Чтобы минимизировать этот эффект, разработчики оборудования выбирают максимально возможную температуру биметалла. С этой же целью некоторые реле оснащаются дополнительной компенсационной пластиной.
Расчет и выбор тепловых реле
Тепловые реле предназначены для защиты электродвигателей от сверхтоков.
Тепловые реле нельзя использовать в качестве устройств защиты от короткого замыкания, так как они перегорают после времени задержки, необходимого для нагрева биметаллической пластины.
Используются устройства защиты от токов короткого замыкания со следующими функциями немедленное действие– автоматические выключатели, плавкие предохранители и электромагнитные реле сверхтока.
6.2 Условия выбора тепловых реле. Требования Регистра практики.
Тепловые реле должны выбираться исходя из следующих условий.
Номинальный ток теплового реле должен быть равен номинальному току электродвигателя. Это условие можно записать следующим образом
Iс.р.о. = Iр.м.в.
Поэтому для выбора теплового реле необходимо сначала рассчитать номинальный ток двигателя.
Часто рассчитанный номинальный ток двигателя не соответствует номинальному току теплового реле. В этом случае номинальный ток должен быть скорректирован.
Номинальный ток теплового реле можно регулировать.
Отечественные тепловые реле серии TRT имеют диапазон ± 15% от номинального тока нагревательного элемента реле, в три этапа по ± 5% каждый.
± 5% каждая.
Это означает, что, например, тепловое реле с номинальным током 90 А может быть настроено на такие токи:
- при настройке + 15%, для тока 103,5 А (15% от 90 = 13,5 А, поэтому результат будет: 90 + 13,5 = 103,5);
- при настройке +10%, для тока 99 А;
- при настройке +5%, что дает ток 94,5 А;
- при настройке 0% – 90 A;
- при настройке 5% – 85,5 A;
- при настройке 10% – 81 A;
- Настройка – 15% – 76,5 A.
Расчет теплового реле на основе емкости двигателя – Мастер
Прямое подключение тепловых реле к контакторам осуществляется через штыревые контакты. После подключения, в зависимости от величины тока, протекающего в цепи, уставки срабатывания должны быть отрегулированы с помощью диска. Желаемая уставка тока отмечается на шкале со специальными отметками на корпусе устройства.
Тепловое реле может управляться вручную или автоматически с помощью поворотного переключателя RESET. Автоматический режим включает в себя встроенный выключатель и автоматическое включение реле после срабатывания при остывании биметаллической пластины. Устройство переключается в ручной режим поворотом переключателя против часовой стрелки.
Особенности защиты электродвигателей в промышленных условиях
Для предотвращения самозапуска мощных заводских электродвигателей используется релейная защита, при которой трансформаторы тока подключаются к сети. Защитные реле подключаются к их вторичным обмоткам. Такие системы выбираются с помощью сложных расчетов. Мы не будем их здесь перечислять, так как эту задачу выполняют штатные инженеры-энергетики.
Чтобы определить номинал, необходимо рассчитать In . В этом поможет формула из учебника физики: In = P/(U √3xcosφ), где P – мощность (Вт), U – напряжение (В), а cosφ – коэффициент мощности двигателя.
Чтобы объяснить давайте рассмотрим конкретный пример.Предположим, у нас есть трехфазная машина мощностью 5,5 кВт и cosφ = 0,8 (это значение записано в паспорте электрооборудования). При включении машины через сеть потечет ток:
К этому значению следует добавить еще 30% запаса, чтобы оптимальный номинал составлял 13А.
Например, если In составляет 11,8А, никогда не выбирайте модель на 12А, иначе она перегорит при увеличении мощности.
Источник питания для катушки управления выбирается в соответствии с двумя критериями: тип тока (переменный или постоянный) и напряжение (от 12 В до 440 В постоянного тока, от 12 В до 660 В переменного тока при 50 Гц и от 24 В до 660 В переменного тока при 60 Гц). Существуют также универсальные модели с катушками как переменного, так и постоянного тока.
Предмет экспертизы
Специалист в области технологий, энергетики и электроники
Задайте вопрос специалисту по "Энергетической модернизации".
Если двигатель может работать в опасных условиях, не связанных с увеличением потребляемой двигателем мощности, то реле не смогут обеспечить эффективную защиту в таких случаях и будут просто бесполезны. Не стесняйтесь спрашивать, буду рад помочь!
Принцип работы
Автоматический выключатель отключает силовые цепи в качестве защитной функции. Тепловое реле отличается тем, что оно просто посылает управляющий сигнал при превышении нагрузки. В этом типе защиты малые токи коммутируются в одной цепи управления.
Перед тепловым реле цепь имеет магнитный пускатель. Когда цепи размыкаются в аварийной ситуации, нет необходимости дублировать работу контактора. В результате не расходуется материал на силовые контактные группы.
Наиболее популярными являются устройства, оснащенные биметаллическими пластинами. Сама плита состоит из двух одинаковых элементов.
Один из них имеет значительный температурный коэффициент, а другой – несколько меньший. Эти два компонента плотно прилегают друг к другу.
Поскольку компоненты биметаллической пластины изготовлены из пары различных металлов с разными коэффициентами расширения, нагрев заставляет пластину изгибаться и взаимодействовать с контактами.
Это жесткое соединение достигается с помощью сварки или горячей прокатки. Поскольку пластина неподвижна, при нагревании она изгибается в сторону компонента с меньшим тепловым коэффициентом. Этот принцип лежит в основе конструкции тепловых реле.
При их изготовлении используются хромоникелевая и немагнитная сталь, которые имеют высокое значение температурного коэффициента. В качестве материала с более низким коэффициентом используется инвар, соединение никеля и железа.
Вот как работает тепловое реле. Свободный конец биметаллической пластины при отклонении воздействует на контакты теплового реле (+).
Как подключить тепловое реле
Нормально соединенный контакт, который используется для подключения теплового модуля к магнитному пускателю, маркируется NC или НЗ, что означает нормально замкнутый. Буквенное сочетание NO обозначает нормально разомкнутый контакт.
В простой схеме он используется для подачи сигнала о том, что защита двигателя сработала из-за превышения пороговой температуры.
При внедрении в сложные схемы управления оно может генерировать сигнал тревоги, чтобы вывести конвейер из эксплуатации.
Тепловое реле расположено после контакторов, но перед двигателем. Контактор подключается к кнопке "Стоп" на панели управления по последовательной цепи (+).
Обозначение клемм контактора диктуется ГОСТом: нормально замкнутые – 95-96, нормально разомкнутые – 97-98. Первая пара подключается к пускателю, вторая пара используется для сигнальных цепей. Поскольку двигатель и тепловое реле должны быть защищены от короткого замыкания, в цепь необходимо включить автоматический выключатель.
На схеме предусмотрены кнопки "Тест" и "Стоп" или "Сброс". Первая используется для проверки работы, а вторая – для ручной деактивации защиты.
После срабатывания защиты двигатель перезапускается с помощью поворотного переключателя. Стеклянная крышка маркируется и пломбируется.
В зависимости от типа подключения можно выделить две различные группы термостатов:
- первая группа – устройства, устанавливаемые за магнитным пускателем и подключаемые с помощью перемычек;
- вторая группа – приборы, установленные непосредственно на контакторе пускателя.
В последнем случае контактор несет нагрузку во время пуска. В этом случае тепловой модуль оснащен медными контактами, подключенными непосредственно к входам пускателя.
Подключение, настройка и маркировка
Устройство защиты от перегрузки, в отличие от автоматического выключателя, не прерывает непосредственно цепь питания, а только сигнализирует о временном отключении объекта в аварийной ситуации. Его нормально запитанный контакт действует как кнопка останова контактора и подключается последовательно.
Схема подключения устройства
Конструкция реле не требует дублирования всех функций силовых контактов после успешной активации, так как оно подключается непосредственно к МП. Такая конструкция позволяет сэкономить много материала для силовых контактов. Гораздо проще подключить небольшой ток в цепь управления, чем отключать три фазы одновременно большим током.
Во многих схемах подключения теплового реле к объекту используется постоянно замкнутый контакт. Он подключается последовательно с кнопкой останова панели управления и маркируется NC – нормально замкнутый или NC – нормально соединенный.
Разомкнутый контакт в этой цепи может быть использован для инициирования активации тепловой защиты. Схемы подключения электродвигателей с подключенным реле тепловой защиты могут значительно отличаться в зависимости от наличия дополнительного оборудования или технических особенностей.
В стандартной, простой схеме TP подключается к низковольтному выходу стартера электродвигателя. Необходимо, чтобы вспомогательные контакты устройства были соединены последовательно с соленоидом стартера.
Это обеспечит надежную защиту электрооборудования от перегрузки. При превышении недопустимого предела тока релейный элемент разомкнет цепь, мгновенно отключив МП и двигатель от электропитания.
Тепловое реле обычно подключается и устанавливается вместе с магнитным пускателем, предназначенным для включения и запуска электропривода. Однако существуют типы, устанавливаемые на DIN-рейку или специальную панель.
Области применения и полезное видео по теме
Конструкция и работа реле тока для эффективной защиты электродвигателя на примере PTT 32P:
Правильная защита от перегрузки и обрыва фазы необходима для длительной бесперебойной работы электродвигателя. Видео, показывающее, как реагирует релейный элемент при неисправности машины:
Как подключить тепловое реле перегрузки к двигателю, схемы подключения тепловых реле:
Тепловое реле перегрузки является обязательным функциональным компонентом любой системы управления приводом. Оно реагирует на ток, поступающий в двигатель, и срабатывает, когда температура электромеханического узла достигает предельных значений. Это позволяет максимально продлить срок службы экологически чистых электродвигателей.
Пожалуйста, введите свои комментарии в поле ниже. Расскажите нам, как вы выбирали и настраивали тепловое реле для собственного электродвигателя. Делитесь полезной информацией, задавайте вопросы, публикуйте фотографии к статье.