В настоящее время можно приобрести широкий спектр разновидностей устройств: реле переменного и постоянного тока, моностабильные и бистабильные, устройства с задержкой включения/выключения, реле тепловой защиты с ускоряющими элементами, ТП без опорной обмотки, с одной или несколькими обмотками.
Тепловые реле: принцип действия, типы, схема подключения + настройка и маркировка
Долговечность и эксплуатационная надежность любой установки с электродвигателем зависит от многих факторов. Однако перегрузка существенно влияет на срок службы двигателя. Чтобы предотвратить это, подключается тепловое реле для защиты основного корпуса электродвигателя.
Мы покажем вам, как выбрать устройство, предвидящее возникновение аварийной ситуации, в которой превышен максимально допустимый ток. В данной статье описывается принцип работы, разновидности и их характеристики. Даются советы по правильному подключению и настройке реле.
-При срабатывании теплового реле подождите, пока оно остынет, и убедитесь, что причина срабатывания найдена (тщательно проверьте электродвигатель);
Конструкция и работа теплового реле
17 марта 2016 года. 
администратор
Тепловое реле – это защитное устройство, которое отключает двигатели в случае длительной перегрузки, а также в случае обрыва одной фазы электросети. Тепловое реле обычно устанавливается после магнитного пускателя для обесточивания электродвигателя путем отключения питания от катушки магнитного пускателя через размыкающий контакт в цепях управления.
Тепловые реле серий TRL, PTL, PTT и других наиболее часто используются на производственных предприятиях. В этой статье мы рассмотрим устройство и принцип работы реле PTT-111 UHL 4, которое используется с магнитными пускателями серии PME.
Технические характеристики теплового реле отключения PTT-111 UHL4
-Рабочий ток теплового расцепителя – 10 A;
-Напряжение силовой цепи – 220 В, 400 В, 660 В
-Один нормально замкнутый контакт 95-96;
-установка тока отключения от 5,35 A до 7,35 A.
Строительство и эксплуатация теплового реле
Тепловые реле устроены аналогичным образом и состоят из следующих основных элементов. Основным измерительным элементом является биметаллическая пластина, состоящая из двух металлов: железо-никелевого сплава и латуни, спаянных вместе, которые имеют разные коэффициенты линейного теплового расширения. Этот коэффициент описывает, насколько может расшириться металлическая пластина, в данном случае при нагревании. Для сравнения, коэффициент линейного теплового расширения латуни составляет 18,7 () по сравнению с железо-никелевым сплавом 1,5 (), поэтому при нагревании латунь будет быстрее увеличивать свою длину, тем самым изгибая биметаллическую пластину в своем направлении. Это свойство используется в тепловом реле!
1-Конструкция теплового реле;
2-Биметаллическая пластина с нагревательным элементом;
5 – Пружина замыкающего контакта
6-Регулировочный винт для пластины температурной компенсации
7-Пластина температурного компенсатора;
9- Эксцентрик с ползунком для установки тока срабатывания;
10-Кнопка сброса реле.
Согласно закону Джоуля-Ленца, электрический ток, протекающий через проводник, вызывает нагревание проводника, т.е. часть электрической энергии расходуется на потерю тепла. Чем больше ток в проводнике одинакового сечения, тем больше он нагревается (перегрузка). В тепловых реле, с другой стороны, биметаллическая пластина нагревается непосредственно от нагревательного элемента-проводника, через который электрический ток поступает к электродвигателю. Нагретая и согнутая биметаллическая пластина воздействует через толкатель на исполнительную пластину температурного компенсатора, которая, в свою очередь, разъединяет закороченные контакты в цепи катушки магнитного пускателя и кнопки включения/выключения реле (наиболее наглядно показано на этом рисунке).
Поскольку на работу теплового реле влияет температура окружающей среды (дополнительный нагрев), в качестве “противовеса” также используется биметаллическая пластина температурного компенсатора, изогнутая в противоположном направлении и регулируемая специальным винтом.
Эксцентриковый или отключающий регулятор тока имеет шкалу с 5 делениями влево (уменьшение тока) и 5 делениями вправо (увеличение тока) от начальной риски. Ток срабатывания регулируется путем изменения зазора между толкателем и исполнительной пластиной с помощью эксцентрикового ползунка на пластине температурного компенсатора.
Если одна фаза трехфазного двигателя прерывается, нагрузка передается на две другие фазы, вызывая увеличение электрического тока в них, нагрев обмоток и, как следствие, срабатывание теплового реле – защита от работы на пониженной фазе!
Рекомендации:
-Если срабатывает тепловое реле, подождите, пока оно остынет, и проверьте причину срабатывания (тщательно проверьте двигатель);
– В зависимости от температурных условий работы электродвигателей рекомендуется устанавливать эксцентрик влево или вправо;
-Периодическая проверка и ремонт теплового реле во избежание преждевременного выхода из строя!
N1 = (Iin – Ine)/cIne
Принцип работы
Реле имеет пару биметаллических пластин с разными коэффициентами теплового расширения. Пластины жестко соединены друг с другом, и при нагревании конструкция будет изгибаться в сторону части с меньшим коэффициентом теплового расширения. Пластины нагреваются протекающим током нагрузки или нагревателем, через который протекает ток нагрузки, представленный на схеме в виде нескольких катушек вокруг биметалла. Протекающий ток нагревает пластину до определенного предела. Чем выше сила тока, тем быстрее нагрев.
Стоит помнить, что если реле установлено в жарком месте, ток срабатывания должен быть установлен достаточно высоким, чтобы учесть дополнительное тепло от окружающей среды. Кроме того, если реле только что сработало, контактам потребуется некоторое время для охлаждения. В противном случае возможны повторные ложные срабатывания. Давайте рассмотрим пример. Выше показана конструкция реле TRN. Это двухфазное реле. Он состоит из трех ячеек, с нагревательными элементами в крайних ячейках и температурным компенсатором, регулятором тока отключения, выключателем, контактом сброса, возвратным рычагом в середине.
При увеличении тока нагрузки через силовые контакты термостата KK1сработает реле, контакт KK1.1 открывается, и стартер КМ1 отсоединяется от источника питания.
Тепловая защита электродвигателя. Электрическое тепловое реле
Здравствуйте, уважаемые читатели sesaga.ru. В предыдущей статье мы рассмотрели схемы подключения магнитного пускателя, который реверсирует вращение электродвигателя.
Мы продолжаем знакомиться с магнитным пускателем и сегодня рассмотрим типовые электрические схемы тепловое реле тип RTIкоторый защищает от перегрева обмоток двигателя в случае перегрузки по току.
Конструкция и работа теплового реле
Тепловое реле работает в сочетании с магнитным пускателем. Реле подключается к выходным контактам стартера через свои медные контакты. Электродвигатель подключен к выходным контактам теплового реле.
Внутри теплового реле находятся три биметаллические пластины, каждая из которых сварена из двух металлов с разными коэффициентами теплового расширения. Пластины действуют через общую “кулису” на механизме подвижной системы, которая соединена с дополнительными контактами, задействованными в цепи защиты двигателя:
1. нормально закрытый NC (95 – 96) используется в цепи управления стартером;
2. нормально открытый НЕТ (97 – 98) используется для цепей сигнализации.
Принцип действия теплового реле основан на деформация биметаллическая пластина при нагревании протекающим током.
Протекающий ток нагревает биметаллическую пластину и изгибает ее в сторону металла с меньшим коэффициентом теплового расширения. Чем больше тока протекает через пластину, тем больше она нагревается и прогибается, тем быстрее сработает защита и отключит нагрузку.
Предположим, что двигатель подключен через тепловое реле и работает нормально. В первый момент работы двигателя пластины выдерживают номинальный ток нагрузки и нагреваются до рабочей температуры, которая не вызывает их смятия.
По какой-то причине ток нагрузки двигателя начинает увеличиваться, и через пластины протекает ток, превышающий номинальный.
Пластины нагреваются и отклоняются, что вызывает движение подвижной системы и срабатывание контактов вспомогательного реле (95 – 96), отключая магнитный пускатель от напряжения.
Когда пластины остынут, они вернутся в исходное положение, а контакты реле (95 – 96) будет закрыта. Магнитный пускатель будет готов к повторному запуску двигателя.
В зависимости от величины протекающего тока реле имеет настройку срабатывания по току, которая влияет на силу изгиба пластины и регулируется ручкой, расположенной на панели управления реле.
В дополнение к ручке на панели управления имеется также кнопка “ТЕСТ“, который имитирует срабатывание релейной защиты и проверяет реле перед подачей на него напряжения.
«Светодиод” указывает на текущее состояние реле.
Кнопка “СТОП” Контактор обесточен, но аналогично кнопке “TEST”, контакты (97 – 98) не закрываются, а остаются открытыми. Когда вы используете эти контакты в цепи сигнализации, имейте это в виду.
Электротермическое реле может работать в режиме инструкции по эксплуатации или автоматический (по умолчанию установлен автоматический режим).
Чтобы переключиться в ручной режим, поверните поворотную кнопку “СБРОС” против часовой стрелки, слегка приподняв кнопку.
Предположим, что реле сработало и его контакты обесточили стартер.
В автоматическом режиме, после остывания биметаллических пластин, контакты (95 — 96) и (97 — 98) сбросится автоматически, а в ручном режиме контакты сбросятся при нажатии кнопки “СБРОС».
Помимо защиты двигателя от сверхтока, реле также обеспечивает защиту в случае обрыва фазы. Например. Если одна фаза выходит из строя, двигатель, работающий на двух других фазах, потребляет больше тока, что приводит к нагреву биметаллических пластин и срабатыванию реле.
Однако тепловое реле не способно защитить двигатель от токов короткого замыкания и должно защищаться от них самостоятельно. Поэтому при установке тепловых реле необходимо установить автоматические выключатели в цепи питания электродвигателя для защиты его от токов короткого замыкания.
При выборе реле необходимо обратить внимание на номинальный ток нагрузки электродвигателя, который реле должно защищать. В инструкции, прилагаемой к комплекту, содержится таблица, которая используется для выбора теплового реле для конкретной нагрузки:
Например.
Реле RTI-1302 имеет предел регулировки тока уставки от 0,16 до 0,25 ампер. Поэтому нагрузка реле должна быть выбрана на номинальный ток приблизительно 0,2A или 200 мА.
Принципиальные схемы включения электротермического реле
В цепи с тепловым реле используется нормально замкнутый контакт реле KK1.1 в цепи управления стартером, и три силовых контакта KK1через который приводится в действие электродвигатель.
Когда автоматический выключатель находится под напряжением QF1 фаза “А“, который обеспечивает питание цепей управления через кнопочный выключатель SB1 “Стоп” подается на контакт 3 кнопочного выключателя SB2 “Пуск”, вспомогательный контакт 13NO стартера КМ1и продолжает дежурить у этих контактов. Схема готова к работе.
После нажатия кнопки SB2 фазу через нормально замкнутый контакт KK1.1 достигает катушки магнитного пускателя КМ1Пускатель активируется, и все его нормально замкнутые контакты замыкаются, а нормально разомкнутые – размыкаются.
При контакте KM1.1 Стартер втягивается при самоподвешивании. Когда контакты питания замкнуты КМ1 этапы “А», «В», «С“Через контакты теплового реле KK1 подаются на обмотки двигателя, и двигатель начинает вращаться.
Когда ток нагрузки увеличивается, контакты теплового реле KK1реле сработает, и контакт KK1.1 открывается, и стартер КМ1 отсоединяется от источника питания.
Если необходимо просто остановить двигатель, просто нажмите кнопку “Остановить“. Контакты кнопки будут разорваны, фаза прервется, и пускатель будет отключен от источника питания.
На следующих рисунках показана часть электрической схемы цепи управления:
Следующая схема аналогична первой и отличается только тем, что размыкающий контакт термостата (95 – 96) прерывает нулевую точку стартера. Именно такая схема используется чаще всего, поскольку она удобна и экономична в установке: ноль подключается непосредственно к контакту термостата, а к соленоиду стартера подключается перемычка от другого контакта реле.
Когда термостат срабатывает, контакт KK1.1 разомкнута, нейтральная точка отключена и стартер обесточен.
Наконец, рассмотрим подключение теплового реле в системе управления реверсивным стартером.
Она отличается от обычной схемы, например, схемы с одним стартером, только наличием нормально замкнутого контакта реле. KK1.1 в цепи управления, и три силовых контакта KK1Эта схема отличается от одиночного стартера только наличием нормально замкнутого релейного контакта KK1.1 в цепи управления.
При срабатывании защиты контакты KK1.1 размыкание и отключение напряжения в нулевой точке. Пускатель обесточивается, и двигатель останавливается. Если необходимо остановить двигатель, просто нажмите кнопку “Остановить».
Таким образом, история магнитного пускателя подходит к своему логическому завершению.
Очевидно, что одних теоретических знаний недостаточно. Но если вы потренируетесь, то сможете собрать любую схему с магнитным пускателем.
И, по традиции, короткое видео об использовании электромагнитного реле.
После срабатывания реле, в зависимости от его конструкции, сбрасывается автоматически после остывания или с помощью соответствующего переключателя (кнопки).
Выбор правильного теплового реле
Важной особенностью теплового реле является время отклика в зависимости от в зависимости от тока нагрузки (так называемая кривая время-токовой характеристики).
Основным критерием является номинальный ток потребления электрооборудования. Тепловое реле должно иметь соответствующую характеристическую кривую на 20-30% выше, чтобы обеспечить срабатывание при соответствующей процентной перегрузке в течение 20 минут.
Выключатели AP-50
Тепловое реле. Конструкция, принцип действия, принципиальная схема теплового реле.
Для того чтобы правильно защитить электродвигатели от отказов, необходимо знать основные причины их отказов. Основные типы отказов вызваны:
– фазовая недостаточность (ФА) – 40-50%;
– Срыв ротора (RST) – 20-25%;
– Перегрузки процесса (TP) – 8-10 %;
– Снижение сопротивления изоляции (ISR) – 10-15 %;
– Неисправности охлаждения (NFR) – 8-10 %.
Вероятность срабатывания некоторых устройств защиты, используемых в сельском хозяйстве для основных режимов отказа электродвигателей, приведена в таблице 1.1.
Как видно из таблицы 1.1, Тепловые реле могут использоваться для защиты двигателей от технологических перегрузок, потери фазы и пробуксовки ротора.которые работают в сочетании с магнитным контактором.
Тепловые реле типов RT, TRN, TRP, PTE, RTT, RTL, RTL.U широко используются для защиты электрооборудования от сверхтоков.
Тепловые реле типа ТРН сняты с производства, но достаточное их количество до сих пор используется в сельском хозяйстве.
Тепловое реле состоит из биметаллической пластины, нагревательного элемента, контактов с пружиной и защелки (рис. 1.1).
Автоматические выключатели AP-50
Внутренние устройства тепловой защиты (UVTZ-5)
Устройство остаточного тока (УЗО)
Биметаллическая пластина состоит из двух металлов, прочно сваренных между собой по всей поверхности и имеющих различные термические коэффициенты линейного расширения (a). Один из металлов (инвар) имеет небольшой коэффициент линейного расширения и называется пассивным. Другая (хромоникелевая сталь) имеет большой коэффициент a и называется активной. Во время нагрева активный слой стремится удлиниться больше, чем пассивный, и, следовательно, возникает изгибающий момент.
Рисунок 1.1. Схема конструкции теплового реле типа ТЭС: 1 – биметаллическая пластина; 2 – нагревательный элемент; 4 – ограничительные выступы; 5 – фиксированный контакт; 6 – ступенчатый контакт
Рис. 1.2. Тепловое реле TRP: 1 – биметаллическая пластина; 2 – автоматический ограничитель; 3 – держатель подвижного контакта; 4 – пружина; 5 – подвижный контакт; 6 – неподвижный контакт; 7 – сменный нагреватель; 8 – регулятор установочного тока; 9 – кнопка ручного сброса
Реле TRP на токи 1-600А в основном используются в магнитных пускателях серии PA и имеют комбинированную систему нагрева. Реле TRP-600 является исключением (рис. 1.2).
Биметаллическая пластина 1 нагревается как протекающим через нее током, так и нагревателем 7. При отклонении конец биметаллической пластины воздействует на отскакивающий подвижный контакт 5. Реле позволяет плавно вручную регулировать ток срабатывания в пределах ± 25 % от номинального установленного тока. Эта регулировка осуществляется с помощью ручки 8, которая изменяет начальную деформацию биметаллической пластины. Сброс реле после срабатывания осуществляется с помощью кнопки 9. Также возможна версия с самосбросом при остывании биметалла. Высокая рабочая температура (выше 200°C) делает реле менее зависимым от температуры окружающей среды.
Реле PT открытого типа с системой непрямого нагрева. Небольшой рабочий ток реле РТ управляется рычагом, движение которого изменяет ход конца биметаллической пластины при нагревании для освобождения защелки. Ток срабатывания можно регулировать в более широком диапазоне путем замены нагревательных элементов. Имеется 56 штук нагревательных элементов для диапазона 0,64-40 A.
Реле ТРВ используется для защиты двигателей с легкими условиями пуска и выпускается в 20 исполнениях на токи до 200 А.
Реле TRN изготавливаются на токи 0,5-40 А с термокомпенсацией. Они в основном используются в магнитных пускателях серий PME и PA и косвенно нагреваются никель-хромовыми пластинчатыми нагревателями.
На рисунке 1.3 показана схема теплового реле TRN для магнитных пускателей типа PME и PMA (таблица 1.2). Биметаллическая пластина 2, когда ток превышает заданное значение, изгибается и перемещает вправо пластиковый толкатель 11, жестко соединенный с биметаллической пластиной 3, выполняющей роль температурного компенсатора. Отгибаясь вправо, пластина 3 давит на щеколду 8 и отсоединяет ее от пластмассового установочного ползуна 5, который под действием пружины 10 перемещает пластмассовый стержень 7 замедлителя вверх (пунктирная линия) и размыкает контакты 9 в цепи управления магнитного пускателя. Ползунок настройки перемещается при вращении эксцентрика 4 и изменяет расстояние между торцами пластины 3 и щеколды 8, а значит и ток срабатывания реле.
Температурная компенсация заключается в том, что прогиб биметаллической пластины 2 при изменении окружающей среды соответствует противоположному прогибу компенсаторной пластины 3. Таким образом, ток уставки не зависит от температуры окружающей среды. Ток уставки может изменяться в диапазоне от 0,75 до 1,3 от номинального тока нагревательного элемента.
Рисунок 1.3. Принципиальная схема теплового реле типа TRN: 1 – нагревательный элемент; 2 – биметаллическая пластина; 3 – биметаллическая пластина для температурной компенсации; 4 – эксцентрик; 5 – регулятор уставки; 6 – кнопка “Возврат”; 7 – спусковой стержень (шток); 8 – храповик; 9 – контакты; 10 – пружина; 11 – толкатель
Читайте далее:- Тепловое реле.
- Магнитный кардиостимулятор – это магнитный пускатель. Что такое магнитный пускатель?.
- Шаговые двигатели: свойства и практические схемы управления. Часть 2.
- Синхронные компенсаторы в электрических сетях; School of Electrical Engineers: Electrical and Electronic Engineering.
- Релейно-контактные системы управления – ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВОД.
- Электромагнитное реле: устройство, типы, обозначения, подключение и настройка.
- Обозначение реле на электрической схеме.