Термично реле: принцип на работа, видове, схема на свързване + настройка и маркиране

Издръжливостта и експлоатационната надеждност на всяка инсталация с електрически двигател зависи от различни фактори. Въпреки това, текущите претоварвания значително влияят на живота на мотора. За да ги предотвратят, те свързват термично реле, което защитава основното работно тяло на електрическата машина.

Ще ви кажем как да изберете устройство, което предсказва възникването на аварийни ситуации, надвишаващи максимално допустимите токови показатели. В статията, която представихме, е описан принципът на действие, дадени са сортовете и техните характеристики. Дават се съвети за свързване и компетентна конфигурация.

Защо са необходими предпазни устройства?

Дори ако задвижването е правилно проектирано и използвано, без да се нарушават основните правила на работа, винаги има възможност за неизправност.

Аварийните режими на работа включват еднофазни и многофазни неизправности, термични претоварвания на електрическо оборудване, задръстване на ротора и унищожаване на лагерния модул, фазова повреда.

Работейки в режим на високо натоварване, електрическият мотор консумира огромно количество електроенергия. И при редовно превишаване на номиналното напрежение, оборудването се загрява интензивно.

В резултат на това изолацията бързо се износва, което води до значително намаляване на експлоатационния живот на електромеханичните инсталации. За да се изключат подобни ситуации, в електрическата верига на електрическия ток е свързано термозащитно реле. Основната им функция е да осигурят нормалната работа на потребителите.

Те изключват двигателя с известно закъснение, а в някои случаи - мигновено, за да предотвратят разрушаването на изолацията или повредата на отделни части на електрическата инсталация.

Токовото реле постоянно защитава електродвигателя от фазова повреда и технологични претоварвания, както и от спиране на ротора. Това са основните причини, които причиняват спешни състояния.

За да се предотврати намаляване на изолационното съпротивление, се използват защитни устройства за изключване, но ако задачата е да се предотврати нарушение на охлаждането, се свързват специални устройства с вградена термична защита.

Устройството и принципът на работа на TR

Конструктивно стандартното електротермално реле е малък апарат, който се състои от чувствителна биметална плоча, нагревателна намотка, система за лост-пружина и електрически контакти.

Биметалната плоча е направена от два различни метала, като правило, Invar и хром-никелова стомана, здраво свързани заедно по време на процеса на заваряване. Единият метал има по-висок температурен коефициент на разширение от другия, така че се нагрява с различна скорост.

В случай на претоварване на тока, неподвижната част на плочата се огъва към материала с по-нисък коефициент на топлинно разширение. Това упражнява сила на контактната система в защитното устройство и активира изключването на електрическата инсталация по време на прегряване.

Повечето механични модели на термични релета имат две групи контакти. Едната двойка е нормално отворена, другата е постоянно затворена. Когато защитното устройство се отключи, състоянието на контактите се променя. Първите са затворени, а вторите стават отворени.

В електронните ТР се използват специални датчици и чувствителни сонди, които реагират на увеличение на тока. В микропроцесора на такива защитни устройства се програмират параметри, които определят ситуации, когато е необходимо да се изключи захранването

Интегриран трансформатор открива тока, след което електрониката обработва получените данни. Ако текущата стойност в момента е по-голяма от зададената, импулсът се предава незабавно директно към превключвателя.

Чрез отваряне на външния контактор реле с електронен механизъм блокира натоварването. себе си термично реле за електрически мотор монтиран на контактора.

Биметалната плоча може да се нагрее директно - поради влиянието на върховия ток на натоварване върху металната лента или косвено, като се използва отделна термодвойка. Често тези принципи се комбинират в един апарат за термична защита. При комбинирано отопление устройството има най-добри показатели.

След охлаждане плочата се връща в първоначалното си състояние. Контактите за превключване се затварят автоматично или трябва да ги принудите в затворено състояние

Основни характеристики на токово реле

Основната характеристика на термозащитния превключвател е силно изразена зависимост на времето за реакция от тока, протичащ през него - колкото по-голяма е стойността, толкова по-бързо ще работи. Това показва известна инерция на релейния елемент.

Насочено движение на носещи частици през всяко електрическо устройство, циркулационна помпа и електрически котел генерира топлина. При номинален ток допустимата му продължителност клони към безкрайност.

А при стойности, надвишаващи номиналните стойности, температурата в оборудването се повишава, което води до преждевременно износване на изолацията.

Отворена верига незабавно блокира по-нататъшното повишаване на температурата. Това позволява да се предотврати прегряване на двигателя и да се предотврати аварийна повреда на електрическата инсталация

Номиналното натоварване на самия двигател е ключов фактор при определяне на избора на устройство. Индикатор в диапазона 1.2-1.3 показва успешна операция с текущо претоварване от 30% за период от 1200 секунди.

Продължителността на претоварването може да повлияе неблагоприятно на състоянието на електрическото оборудване - при краткотрайно излагане 5-10 минути се нагрява само намотката на двигателя, която има малка маса. А при продължително загряване целият двигател, което е изпълнено със сериозни повреди.Или може да се наложи да замените изгорялото оборудване с ново.

За да се предпази максимално обектът от претоварване, е необходимо да се използва реле за термична защита, специално под него, времето за реакция на което ще съответства на максимално допустимите показатели за претоварване на конкретен електромотор.

На практика събирайте реле за наблюдение на напрежението под всеки тип двигател е непрактично. Един релеен елемент се използва за защита на двигатели с различен дизайн. В същото време е невъзможно да се гарантира надеждна защита в целия работен интервал, ограничен от минималното и максималното натоварване.

Увеличаването на тока не води веднага до опасно аварийно състояние на оборудването. Преди роторът и статора да се нагреят до граничната температура, ще отнеме известно време

Следователно не е абсолютно необходимо защитното устройство да реагира на всяко, дори леко увеличение на тока. Релето трябва да изключи двигателя само в случаите, когато съществува риск от бързо износване на изолационния слой.

Видове термозащитни релета

Съществуват няколко вида релета за защита на електродвигатели от фазова повреда и токови претоварвания. Всички те се различават по конструктивни характеристики, вида на използвания MP и приложението в различните двигатели.

TRP, Еднополюсно превключващо устройство с комбинирана отоплителна система. Проектиран за защита на асинхронни трифазни електродвигатели от токови претоварвания. TRP се използва в мрежи с постоянен ток с базово напрежение 440 V. При нормална работа се отличава с устойчивостта си на вибрации и удари.

RTL, Осигурете на двигателите защита в такива случаи:

• когато една от трите фази изпадне;
• асиметрия на токове и претоварвания;
• забавен старт;
• задръстване на задвижването.

Те могат да бъдат инсталирани с KRL терминалите отделно от магнитните стартери или монтирани директно върху PML. Монтира се на релси от стандартен тип, клас на защита - IP20.

PTT, Те защитават асинхронните трифазни машини с ротор с клетка-клетка от забавено стартиране на механизма, продължителни претоварвания и асиметрия, тоест фазов дисбаланс.

PTT може да се използва като компоненти в различни вериги за управление на задвижването, както и за интегриране в стартери от серията PMA

TRN, Двуфазни превключватели, които контролират стартирането на електрическата инсталация и режима на работа на двигателя. Те са практически независими от температурата на околната среда, имат само система за ръчно връщане на контактите в първоначалното им състояние. Те могат да се използват в DC мрежи.

Rti, Електрически комутационни устройства с постоянна, макар и ниска консумация на енергия. Монтира се върху контактори от серията KMI. Работете заедно с предпазители /прекъсвачи.

Токови твърди релета, Те са малки електронни устройства в три фази, в дизайна на които няма подвижни части.

Те работят в съответствие с принципа на изчисляване на средните стойности на температурите на двигателя, като за целта се извършва постоянно наблюдение на работните и пусковите токове. Те се отличават с имунитет към промените в околната среда, поради което се използват в опасни райони.

RTC, Стартови превключватели за регулиране на температурата в корпуса на електрическото оборудване. Те се използват в вериги за автоматизация, където термичните релета действат като компоненти.

За да се осигури надеждна работа на електрическото оборудване, релевият елемент трябва да притежава такива качества като чувствителност и скорост, както и селективност

Важно е да запомните, че нито едно от горните устройства не е подходящо за защита на вериги от късо съединение.

Устройствата за термична защита предотвратяват само аварийни състояния, възникнали по време на необичайна работа на механизма или претоварване.

Електрическото оборудване може да изгори, преди релето да започне да работи. За цялостна защита те трябва да бъдат допълнени с предпазители или компактни прекъсвачи с модулна конструкция.

Свързване, настройка и маркиране

Превключващото устройство за претоварване, за разлика от електрическата машина, не прекъсва директно захранващата верига, а само дава сигнал за временно изключване на обекта в авариен режим. Обикновено включеният контакт работи като бутона за спиране на контактор и е свързан последователно.

Диаграма за свързване на устройството

При проектирането на релето не е необходимо да се повтарят абсолютно всички функции на силовите контакти при успешна работа, тъй като той е свързан директно към MP. Този дизайн ви позволява значително да спестите материали за захранващи контакти. Много по-лесно е да свържете малък ток в управляващата верига, отколкото незабавно да изключите три фази с голяма.

В много схеми за свързване на термично реле към обект се използва постоянно затворен контакт. Той е свързан последователно със стоп ключа на контролния панел и е обозначен NC - нормално затворен или NC - нормално свързан.

Отворен контакт с такава верига може да се използва за започване на работа на термична защита. Диаграмите на свързване на електродвигатели, към които е свързано термозащитното реле, могат да варират значително в зависимост от наличието на допълнителни устройства или технически характеристики.

В стандартна проста схема, TR е свързан към изхода на стартер с ниско напрежение на електродвигател. Допълнителните контакти на устройството задължително са свързани последователно със стартовата бобина

Това ще осигури надеждна защита срещу претоварване на електрическото оборудване. В случай на недопустимо превишаване на токовите гранични стойности, релейният елемент ще отвори веригата, незабавно изключвайки МР и двигателя от захранването.

Свързването и инсталирането на термично реле по правило се извършва заедно с магнитен стартер, предназначен за превключване и стартиране на електрическо задвижване. Има обаче видове, които са монтирани на DIN шина или специален панел.

Тънкости на настройка на релейните елементи

Едно от основните изисквания за устройствата за защита на двигателя е прецизната работа на устройствата в случай на аварийна работа на двигателя. Много е важно да го изберете правилно и да коригирате настройките, тъй като фалшивите аларми са абсолютно неприемливи.

Електротермичното реле, което е оптимално подходящо за конкретен тип двигател във всички технически параметри, е в състояние да осигури надеждна защита срещу претоварвания във всяка фаза, предотвратяване на забавено стартиране на инсталацията и предотвратяване на инциденти със задръстване на ротора

Сред предимствата на използването на токови елементи за защита трябва да се отбележи и доста висока скорост и широк диапазон на реакция, лекота на инсталиране. За да се осигури навременно изключване на електродвигателя по време на претоварване, релето за термична защита трябва да бъде конфигурирано на специална платформа / стойка.

В този случай се премахва неточността поради естественото неравномерно разпространение на номиналните токове в СЕ. За проверка на защитното устройство на стойката се използва методът на манекени.

Електрически ток с ниско напрежение се предава през термодвойка, за да симулира реално топлинно натоварване. След това точното време за отговор се определя от таймера.

Когато задавате основни параметри, трябва да се стремите към следните показатели:

• при 1,5 пъти по-голям от тока, устройството трябва да изключи двигателя след 150 s;
• при 5 ... 6-кратен ток, той трябва да изключи двигателя след 10 s.

Ако времето за реакция не е правилно, релевият елемент трябва да се регулира с помощта на контролния винт.

За правилна работа е абсолютно необходимо да настроите устройството на най-високия допустим електрически ток на двигателя и температурата на въздуха

Това се прави в случаите, когато стойностите на номиналния ток на NE и двигателя са различни, а също и ако температурата на околната среда е по-ниска от номиналната (+40 ºC) с повече от 10 градуса по Целзий.

Токът на реакция на електротермичния превключвател намалява с повишаване на температурата около въпросния обект, тъй като нагряването на биметалната лента зависи от този параметър. Със значителни разлики е необходимо допълнително да се регулира TP или да се избере по-подходяща термодвойка.

Рязките колебания в температурните индикатори силно влияят върху работата на текущото реле. Ето защо е много важно да изберете НЕ, който е в състояние ефективно да изпълнява основните функции, като взема предвид реалните стойности.

TR се препоръчва да се постави в една стая със защитена електрическа инсталация. Те не трябва да се монтират в близост до топлинни генератори, пещи за отопление или други източници на топлина.

Температурно компенсираните релета не включват тези ограничения. Текущата настройка на защитното устройство може да се регулира в диапазона 0,75-1,25x от стойностите на номиналния ток на термодвойката. Настройката се извършва на етапи.

Първо, изчислете корекцията E₁ без компенсация на температурата:

E₁= (Аз_{Господин}-I_NE) / c × I_NE,

където

• аз_{Господин} - номинален ток на натоварването на двигателя,
• аз_NE - номинален ток на работещия нагревателен елемент в релето,
• c е цената на разделяне на скалата, тоест ексцентрик (c = 0,055 за защитени стартери, c = 0,05 за отворени).

Следващата стъпка е да се определи изменението Д₂ температура на околната среда:

E₂= (t_а-30)/10,

Където t_а (температура на околната среда) - температура на околната среда в градуси по Целзий.

Последната стъпка е да намерите пълната корекция:

E = e₁+ Е₂.

Общата корекция Е може да бъде със знак "+" или "-". Ако резултатът е дробна стойност, тя трябва да бъде закръглена до най-близкото цяло в по-малка / по-голяма модулна посока, в зависимост от естеството на текущия товар.

За да конфигурирате релето, ексцентрикът се прехвърля на получената стойност на общата корекция. Високата температура на реакция намалява зависимостта на защитното устройство от външни индикатори.

Релето за термична защита позволява ръчно плавно регулиране на работния ток на устройството в рамките на ± 25% от номиналния ток на електромеханичната инсталация

Регулирането на тези показатели се извършва чрез специален лост, чието движение променя първоначалното огъване на биметалната плоча. Настройката на работния ток в по-широк диапазон се извършва чрез подмяна на термодвойки.

В модерните превключващи устройства за защита от претоварване има тестов бутон, който ви позволява да проверите здравето на устройството без специална стойка. Има и ключ за нулиране на всички настройки. Можете да ги нулирате автоматично или ръчно. В допълнение, продуктът е снабден с индикатор за текущото състояние на уреда.

Термична маркировка на релето

Защитните устройства се избират в зависимост от стойността на мощността на електродвигателя. Основната част от ключовите характеристики е скрита в символа.

Това е маркирането на термичните релета на централата в KEAZ. Важно е при избора да обърнете внимание на стойността на номиналния ток на въпросния модел, така че да е достатъчна

Акцентът трябва да бъде върху определени точки:

1. Диапазонът на стойностите на зададените токове (посочени в скоби) се различава минимално за различните производители.
2. Обозначенията на буквите за определен тип изпълнение може да варират.
3. Климатичните характеристики често се обслужват като гама. Например UHL3O4 трябва да се чете така: UHL3-O4.

Днес можете да закупите различни варианти на инструмента: релета за променлив и постоянен ток, моностабилни и бистабилни, устройства с забавяне при включване / изключване, термозащитни релета с ускоряващи елементи, TR без задържаща намотка, с една или няколко намотки.

Тези параметри не винаги се показват при етикетирането на устройства, но трябва да бъдат посочени в информационния лист на електрическите изделия.

С устройството, сортовете и етикетирането на електромагнитното реле ще се запознаят следваща статияс които препоръчваме да се запознаете.

Изводи и полезно видео по темата

Устройството и принципът на функциониране на токовото реле за ефективна защита на електродвигателя по примера на устройството PTT 32P:

Правилната защита срещу претоварване и повреда на фазата е ключът към дългата безпроблемна работа на електродвигателя. Видео за това как релевият елемент реагира в случай на ненормална работа на механизма:

Как да свържете устройство за термична защита към MP, схеми на електротермално реле:

Релето за термично претоварване е основен функционален елемент на всяка система за управление на задвижването. Той реагира на тока, който тече към двигателя и се активира, когато температурата на електромеханичната инсталация достигне своите пределни стойности. Това дава възможност да се удължи живота на екологично чистите електромотори.

Моля, напишете коментари в блока по-долу. Кажете ни как сте избрали и конфигурирали термичното реле за вашия собствен електродвигател. Споделете полезна информация, задавайте въпроси, публикувайте снимки по темата на статията.