Termisk relæ: funktionsprincip, typer, tilslutningsdiagram + justering og mærkning

Holdbarheden og driftssikkerheden af ​​enhver installation med en elektrisk motor afhænger af forskellige faktorer. Strømoverbelastninger påvirker dog motorens levetid betydeligt.For at advare dem er et termisk relæ tilsluttet, der beskytter hovedarbejdselementet i den elektriske maskine.

Vi vil fortælle dig, hvordan du vælger en enhed, der forudsiger de forestående nødsituationer, når de maksimalt tilladte strømværdier overskrides. Artiklen, vi præsenterede, beskriver driftsprincippet, giver sorter og deres egenskaber. Der gives råd om tilslutning og korrekt konfiguration.

Hvorfor er der brug for beskyttelsesanordninger?

Selvom det elektriske drev er korrekt designet og brugt uden at overtræde de grundlæggende driftsregler, er der altid mulighed for funktionsfejl.

Nøddriftstilstande omfatter enkeltfasede og flerfasede kortslutninger, termiske overbelastninger af elektrisk udstyr, blokering af rotoren og ødelæggelse af lejeenheden, fasetab.

Ved drift under høje belastninger bruger en elektrisk motor en enorm mængde elektricitet. Og når den nominelle spænding regelmæssigt overskrides, opvarmes udstyret intenst.

Som følge heraf bliver isoleringen hurtigt slidt, hvilket medfører en væsentlig reduktion af levetiden for elektromekaniske installationer. For at eliminere sådanne situationer er et termisk beskyttelsesrelæ forbundet til det elektriske strømkredsløb. Deres hovedfunktion er at sikre normal drift af forbrugerne.

De slukker motoren med en vis tidsforsinkelse, og i nogle tilfælde øjeblikkeligt, for at forhindre ødelæggelse af isolering eller beskadigelse af individuelle dele af den elektriske installation.

Strømrelæet beskytter konstant den elektriske motor mod fasefejl og teknologiske overbelastninger samt rotorbremsning. Disse er hovedårsagerne til, at der opstår nødsituationer

For at forhindre et fald i isolationsmodstanden anvendes beskyttende nedlukningsanordninger, men hvis opgaven er at forhindre kølesvigt, tilsluttes specielle enheder med indbygget termisk beskyttelse.

Design og princip for drift af TR

Strukturelt er et standard elektrotermisk relæ en lille enhed, der består af en følsom bimetallisk plade, en varmespole, et løftestangsfjedersystem og elektriske kontakter.

En bimetallisk plade er lavet af to forskellige metaller, sædvanligvis Invar og krom-nikkelstål, der er fast forbundet med en svejseproces. Et metal har en højere temperaturudvidelseskoefficient end et andet, så de opvarmes med forskellige hastigheder.

Under en strømoverbelastning bøjer den ufikserede del af pladen mod materialet med en lavere termisk udvidelseskoefficient. Dette udøver en kraft på kontaktsystemet i beskyttelsesanordningen og aktiverer nedlukning af den elektriske installation i tilfælde af overophedning.

De fleste modeller af mekaniske termiske relæer har to grupper af kontakter. Det ene par er normalt åbent, det andet er permanent lukket. Når beskyttelsesanordningen udløses, ændres kontakternes tilstand. De første lukker, og de andre bliver åbne.

Elektroniske TR'er bruger specielle sensorer og følsomme sonder, der reagerer på øget strøm.Mikroprocessoren til sådanne beskyttelsesanordninger er programmeret med parametre, der bestemmer situationer, når det er nødvendigt at slukke for strømforsyningen

Strømmen detekteres af en integreret transformer, hvorefter elektronikken behandler de modtagne data. Hvis den aktuelle værdi i øjeblikket er større end indstillingen, sendes pulsen øjeblikkeligt direkte til kontakten.

Ved at åbne den eksterne kontaktor blokerer relæet med en elektronisk mekanisme belastningen. Selv termisk relæ til elmotor installeret på kontaktoren.

Bimetalbåndet kan opvarmes direkte - på grund af påvirkningen af ​​spidsbelastningsstrømmen på metalbåndet eller indirekte ved hjælp af et separat termoelement. Ofte er disse principper kombineret i en termisk beskyttelsesenhed. Med kombineret opvarmning har enheden bedre ydeevneegenskaber.

Efter afkøling vender pladen tilbage til sin oprindelige tilstand. Skiftende kontakter lukker automatisk, eller du skal tvinge dem til en lukket tilstand

Grundlæggende egenskaber for et strømrelæ

Hovedkarakteristikken ved en termisk beskyttelseskontakt er den udtalte afhængighed af responstiden af ​​strømmen, der strømmer gennem den - jo større værdi, jo hurtigere vil den fungere. Dette indikerer en vis inerti af relæelementet.

Styret bevægelse af ladningsbærerpartikler gennem enhver elektrisk enhed, cirkulationspumpe og en el-kedel, der genererer varme. Ved mærkestrøm har dens tilladte varighed en tendens til uendelig.

Og ved værdier, der overstiger de nominelle værdier, stiger temperaturen i udstyret, hvilket fører til for tidligt slid på isoleringen.

Et brudt kredsløb blokerer øjeblikkeligt for yderligere temperaturstigninger.Dette gør det muligt at forhindre overophedning af motoren og forhindre nødsvigt i den elektriske installation.

Den nominelle belastning af selve motoren er en nøglefaktor, der bestemmer valget af enhed. En indikator i området 1,2-1,3 indikerer vellykket drift med en strømoverbelastning på 30 % over en tidsperiode på 1200 sekunder.

Varigheden af ​​overbelastningen kan påvirke tilstanden af ​​elektrisk udstyr negativt - med en kortvarig eksponering på 5-10 minutter opvarmes kun motorviklingen, som har en lille masse. Og hvis det holder i længere tid, varmes hele motoren op, hvilket kan føre til alvorlige skader. Eller det kan endda være nødvendigt at udskifte udbrændt udstyr med nyt.

For at beskytte objektet så meget som muligt mod overbelastning, skal du bruge et termisk beskyttelsesrelæ specifikt til det, hvis responstid svarer til de maksimalt tilladte overbelastningsværdier for en bestemt elektrisk motor.

I praksis samles spændingsstyringsrelæ for hver type motor er upraktisk. Et relæelement bruges til at beskytte motorer af forskellige designs. Samtidig er det umuligt at garantere pålidelig beskyttelse over det fulde driftsinterval begrænset af minimums- og maksimumbelastningen.

En stigning i aktuelle indikatorer fører ikke umiddelbart til en farlig nødsituation af udstyret. Det vil tage noget tid, før rotoren og statoren når deres maksimale temperatur.

Derfor er det ikke absolut nødvendigt, at beskyttelsesanordningen reagerer på hver, selv en lille, stigning i strømstyrken. Relæet bør kun slukke for den elektriske motor i tilfælde, hvor der er fare for hurtig slitage af isoleringslaget.

Typer af termiske beskyttelsesrelæer

Der findes flere typer relæer til at beskytte elektriske motorer mod fasefejl og strømoverbelastninger. De adskiller sig alle i designfunktioner, den anvendte type MP og deres anvendelse i forskellige motorer.

TRP. Enpolet koblingsenhed med kombineret varmesystem. Designet til at beskytte asynkrone trefasede elektriske motorer mod strømoverbelastning. TRP bruges i jævnstrømsnetværk med en basisspænding under normale driftsforhold på ikke mere end 440 V. Det er modstandsdygtigt over for vibrationer og stød.

RTL. Sørg for motorbeskyttelse i følgende tilfælde:

• når en af ​​de tre faser fejler;
• asymmetri af strømme og overbelastninger;
• forsinket start;
• blokering af aktuatoren.

De kan installeres med KRL-klemmer adskilt fra magnetiske startere eller monteres direkte på PML'en. Monteres på standard skinner, beskyttelsesklasse – IP20.

PTT. De beskytter asynkrone trefasede maskiner med en egern-burrotor mod en forsinket start af mekanismen, langvarige overbelastninger og asymmetri, det vil sige faseubalance.

RTT'er kan bruges som komponenter i forskellige elektriske styrekredsløb, såvel som til integration i PMA-seriens startere

TRN. Tofasekontakter, der styrer opstarten af ​​en elektrisk installation og motorens driftstilstand. De er praktisk talt uafhængige af den omgivende temperatur, de har kun et system til manuelt at bringe kontakterne tilbage til deres udgangstilstand. De kan bruges i DC-netværk.

RTI. Elektriske koblingsapparater med konstant, omend lille, elforbrug. Monteret på kontaktorer i KMI-serien. Arbejd sammen med sikringer/automatiske kontakter.

Solid State-strømrelæer. De er små trefasede elektroniske enheder uden bevægelige dele.

De opererer efter princippet om at beregne gennemsnitsværdierne af motortemperaturer, til dette formål konstant at overvåge drifts- og startstrømmen. De er uigennemtrængelige for ændringer i miljøet og bruges derfor i farlige områder.

RTK. Startkontakter til temperaturstyring i elektriske udstyrshuse. De bruges i automatiseringskredsløb, hvor termiske relæer fungerer som komponenter.

For at sikre pålidelig drift af elektrisk udstyr skal relæelementet have sådanne kvaliteter som følsomhed og hastighed samt selektivitet

Det er vigtigt at huske, at ingen af ​​de enheder, der er diskuteret ovenfor, er egnede til at beskytte kredsløb mod kortslutninger.

Termiske beskyttelsesanordninger forhindrer kun nødsituationer, der opstår under unormal drift af mekanismen eller overbelastning.

Elektrisk udstyr kan brænde ud, selv før relæet begynder at fungere. For en omfattende beskyttelse skal de suppleres med sikringer eller kompakte afbrydere i modulopbygget design.

Tilslutning, justering og mærkning

Overbelastningsafbryderen, i modsætning til en elektrisk afbryder, bryder ikke strømkredsløbet direkte, men sender kun et signal om midlertidigt at lukke anlægget ned i nødtilstand. Dens normalt skiftede kontakt fungerer som en kontaktor "stop" knap og er forbundet i et seriekredsløb.

Enhedsforbindelsesdiagram

I relædesignet er der ikke behov for at gentage absolut alle funktionerne af strømkontakterne efter vellykket drift, da den er forbundet direkte til MP. Dette design giver mulighed for betydelige besparelser i materialer til strømkontakter. Det er meget nemmere at forbinde en lille strøm i styrekredsløbet end straks at afbryde tre faser med en stor.

I mange ordninger til tilslutning af et termisk relæ til et objekt bruges en permanent lukket kontakt. Den er forbundet i serie med "stop"-knappen på kontrolpanelet og er betegnet NC - normalt lukket, eller NC - normal tilsluttet.

En åben kontakt med et sådant skema kan bruges til at starte driften af ​​termisk beskyttelse. Tilslutningsdiagrammer for elektriske motorer, hvor et termisk beskyttelsesrelæ er tilsluttet, kan variere betydeligt afhængigt af tilstedeværelsen af ​​yderligere enheder eller tekniske funktioner.

I et almindeligt simpelt kredsløb er TP forbundet til udgangen af ​​en lavspændingsstarter på en elektrisk motor. Yderligere kontakter på enheden skal forbindes i serie med startspolen

Dette vil give pålidelig beskyttelse mod overbelastning af elektrisk udstyr. I tilfælde af uacceptabel overskridelse af strømgrænseværdier vil relæelementet åbne kredsløbet og øjeblikkeligt afbryde MP og motoren fra strømforsyningen.

Tilslutningen og installationen af ​​et termisk relæ udføres som regel sammen med en magnetisk starter designet til at skifte og starte et elektrisk drev. Der er dog typer, der monteres på en DIN-skinne eller et specialpanel.

Finesser af justering af relæelementer

Et af hovedkravene til elektriske motorbeskyttelsesanordninger er den præcise drift af enhederne i tilfælde af nøddrift af motoren. Det er meget vigtigt at vælge det korrekt og justere indstillingerne, da falske positiver er absolut uacceptable.

Et elektrotermisk relæ, som er optimalt egnet til en bestemt type motor i alle tekniske parametre, er i stand til at yde pålidelig beskyttelse mod overbelastninger i hver fase, forhindre en forlænget start af installationen og forhindre nødsituationer med blokering af rotoren

Blandt fordelene ved at bruge strømbeskyttelseselementer skal man også bemærke en ret høj hastighed og et bredt responsområde og nem installation. For at sikre rettidig nedlukning af elmotoren under overbelastning, skal termisk beskyttelsesrelæ konfigureres på en speciel platform/stativ.

I dette tilfælde elimineres unøjagtighed på grund af den naturlige ujævne spredning af mærkestrømme i NE. For at teste beskyttelsesanordningen på en bænk bruges den fiktive belastningsmetode.

En elektrisk strøm med reduceret spænding føres gennem termoelementet for at simulere den faktiske termiske belastning. Herefter bestemmes det nøjagtige driftstidspunkt nøjagtigt ved hjælp af timeren.

Når du opsætter grundlæggende parametre, bør du stræbe efter følgende indikatorer:

• ved 1,5 gange strømmen skal enheden slukke for motoren efter 150 s;
• ved 5...6 gange strømmen skulle den slukke for motoren efter 10 s.

Hvis responstiden ikke er korrekt, skal relæelementet justeres ved hjælp af styreskruen.

For korrekt drift er det nødvendigt at indstille enheden til den højest tilladte elektriske strøm af motoren og lufttemperaturen

Dette gøres i tilfælde, hvor de nominelle strømværdier for NE og motoren er forskellige, samt hvis den omgivende temperatur er under den nominelle (+40 ºC) med mere end 10 grader Celsius.

Driftsstrømmen af ​​den elektrotermiske kontakt falder med stigende temperatur omkring det pågældende objekt, da opvarmningen af ​​den bimetalliske strimmel afhænger af denne parameter. Hvis der er væsentlige forskelle, er det nødvendigt at justere termoelementet yderligere eller vælge et mere passende termoelement.

Skarpe temperaturudsving påvirker i høj grad ydeevnen af ​​det aktuelle relæ. Derfor er det meget vigtigt at vælge en NE, der effektivt kan udføre grundlæggende funktioner under hensyntagen til reelle værdier.

Det anbefales at placere TR i samme rum som den beskyttede elektriske installation. De bør ikke installeres tæt på varmegeneratorer, varmeovne og andre varmekilder.

Disse begrænsninger gælder ikke for temperaturkompenserede relæer. Den aktuelle indstilling af beskyttelsesanordningen kan justeres i området 0,75-1,25x fra termoelementets mærkestrøm. Opsætningen sker i etaper.

Først og fremmest beregnes korrektionen E₁ uden temperaturkompensation:

E₁=(I_nom-JEG_ne)/c×I_ne,

Hvor

• jeg_nom – nominel motorbelastningsstrøm,
• jeg_ne – mærkestrøm for det fungerende varmeelement i relæet,
• c er prisen på skalainddelingen, det vil sige den excentriske (c=0,055 for beskyttede startere, c=0,05 for åbne).

Det næste trin er at bestemme E-korrektionen₂ til omgivelsestemperatur:

E₂=(t_-en-30)/10,

Hvor t_-en (omgivelsestemperatur) – omgivelsestemperatur i grader Celsius.

Den sidste fase er at finde den samlede korrektion:

E=E₁+E₂.

Den samlede korrektion E kan være med et "+" eller "-" tegn.Hvis resultatet er en brøkværdi, skal den rundes ned til et helt tal nedad/større i størrelse afhængig af den aktuelle belastnings karakter.

For at justere relæet overføres det excentriske til den resulterende værdi af den samlede korrektion. En høj reaktionstemperatur reducerer afhængigheden af ​​beskyttelsesenhedens drift af eksterne indikatorer.

Det termiske beskyttelsesrelæ tillader manuel jævn justering af enhedens driftsstrøm inden for ±25 % af den elektromekaniske installations mærkestrøm

Justeringen af ​​disse indikatorer udføres af en speciel håndtag, hvis bevægelse ændrer den indledende bøjning af den bimetalliske plade. Driftsstrømmen kan justeres over et bredere område ved at udskifte termoelementerne.

Moderne overbelastningsbeskyttelseskoblingsenheder har en testknap, der giver dig mulighed for at kontrollere enhedens brugbarhed uden et specielt stativ. Der er også en nøgle til at nulstille alle indstillinger. De kan nulstilles automatisk eller manuelt. Derudover er produktet udstyret med en indikator for den aktuelle tilstand af det elektriske apparat.

Mærkning af elektrotermiske relæer

Beskyttelsesanordninger vælges afhængigt af elmotorens effekt. Hoveddelen af ​​nøgleegenskaberne er skjult i symbolet.

Sådan ser mærkningen af ​​termiske relæer fra KEAZ-anlægget ud. Ved valg er det vigtigt at være opmærksom på den pågældende models mærkestrøm, så den er tilstrækkelig

Du bør fokusere på visse punkter:

1. Området for indstilling af aktuelle værdier (angivet i parentes) varierer minimalt mellem forskellige producenter.
2. Bogstavbetegnelserne for en bestemt type udførelse kan variere.
3. Klimapræstationer præsenteres ofte i form af en rækkevidde.For eksempel skal UHL3O4 læses som følger: UHL3-O4.

I dag kan du købe en række forskellige enhedsvarianter: relæer til vekselstrøm og jævnstrøm, monostabile og bistabile, enheder med deceleration, når de tændes/slukkes, termiske beskyttelsesrelæer med accelererende elementer, termiske beskyttelsesrelæer uden holdevikling, med en eller flere viklinger .

Disse parametre vises ikke altid i mærkningen af ​​enheder, men skal angives i databladet for elektriske produkter.

Gør dig bekendt med elektromagnetiske relæers struktur, typer og markeringer næste artikel, som vi anbefaler, at du sætter dig ind i.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Designet og princippet om drift af et strømrelæ til effektiv beskyttelse af en elektrisk motor ved hjælp af eksemplet med RTT 32P-enheden:

Korrekt beskyttelse mod overbelastning og fasesvigt er nøglen til langsigtet problemfri drift af en elektrisk motor. Video om, hvordan relæelementet reagerer i tilfælde af unormal drift af mekanismen:

Sådan tilsluttes en termisk beskyttelsesenhed til en MP, kredsløbsdiagrammer for et elektrotermisk relæ:

Termisk overbelastningsbeskyttelsesrelæ er et obligatorisk funktionelt element i ethvert elektrisk drevstyringssystem. Den reagerer på strømmen, der passerer til motoren og aktiveres, når temperaturen i den elektromekaniske installation når sine grænseværdier. Dette gør det muligt at maksimere levetiden for miljøvenlige elmotorer.

Skriv venligst kommentarer i blokken nedenfor. Fortæl os, hvordan du valgte og konfigurerede et termisk relæ til din egen elmotor. Del nyttig information, stil spørgsmål, post fotografier relateret til artiklens emne.