Допълнително управление на работата на TR.
5. Мощност.
6. Лимит на действие.
7. Чувствителност към фазов дисбаланс.
8. Екскурзия клас.

Стойността на номиналния ток е стойността на I, за която е проектиран TR.Избира се според стойността на In на консуматора, към който е директно свързан. Освен това трябва да изберете с марж от In и да се ръководите от следната формула: Inr \u003d 1,5 * Ind, където Inr - In TR, което трябва да бъде 1,5 пъти повече от номиналния ток на двигателя (Ind).

Границата за регулиране на операцията I е един от важните параметри на устройството за термична защита. Обозначението на този параметър е диапазонът на настройка на стойността In. Напрежение - стойността на захранващото напрежение, за което са проектирани релейните контакти; ако допустимата стойност е надвишена, устройството ще се повреди.

Някои видове релета са оборудвани с отделни контакти за управление на работата на устройството и консуматора. Мощността е един от основните параметри на TR, който определя изходната мощност на свързания консуматор или потребителска група.

Границата на изключване или прагът на изключване е фактор, който зависи от номиналния ток. По принцип стойността му е в диапазона от 1,1 до 1,5.

Чувствителността към фазов дисбаланс (фазова асиметрия) показва процентното съотношение на фазата с дисбаланс към фазата, през която протича номиналният ток с необходимата величина.

Класът на изключване е параметър, който представлява средното време на изключване на TR в зависимост от кратното на тока на настройка.

Основната характеристика, по която трябва да изберете TR, е зависимостта на времето на работа от тока на натоварване.

Електрическа схема

Схемите за свързване на термично реле към верига могат да варират значително в зависимост от устройството.Въпреки това, TR са свързани последователно с намотката на двигателя или намотката на магнитния стартер към нормално отворен контакт, т.к. този вид връзка ви позволява да предпазите устройството от претоварване. Ако индикаторите за консумация на ток са превишени, TR изключва устройството от захранването.

В повечето вериги при свързване се използва постоянно отворен контакт, който работи при последователно свързване със стоп бутон на контролния панел. По принцип този контакт е маркиран с буквите NC или H3.

При свързване на защитна аларма може да се използва нормално затворен контакт. Освен това в по-сложни схеми този контакт се използва за осъществяване на софтуерно управление на аварийното спиране на устройството с помощта на микропроцесори и микроконтролери.

Термостатът е лесен за свързване. За да направите това, трябва да се ръководите от следния принцип: TR се поставя след контакторите на стартера, но преди електродвигателя, а постоянно затвореният контакт се включва чрез серийно свързване с бутона за спиране.

Видове термични релета

Има много видове, на които са разделени термичните релета:

1. Биметален - RTL (ksd, lrf, lrd, lr, iek и ptlr).
2. В твърдо състояние.
3. Реле за следене на температурния режим на устройството. Основните обозначения са както следва: RTK, NR, TF, ERB и DU.
4. Реле за топене на сплав.

Биметалните TR имат примитивен дизайн и са прости устройства.

Принципът на действие на термичното реле от твърдо състояние се различава значително от биметалния тип. Твърдотелното реле е електронно устройство, което се нарича още Schneider и е направено върху радиоелементи без механични контакти.

Те включват RTR и RTI IEK, които изчисляват средните температури на електродвигателя чрез наблюдение на неговото стартиране и In. Основната характеристика на тези релета е способността да се противопоставят на искри, т.е. те могат да се използват във взривоопасна среда. Този тип реле е по-бързо във времето на работа и по-лесно за настройка.

RTC са предназначени да контролират температурния режим на електродвигател или друго устройство с помощта на термистор или термично съпротивление (сонда). Когато температурата се повиши до критичния режим, нейното съпротивление рязко нараства. Според закона на Ом с увеличаване на R токът намалява и консуматорът се изключва, т.к. стойността му не е достатъчна за нормалната работа на потребителя. Този тип реле се използва в хладилници и фризери.

Конструкцията на релето за термично топене на сплавта се различава значително от другите модели и се състои от следните елементи:

1. Намотка на нагревателя.
2. Сплав с ниска точка на топене (евтектична).
3. механизъм за скъсване на веригата.

Евтектичната сплав се топи при ниска температура и защитава електрическата верига на потребителя чрез прекъсване на контакта. Това реле е вградено в устройството и се използва в пералните машини и автомобилната техника.

Изборът на термично реле се извършва чрез анализ на техническите характеристики и работните условия на устройството, което трябва да бъде защитено от прегряване.

Как да изберем термично реле

Без сложни изчисления можете да изберете подходящата оценка на електротермичното реле за двигателя по отношение на мощността (таблица с технически характеристики на устройствата за термична защита).

Основната формула за изчисляване на номиналния ток на TR е:

Intr = 1,5 * Ind.

Например, трябва да изчислите In TP за асинхронен електродвигател с мощност 1,5 kW, захранван от трифазна AC мрежа със стойност 380 V.

Това е достатъчно лесно да се направи. За да изчислите стойността на номиналния ток на двигателя, трябва да използвате формулата за мощност:

P = I * U.

Следователно Ind \u003d P / U \u003d 1500 / 380 ≈ 3,95 A. Стойността на номиналния ток на TR се изчислява, както следва: Intr = 1,5 * 3,95 ≈ 6 A.

Въз основа на изчисленията се избира TR от типа RTL-1014-2 с регулируем диапазон на тока на настройка от 7 до 10 A.

Ако температурата на околната среда е твърде висока, задайте зададената стойност на минималната стойност. При ниска температура на околната среда трябва да се вземе предвид увеличаването на натоварването върху намотките на статора на двигателя и, ако е възможно, да не се включва. Ако обстоятелствата изискват двигателят да се използва при неблагоприятни условия, тогава е необходимо да започнете настройката с нисък ток на настройка и след това да го увеличите до необходимата стойност.

Подобни статии: