- Конструктивне виконання теплових реле
- Принцип роботи пристосування
- Як підключити теплове реле
- Нюанси при установці приладу
- Існуючі типи пристроїв
- Як вибрати теплове реле
- Висновки і корисне відео по темі
Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
Під час експлуатації енергетичного обладнання на нього постійно впливають струмові перевантаження, що знижують довговічність. Захистом в таких ситуаціях служить теплове реле для електродвигуна, що відключає електропостачання при виникненні нестандартних обставин.
Пропонуємо розібратися в конструкції, принцип роботи, види та нюансах підключення захисного пристроїв. Крім того, ми розповімо, які параметри і характеристики варто враховувати пі виборі теплового реле.
Конструктивне виконання теплових реле
Теплові реле всіх видів мають аналогічний пристрій. Найбільш важливий елемент будь-якого з них - чутлива биметаллическая пластина.
Значення струму спрацьовування знаходиться під впливом температурних показників середовища, в якій працює реле. Зростання температури зменшує час спрацьовування.
Щоб цей вплив звести до мінімуму, розробники пристроїв вибирають якомога більшу температуру біметалу. З цією ж метою деякі реле забезпечують додаткової компенсаційної пластиною.
Складається прилад з корпусу, ніхромового нагрівача, біметалічної пластини, засувки, гвинта, важеля, рухомого контакту і кнопки повернення (+)
Якщо в конструкцію реле включені ніхромові нагрівачі, підключення їх здійснюють по паралельній, послідовної або паралельно-послідовної схемою з пластиною.
Значення струму в Біметал регулюють за допомогою шунтів. Всі деталі вмонтовані в корпус. Біметалічний елемент U-подібної форми зафіксований на осі.
Циліндрична пружина впирається в один кінець пластини. Іншим кінцем вона базується на врівноваженою ізоляційної колодке.Совершает повороти навколо осі і є опорою для контактного містка, оснащеного контактами зі срібла.
Для координації струму уставки биметаллическая пластина своїм лівим кінцем з'єднана з її механізмом. Регулювання відбувається за рахунок впливу на первинну деформацію пластини.
Якщо величина струмів перевантаження стає рівною або більшою ніж уставки, ізоляційна колодка повертається під впливом пластини. Під час її перекидання відбувається відключення спорогенезу контакту пристрою.
Теплове реле ТРП в розрізі. Тут основними елементами є: корпус (1), механізм уставки (2), кнопка (3), вісь (4), контакти срібні (5), контактний місток (6), ізоляційна колодка (7), пружина (8), пластина биметаллическая (9), вісь (10)
Автоматично реле робить повернення в початкове положення. Процес самоповороту займає не більше 3 хвилин з моменту включення захисту. Можливий і ручної повернення, для цього передбачена спеціальна клавіша Reset.
При її використанні прилад займає вихідне положення за 1 хвилину. Щоб задіяти кнопку, її провертають проти годинникової стрілки до моменту, коли вона підніметься над корпусом. Струм установки зазвичай вказано на щитку.
Принцип роботи пристосування
Виконуючи захисну функцію, автоматичний вимикач роз'єднує силові живлять ланцюга. Теплове реле відрізняється від нього тим, що при перевищенні навантаження просто видає керуючий сигнал. При такому захисті струми невеликої величини коммутируются в одного ланцюга управління.
У схемі перед термореле знаходиться магнітний пускач. Коли ланцюга розмикаються в аварійному порядку, відпадає потреба в дублюванні роботи контактора. Отже, не витрачається матеріал для виготовлення силових контактних груп.
Найбільш популярними є прилади, оснащені біметалічними пластинами. Власне пластина складається з двох аналогічних елементів.
Один з них має значний температурним коефіцієнтом, а інший - трохи меншим. Ці дві складові щільно прилягають один до одного.
Так як складові частини біметалічної пластини виконані з пари різнорідних металів, що мають неоднакові коефіцієнти розширення, нагрівання змушує її згинатися і взаємодіяти з контактами
Забезпечується таке жорстке скріплення шляхом зварювання або прокаткою в гарячому вигляді. За рахунок того, що пластина закріплена нерухомо, при нагріванні спостерігається її вигин в бік елемента з меншим температурним коефіцієнтом. Цей принцип взятий за основу при створенні теплових реле.
При їх виробництві застосовують хромонікелевої сталі і немагнітну, що володіють великим значенням температурного коефіцієнта. Як матеріал з малим значенням цього параметра використовують інвар - з'єднання нікелю з залізом.
За такою схемою функціонує теплове реле. Незакріплений кінець біметалічної пластини при її прогині впливає на контакти термореле (+)
Пластину з біметалу прогрівають струми навантаження. Протікають вони найчастіше за спеціальним нагрівача. Існує і комбінований нагрівання, при якому, крім тепла, що віддається нагрівачем, біметал прогріває ще й струм, що проходить через нього.
Як підключити теплове реле
Замкнуте контакт (normal connected), за допомогою якого виробляють підключення теплового модуля до магнітного пускача, позначають NC або НЗ, що розшифровується, як нормально замкнутий. Літерним поєднанням NO позначають нормально розімкнутий контакт.
У нескладної схемою він застосовується для подачі сигналу, що свідчить про спрацювання захисту двигуна через перевищення граничної температури.
При впровадженні в складні схеми керування він здатний формувати в аварійному порядку сигнал виведення з робочого стану конвеєра.
Теплове реле розміщують за контакторами, але перед електродвигуном. Підключення контакту normal connectde до кнопки «Стоп» на пульті управління здійснюють по послідовній схемі (+)
Позначення клем контакторів диктує ГОСТ: нормально замкнутий - 95-96, нормально розімкнутий - 97-98. До першої парі підключають пускач, другу використовують для схем сигналізації. Так як двигун і теплове реле потрібно захищати від КЗ, ланцюг повинна містити автомат захисту.
Схема приладу включає кнопки «Тест» і «Стоп» або «Скидання». За допомогою першої перевіряють працездатність, а другий - відключають захист вручну.
За допомогою перемикача поворотного взводу після включення захисту знову запускають електродвигун. На скляну кришку вироби наносять маркування і пломбують.
Якщо виходити з типу підключення, можна виділити дві великі групи термореле:
- перша група - пристрої, які монтуються за магнітним пускачем і ті, що підключаються з використанням перемичок;
- друга група - прилади, що встановлюються на контактор пускача безпосередньо.
В останньому випадку при запуску основне навантаження припадає на контактор. Тут теплової модуль оснащений мідними контактами, підключеними до входів пускача безпосередньо.
Схема теплового реле. На неї нанесені позначення керуючих елементів і висновків. У різних моделей ці позначення можуть відрізнятися (+)
До ТР підключають дроти від двигуна. Саме реле в такій схемі являє проміжний вузол, що аналізує висока напруга, яка транзитом до двигуна від магнітного пускача.
Нюанси при установці приладу
На швидкість спрацьовування теплового модуля можуть вплинути не тільки струмові перевантаження, а й показники зовнішньої температури. Захист спрацює навіть в умовах відсутності перевантажень.
Буває і так, що під впливом примусової вентиляції двигун схильний до теплового перевантаження, але захист не спрацьовує.
Щоб уникнути таких явищ, потрібно слідувати рекомендаціям фахівців:
- При виборі реле орієнтуватися на максимально допустиму температуру спрацьовування.
- Захист монтувати в одному приміщенні з об'єктом, що захищається.
- Для установки вибирати місця, де немає джерел тепла або вентиляційних пристроїв.
- Потрібно налаштовувати теплової модуль, орієнтуючись на реальну температуру оточення.
- Кращий варіант - наявність в конструкції реле вбудованої термокомпенсации.
Додатковою опцією термореле є захист при обриві фази або повністю мережі живлення. Для трифазних моторів цей момент особливо актуальний.
Струм в тепловому реле рухається послідовно через його нагрівальний модуль і далі до двигуна. З обмоткою пускача прилад з'єднують додаткові контакти (+)
При неполадках в одній фазі дві інші приймають на себе струм більшої величини. В результаті швидко відбувається перегрів, а далі - відключення. При неефективній роботі реле може вийти з ладу і двигун, і проводка.
Існуючі типи пристроїв
Клас теплових реле включає кілька видів: ТРН, РТЛ, ТРП, ГТВ, пропонує дану послугу. Застосування кожного обумовлено особливостями конструкції.
Струмове реле двофазне (ТРН), використовують в основному для електрозахисту двигунів асинхронних, що мають короткозамкнений ротор. Як правило, вони працюють від мережі з номіналом до 500 В, частотою 50 Гц.
Оснащено реле ручним механізмом управління контактами. Габарити ТРН дають можливість вбудовувати їх в комплектні пристрої як закритого, так і відкритого типу станцій, які координують роботу приводів. Функцію захисту від КЗ вони не виконують і самі потребують її.
Реле ТРП мають механізм, стійкий до вібрацій, ударостійкий корпус. Розроблено для охорони асинхронних трифазних двигунів, що функціонують в умовах великих механічних навантажень.
Розраховані вони на максимальний струм 600 А і напруга максимум 500 В, а в ланцюгах з постійним струмом - 440 В. Автоматика нечутлива до зовнішньої температури і спрацьовує тоді, коли показник перевищує 200 ° C.
Пристрої РТЛ - трифазні, крім захисту двигуна від перевантажень, оберігають від заклинювання ротор. Вони страхують його від поломок в разі перекосу фаз, при затяжному пуску.
Працюють автономно з Клемники КРЛ і в модифікації з магнітним пускачем ПМЛ. Токовий робочий проміжок - від 0, 10 до 86 А.
Контактор в парі з тепловим реле. Коли пристрій спрацьовує, нормально замкнутий і нормально розімкнутий контакт синхронно міняють своє положення
НІГ - пристосування захищає асинхронні двигуни від струмових кидків, перекосу фаз, заклинювання і інших позаштатних ситуацій. Використовується і як самостійний прилад, і у вигляді вмонтування в пускачі ПМА, ПМЕ.
Виріб трифазне ГТВ наділене тими ж функціями, що і попереднє, але використовується в модифікації з пускателями КТМ і КМІ.
Як вибрати теплове реле
Двигуну необхідно реле для захисту, коли з технологічних причин існує потенційна загроза його перевантаженість. Другий випадок - необхідність обмеження часу запуску в умовах зниженої напруги.
Ці вимоги містяться у відповідній інструкції. В якій викладено побажання про оснащення захисного вироби витримкою за часом. Реалізують все це за допомогою теплових реле.
Базові характеристики пристосувань
Базовими даними пристрою, що захищає двигун, є:
- Швидкодія контактів в залежності від параметрів струму - час-струмовий показник.
- Робочий струм, при якому ТП спрацьовує.
- Граничні струмові регулювання уставки. У всіх приладах, що випускаються різними виробниками, цей параметр відрізняється незначно. Перевищення номіналу на 20% тягне за собою спрацьовування приладу хвилин через 25.
- Номінальна величина струму робочої біметалічної пластини. Мається на увазі значення, при перевищенні якого реле не відключається негайно.
- Токовий діапазон, в якому спрацьовує реле.
Відомості про тепловому реле можна отримати, розшифрувавши його маркування. Символ, що позначає тип виконання, може відрізнятися.
Контактор в парі з тепловим реле. Коли пристрій спрацьовує, нормально замкнутий і нормально розімкнутий контакт синхронно міняють своє положення (+)
Місця розміщення вітчизняних ТП регламентовані ГОСТом 15150. На їх роботу впливають такі моменти, як висота підйому над рівнем моря, вібрація, удари, прискорення.
Всі ці нюанси виробники відображають в маркуванні своїх виробів. Деякі з них додатково включають відомості про можливості роботи при наявності шкідливих речовин і вибухонебезпечних газів.
Вибір пристрою за правилами
Вимоги до термореле викладені в інструкції. Тут же обумовлено, що захист повинен мати витримку за часом. Реалізують всі запити за допомогою спеціальних приладів.
Час-струмові характеристики ТР і захищається двигуна. При токах КЗ нагрівальні елементи реле стають термічно нестійкими (+)
Аналізуючи времятоковие характеристики ТР, потрібно брати до уваги, що спрацьовування може відбуватися з перегрітого або холодного стану.
Бездоганна захист передбачає, що крива, що зображує оптимальну для безпроблемного функціонування обладнання залежність тривалості токопрохождения від величини струму для реле і двигуна, різні. Перша повинна знаходитися нижче, ніж друга.
У таблиці наведено технічні характеристики термореле типу РТЛ. По ній можна підібрати захисний пристрій з необхідними параметрами по потужності двигуна (+)
Правильний підбір захисного вироби здійснюється на основі такого параметра, як робочий номінальний струм. Його значення пов'язано з номінальним струмом навантаження електродвигуна.
Як міжнародними, так і вітчизняними стандартами передбачено, що номінальний струм двигуна аналогічний уставці струму спрацьовування термореле.
Це означає, що включення в роботу приладу відбувається при перевантаженні від 20 до 30% або при Iср.х1, 2 або 1, 3 пізніше 20 хвилин.
Виходячи з цього, вибір потрібно здійснювати так, щоб струм неспрацьовування ТР перевищував номінальний струм прикривається об'єкта в середньому на 12%. Величина In відображена в паспорті приладу і на табличці, закріпленій на корпусі.
Грунтуючись на ній, підбирають як ТР, так і пускач, відповідний йому. Шкала реле калібрувати в амперах і, як правило, відповідає значенню струму уставки.
Як приклад можна привести підбір теплового реле для асинхронного двигуна, підключеного до мережі 380 В, потужністю 1, 5 кВт.
Робочий номінальний струм для нього - 2, 8 А, значить, для теплового реле пороговий струм буде дорівнює: 1, 2 * 2, 8 = 3, 36 А. По таблиці вибір потрібно зупинити на РТЛ-1008, у якого діапазон регулювання знаходиться в межах від 2, 4 до 4 А.
При спрацьовуванні захисту спочатку усувають першопричину зупинки, а потім повертають «теплушку» в початковий стан за допомогою клавіші повернення
Коли паспортні дані двигуна невідомі, ток визначають шляхом використання спеціальних приладів - струмовимірювальних кліщів або мультиметра з відповідною опцією. Вимірювання проводять на кожній з фаз.
Важливо при виборі приділити увагу значенню, надрукованому на приладі. Якщо заплановано використати тандем ТР-пускач, потрібно врахувати число контактів.
При включенні пристрою в трифазну мережу необхідний модуль, який має функцію захисту для випадків перегоряння провідників або перекосу фаз.
Висновки і корисне відео по темі
Схема ефективного захисту двигуна:
Складові частини теплового реле:
Принцип взаємодії різних приладів в різних варіантах підключення теплового реле однаковий. Для кращої орієнтації в схемах треба вміти "читати" маркування пристроїв. В ідеалі всі роботи по підключенню повинен виконувати майстер, який має допуск до роботи в умовах високої напруги.
Є, що доповнити, або виникли питання щодо вибору і застосування теплового реле? Чекаю на ваші коментарі публікації, брати участь в обговореннях і ділитися власним досвідом використання пристроїв. Форма для зв'язку знаходиться в нижньому блоці.