Тепловое реле: принцип работы, виды, схема подключения + регулировка и маркировка

Надежность и долговечность в эксплуатации любой установки с электродвигателем зависит от самых разных факторов, но в значительной степени на период службы мотора воздействуют токовые перегрузки.

Предсказать появление опасных ситуаций, когда ток превосходит максимально возможные показатели, просто нереально, а поэтому для защиты электромашин подсоединяют тепловое реле.

Для чего необходимы защитные аппараты?

Если даже электрический привод правильно сконструирован и применяется без нарушение базисных эксплуатационных правил, всегда остается вероятность появления поломок.

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

Функционируя в режиме очень высоких нагрузок, электро двигатель расходует очень много электрической энергии. А при постоянном превышении показателей номинального напряжения оборудование активно нагревается.

В результате изнашивается очень быстро изоляция, что ведет к существенному уменьшению срока эксплуатации электромеханических установок.

Дабы убрать аналогичные ситуации, в цепи электротока подсоединяют реле тепловой защиты. Их важная функция – обеспечить обычный рабочий режим потребителей.

Они отключают мотор с некоторой выдержкой времени, а в большинстве случаев – быстро, дабы устранить разрушение изоляции или повреждение индивидуальных частей электрической установки.

тепловой, реле, подключение, регулировка

Подобное реле регулярно оберегает электро двигатель от обрыва фазы и инновационных перегрузок, а еще торможения ротора. Это основные причины, в результате которых появляются аварийные режимы

С целью не позволить понижение сопротивления изоляции задействуют устройства защитного выключения, ну а если установлена задача устранить нарушение охлаждения, подсоединяют специализированные аппараты встроенной тепловой защиты.

Приспособление и рабочий принцип ТР

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

Биметаллическую пластину производят из 2-ух разнородных металлов, в основном, инвара и хромоникелевой стали, прочно скреплённых вместе в процессе сварки. Один металл владеет большим температурным показателем увеличения, чем другой, благодаря этому греются они с различной скоростью.

При токовой перегрузке незафиксированная часть пластины прогибается к материалу с небольшим значением коэффициента температурного расширения. Это оказывает силовое влияние на систему контактов в защитном устройстве и активирует выключение электрической установки во время перегрева.

Во многих моделях механических тепловых реле имеется две группы контактов. Одна пара – хорошо разомкнутые, иная – замкнутые регулярно. Когда срабатывает защитное приспособление, в контактах меняется состояние. Первые замыкаются, а вторые становятся разомкнутыми.

тепловой, реле, подключение, регулировка

В электронных ТР задействуют специализированные датчики и чувствительные зонды, реагирующие на увеличение тока. В процессоре подобных приспособлений для защиты запрограммированы параметры, определяющие ситуации, когда нужно отключать подачу электрического питания

Ток детектирует интегрированный преобразователь электрической энергии, после этого электроника обрабатывает данные которые получены. Если значение тока сейчас времени больше, чем уставка, импульс быстро подается прямо на выключатель.

Размыкая наружный пускатель, реле с электронным механизмом блокирует нагрузку. Само приспособление ставится на пускатель.

Биметаллическая пластина может быть нагрета конкретно – за счёт влияния пикового тока нагрузки на полосу из металла или косвенно, с помощью отдельного термоэлемента.

Часто данные принципы соединяют воедино в одном аппарате тепловой защиты. При комбинированном нагреве прибор имеет отличные характеристики работы.

тепловой, реле, подключение, регулировка

После того как остынет пластина идет назад в исходное состояние. Коммутирующие контакты автоматично замыкаются либо необходимо принудительно приводить их в закрытое состояние

Основные характеристики токового реле

Главной характеристикой коммутатора тепловой защиты считается выраженная зависимость времени срабатывания от протекающего по нему тока — чем выше величина, тем быстрее он сработает. Это говорит об определенной инерционности релейного элемента.

Направленное перемещение частиц-носителей заряда через любой электрический прибор вырабатывает тепло. При номинальном токе его допустимая продолжительность стремится к бесконечности.

А при значениях, превышающих номинальные показатели, в оборудовании увеличивается температура, что ведет к преждевременному изнашиванию изоляции.

тепловой, реле, подключение, регулировка

Обрыв цепи быстро блокирует последующий рост показателей температуры. Это позволяет предупредить перегрев мотора и устранить аварийный выход из строя электроустановки

Номинальная нагрузка самого мотора – важный фактор, определяющий подбор прибора. Показатель в интервале 1,2-1,3 означает удачное срабатывание при токовой перегрузке в 30% на временном отрезке в 1200 секунд.

Длительность перегрузки может плохо отразиться на состоянии электрические оборудования — при краткосрочном влиянии в 5-10 минут нагревается только обмотка мотора, которая имеет маленькую массу.

А при продолжительных нагревается весь мотор, что опасно серьезными неисправностями. Или совсем может понадобится замена сгоревшего оборудования новым.

Дабы максимально защитить объект от перегрузки, следует непосредственно под него применять реле тепловой защиты, время срабатывания которого будет подходить максимально возможным показателям перегрузки определенного электрического двигателя.

В действительности собирать подобное реле под каждый вид мотора нецелесообразно. Один релейный компонент задействуют для защиты двигателей разного конструктивного выполнения.

При этом обеспечивать прекрасную защиту в полном рабочем интервале, ограниченном небольшой и самой большой нагрузкой, нереально.

тепловой, реле, подключение, регулировка

Увеличение показателей тока не сразу ведет к опасному аварийному состоянию оборудования. Перед тем как ротор и статор нагреются до предельной температуры, пройдёт какое то время

Благодаря этому нет крайней потребности в том, дабы защитное приспособление реагировало на каждое, даже небольшое увеличение тока. Реле должно отключать элекрический двигатель только в том случае, когда появляется опасность быстрого износа слоя изоляции.

Виды реле тепловой защиты

Есть несколько типов реле для защиты электродвигателей от обрыва фаз и перегрузок тока. Все они выделяются особенностями конструкции, типом применяемых МП и использованием в самых разнообразных моторах.

ТРП. Однополюсный коммутационный прибор с комбинированной нагревательной системой. Предназначается для защиты асинхронных трехфазных электрических моторов от перегрузок тока.

Применяется ТРП в электрических сетях непрерывного тока с базовым напряжением в условиях правильной работы не более 440 В. Различается стойкостью к вибрациям и ударам.

РТЛ. Дают двигателям защиту в подобных вариантах:

  • при выпадении одной из трех фаз;
  • асимметрии токов и перегрузок;
  • затянутого пуска;
  • заклинивания механизма исполнения.

Их можно ставить с клеммами КРЛ отдельно от электромагнитных пускателей или устанавливать конкретно на ПМЛ. Ставятся на рейках типового типа, класс защиты – IP20.

РТТ. Оберегают асинхронные трехфазные машины с короткозамкнутым ротором от затянутого старта механизма, продолжительных перегрузок и асимметрии, другими словами перекашивания фаз.

тепловой, реле, подключение, регулировка

РТТ используют в качестве деталей частей в самых разных схемах управления электрическими приводами, а еще для интеграции в контакторы серии ПМА

ТРН. Двухфазные коммутаторы, которые контролируют пуск электрической установки и рабочий режим мотора. Почти не зависят от температуры окружающей среды, имеют лишь систему ручного возврата контактов в первое состояние. Их можно применять в сетях непрерывного тока.

РТИ. Электрические переключающие аппараты с неизменным, хотя и маленьким электропотреблением. Устанавливаются на контакторах серии КМИ. Работают вместе с предохранителями/автоматизированными выключателями.

Твердотельные реле максимального тока. Собой представляют маленькие электронные устройства на три фазы, в конструкции которых нет двигающихся частей.

Работают по принципу вычисления средних значений температур мотора, совершая для этого постоянный прогноз рабочего и пускового тока. Выделяются невосприимчивостью к переменам во внешней среде, а поэтому применяются во взрывоопасных зонах.

РТК. Пусковые коммутаторы для контроля температуры в корпусе электрические оборудования. Применяются в схемах автоматики, где тепловые реле выступают в качестве деталей деталей.

тепловой, реле, подключение, регулировка

Дабы обеспечить хорошую работу электрические оборудования, релейный компонент должен владеть подобными качествами, как чувствительность и быстродействие, а еще селективность

Необходимо помнить, что ни один вид из выше рассмотренных приборов не считается подходящим для защиты цепей от короткого замыкания.

Устройства тепловой защиты лишь предохраняют аварийные режимы, которые появляются при нештатной работе механизма или перегрузке.

Электрическое оборудование может перегореть еще до начала срабатывания реле. Для комплексной защиты их необходимо восполнять предохранителями или небольшими автоматизированными выключателями конструкции модульного типа.

Подключение, регулировка и маркировка

Коммутационный прибор перегрузки, в отличии от электрического автомата, не рвет силовую цепь конкретно, а лишь подает сигнал на временное выключение объекта при экстремальных условиях. Хорошо включеный контакт у него работает как кнопка «стоп» пускателя и присоединяется по последовательной схеме.

Схема подсоединения устройств

В конструкции реле не надо повторить полностью все функции силовых контактов при успешном срабатывании, потому как оно подсоединяется конкретно к МП.

Такое выполнение дает возможность значительно сэкономить материалы для силовых контактов. Очень легко в управляющей цепи присоединить небольшой ток, чем сразу отключать три фазы с большим.

Во многих схемах подсоединения теплового реле к объекту применяют регулярно закрытый контакт. Его постепенно объединяют с клавишей «стоп» пульта управления и обозначают НЗ – хорошо закрытый, или NC – normal connected.

Разомкнутый контакт при подобной схеме может быть применен для инициализации срабатывания тепловой защиты.

Схемы подключения электрических моторов, в которых подключено реле тепловой защиты, могут существенно выделяться в зависимости от наличия добавочных устройств или технических свойств.

тепловой, реле, подключение, регулировка

В типовой примитивный схеме ТР подсоединяют к выходу низковольтного контактора на электро двигатель. Добавочные контакты прибора обязательно объединяют постепенно с катушкой контактора

Это даст прекрасную защиту от перегрузок электрические оборудования. На случай недопустимого увеличения предельных значений тока релейный компонент разомкнет цепь, очень быстро отключая МП и мотор от электрического питания.

Подключение и установку теплового реле, в основном, делают вместе с электромагнитным пускателем, приготовленным для коммутации и запуска электропривода. Но есть виды, которые устанавливают на DIN-рейку или специализированную панель.

Тонкости регулировки релейных компонентов

Одним из основных требований к устройствам защиты электрических двигателей считается четкое воздействие аппаратов при появлении аварийных рабочих режимов мотора.

Принципиально важно правильно его выбрать и настроить настройки, потому как ложные срабатывания полностью недопускаются.

тепловой, реле, подключение, регулировка

Электротепловое реле, которое прекрасно подходит к определенному типу мотора по всем техническим показателям, может обеспечить прекрасную защиту от перегрузок по каждой фазе, устранить затяжной старт установки, не позволить опасных ситуаций с заклиниванием ротора

Среди положительных качеств применения токовых компонентов защиты также имеет смысл отметить довольно большую скорость и большой диапазон срабатывания, удобство процесса установки.

Дабы обеспечить своевременное выключение электрического мотора при перегрузке, реле тепловой защиты нужно настраивать на специализированной площадке/стенде.

В данном случае исключается погрешность из-за естественного неравномерного разброса минимальных токов в НЭ.

Для контроля защитного устройства на стенде используется метод фиктивных нагрузок. Через термоэлемент пропускают переменный ток низкого напряжения, дабы создать настоящую нагрузку тепла. Потом по таймеру безошибочно определяют точное время срабатывания.

Настраивая основные параметры, следует стремиться к подобным показателям:

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

Если время срабатывания не отвечает норме, релейный компонент нужно настроить при помощи контрольного винта.

тепловой, реле, подключение, регулировка

Для правильной работы  в первую очередь необходимо настроить прибор на самый большой возможный переменный ток мотора и температуру воздуха

Это выполняют в том случае, когда значения минимального тока НЭ и мотора выделяются, а еще если температура воздуха ниже номинальной (+40 ?C) больше, чем на 10 градусов по Цельсию.

Ток срабатывания электротеплового коммутатора уменьшается с повышением температуры вокруг рассматриваемого объекта, так как нагрев биметаллической полосы зависит от данного параметра. При значительных отличиях нужно дополнительно настроить ТР или выбрать намного лучший термоэлемент.

Резкие колебания показателей температуры сильно воздействуют на трудоспособность реле максимального тока. Благодаря этому принципиально важно подбирать НЭ, способный эффектно исполнять важные функции с учетом настоящих значений.

тепловой, реле, подключение, регулировка

ТР рекомендовано разместить в одном помещении с защищаемой электрической установкой. Их нельзя устанавливать недалеко к тепловым генераторам, нагревательным печам и иным источникам тепла

К реле с температурной компенсацией эти ограничения не относятся. Токовую уставку защитного аппарата можно настраивать в диапазоне 0,75-1,25х от значений минимального тока термоэлемента. Настройку исполняют постепенно.

Первым делом вычисляют поправку E1 без температурной компенсации:

E1=(Iном-Iнэ)/c?Iнэ,

Где

  • Iном – минимальный ток нагрузки мотора,
  • Iнэ – минимальный ток рабочего ТЕНА в реле,
  • c – цена деления шкалы, другими словами эксцентрика (c=0,055 для защищенных контакторов, c=0,05 для открытых).

Второй шаг – обозначение изменения E2 на температуру окружающего воздуха:

E2=(ta-30)/10,

Где ta (ambient temperature) – температура окружающей среды в градусах Цельсия.

Последний этап – нахождение суммарной изменения: E=E1+E2.

Общая поправка E может быть со знаком «+» или «-». Если в результате выходит дробная величина, ее в первую очередь необходимо округлить до целого в меньшую/большую по модулю сторону, в зависимости от характера токовой нагрузки.

Дабы настроить реле, эксцентрик переводят на полученное значение суммарной изменения. Высокая температура срабатывания снижает зависимость работы защитного аппарата от показателей внешности.

тепловой, реле, подключение, регулировка

Реле тепловой защиты допускает ручную плавную регулировку величины электрического тока срабатывания устройства в границах ±25% от значения минимального тока электромеханической установки

Регулировка данных показателей выполняется особым рычажком, перемещение которого изменяет первый изгиб биметаллической пластины. Настройка тока срабатывания в намного большом диапазоне выполняется заменой термоэлементов.

В современных коммутационных аппаратах защиты от перегрузки есть тестовая кнопка, которая дает возможность проверить исправность устройства без особого стенда.

Также есть клавиша для сброса всех настроек. Обнулить их можно автоматично или ручным способом. Более того, изделие укомплектовывают индикатором текущего состояния электрического прибора.

Маркировка электротепловых реле

Защитные аппараты выбирают в зависимости от величины мощности электродвигателя. Главная часть основных параметров спрятана в условном обозначении.

тепловой, реле, подключение, регулировка

Так смотрится маркировка тепловых реле завода КЭАЗ. Важно во время выбора обратить собственное внимание на значение минимального тока рассматриваемой модели, дабы оно было достаточным

Заострять внимание следует на индивидуальных моментах:

  1. Диапазон значений токов уставки (указан в скобках) у различных изготовителей различается минимально.
  2. Буквенные определения определенного типа выполнения различаются.
  3. Климатическое выполнение часто подается в виде диапазона. Например, УХЛ3О4 необходимо читать так: УХЛ3-О4.

Сейчас можно приобрести очень разнообразные вариации прибора: реле для постоянного и переменного 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.

Такие параметры не всегда указаны в маркировке устройств, но в первую очередь должны быть указаны в паспорте технического средства электротехнических изделий.

Нужное видео по теме

Приспособление и принцип функционирования токового реле для эффектной защиты электрического двигателя на примере устройства РТТ 32П:

Правильная защита от перегрузки и обрыва фаз – залог длительной безотказной работы электромотора. Видео про то, как реагирует релейный компонент на случай нештатной работы механизма:

Как присоединить приспособление тепловой защиты к МП, важные схемы электротеплового реле:

Реле тепловой защиты от перегрузок – обязательный практичный компонент любой системы управления электрическим приводом. Оно реагирует на ток, который проходит на мотор, и активируется, когда температура электромеханической установки может достигать предельных значений. Это позволяет максимально увеличить время работы экологично безопасных электрических двигателей.

Оставить комментарий

Яндекс.Метрика