Tepelné relé: princíp činnosti, typy, schéma zapojenia + nastavenie a označenie

Trvanlivosť a prevádzková spoľahlivosť akejkoľvek inštalácie s elektromotorom závisí od rôznych faktorov. Prúdové preťaženie však výrazne ovplyvňuje životnosť motora.Na ich varovanie je pripojené tepelné relé, ktoré chráni hlavný pracovný prvok elektrického stroja.

Povieme vám, ako vybrať zariadenie, ktoré predpovedá blížiace sa núdzové situácie, keď sú prekročené maximálne povolené hodnoty prúdu. Článok, ktorý sme predstavili, popisuje princíp fungovania, poskytuje odrody a ich vlastnosti. Poskytujú sa rady týkajúce sa pripojenia a správnej konfigurácie.

Prečo sú potrebné ochranné pomôcky?

Aj keď je elektrický pohon správne navrhnutý a používaný bez porušenia základných prevádzkových pravidiel, vždy existuje možnosť poruchy.

Núdzové prevádzkové režimy zahŕňajú jednofázové a viacfázové skraty, tepelné preťaženie elektrických zariadení, zablokovanie rotora a zničenie ložiskovej jednotky, stratu fázy.

Pri prevádzke pri vysokom zaťažení spotrebuje elektromotor obrovské množstvo elektriny. A keď sa menovité napätie pravidelne prekračuje, zariadenie sa intenzívne zahrieva.

V dôsledku toho sa izolácia rýchlo opotrebuje, čo vedie k výraznému zníženiu životnosti elektromechanických inštalácií. Na odstránenie takýchto situácií je k obvodu elektrického prúdu pripojené relé tepelnej ochrany. Ich hlavnou funkciou je zabezpečiť normálnu prevádzku spotrebiteľov.

Vypínajú motor s určitým časovým oneskorením a v niektorých prípadoch okamžite, aby sa zabránilo zničeniu izolácie alebo poškodeniu jednotlivých častí elektroinštalácie.

Prúdové relé neustále chráni elektromotor pred výpadkom fázy a technologickým preťažením, ako aj brzdením rotora. Toto sú hlavné dôvody, pre ktoré vznikajú núdzové situácie

Aby sa zabránilo zníženiu izolačného odporu, používajú sa ochranné vypínacie zariadenia, ale ak je úlohou zabrániť poruche chladenia, sú pripojené špeciálne zariadenia so zabudovanou tepelnou ochranou.

Konštrukcia a princíp činnosti TR

Štrukturálne je štandardné elektrotepelné relé malé zariadenie, ktoré pozostáva z citlivej bimetalovej platne, vykurovacej cievky, systému páka-pružina a elektrických kontaktov.

Bimetalová doska je vyrobená z dvoch odlišných kovov, zvyčajne invaru a chrómniklovej ocele, pevne spojených procesom zvárania. Jeden kov má vyšší teplotný koeficient rozťažnosti ako iný, takže sa zahrievajú rôznymi rýchlosťami.

Pri prúdovom preťažení sa nepevná časť dosky ohýba smerom k materiálu s nižším koeficientom tepelnej rozťažnosti. To pôsobí silou na kontaktný systém v ochrannom zariadení a aktivuje vypnutie elektrickej inštalácie v prípade prehriatia.

Väčšina modelov mechanických tepelných relé má dve skupiny kontaktov. Jeden pár je normálne otvorený, druhý je trvalo zatvorený. Pri spustení ochranného zariadenia sa stav kontaktov zmení. Prvé sa zatvárajú a druhé sa otvárajú.

Elektronické TR používajú špeciálne senzory a citlivé sondy, ktoré reagujú na zvýšený prúd.Mikroprocesor takýchto ochranných zariadení je naprogramovaný parametrami, ktoré určujú situácie, kedy je potrebné vypnúť napájanie

Prúd je detekovaný integrovaným transformátorom, po ktorom elektronika spracováva prijaté dáta. Ak je aktuálna hodnota vyššia ako nastavená, impulz sa okamžite prenesie priamo do spínača.

Rozopnutím externého stykača relé s elektronickým mechanizmom zablokuje záťaž. Seba tepelné relé pre elektromotor inštalovaný na stykači.

Bimetalový pás môže byť zahrievaný priamo - vplyvom špičkového zaťažovacieho prúdu na kovový pás alebo nepriamo pomocou samostatného termočlánku. Často sú tieto princípy kombinované v jednom tepelnom ochrannom zariadení. Pri kombinovanom ohreve má zariadenie lepšie výkonové charakteristiky.

Po vychladnutí sa platňa vráti do pôvodného stavu. Spínacie kontakty sa automaticky zatvoria alebo ich musíte prinútiť do zatvoreného stavu

Základné charakteristiky prúdového relé

Hlavnou charakteristikou spínača tepelnej ochrany je výrazná závislosť doby odozvy od prúdu, ktorý ním preteká - čím väčšia je hodnota, tým rýchlejšie bude fungovať. To naznačuje určitú zotrvačnosť reléového prvku.

Riadený pohyb častíc nosiča náboja cez akékoľvek elektrické zariadenie, obehové čerpadlo a elektrický kotol, ktorý vyrába teplo. Pri menovitom prúde má jeho prípustné trvanie tendenciu k nekonečnu.

A pri hodnotách presahujúcich nominálne hodnoty sa teplota v zariadení zvyšuje, čo vedie k predčasnému opotrebovaniu izolácie.

Prerušený obvod okamžite blokuje ďalšie zvýšenie teploty.To umožňuje zabrániť prehriatiu motora a zabrániť núdzovému výpadku elektrickej inštalácie.

Menovité zaťaženie samotného motora je kľúčovým faktorom určujúcim výber zariadenia. Indikátor v rozsahu 1,2-1,3 indikuje úspešnú prevádzku s prúdovým preťažením 30% počas časového úseku 1200 sekúnd.

Trvanie preťaženia môže negatívne ovplyvniť stav elektrického zariadenia - pri krátkodobom pôsobení 5-10 minút sa zahrieva iba vinutie motora, ktoré má malú hmotnosť. A ak to trvá dlho, celý motor sa zahrieva, čo môže viesť k vážnemu poškodeniu. Alebo môže byť dokonca potrebné vymeniť vyhorené zariadenie za nové.

Aby ste objekt čo najviac ochránili pred preťažením, mali by ste použiť špeciálne preň tepelné ochranné relé, ktorého doba odozvy bude zodpovedať maximálnemu prípustnému preťaženiu konkrétneho elektromotora.

V praxi zbierajte relé riadenia napätia pre každý typ motora je nepraktické. Jeden reléový prvok sa používa na ochranu motorov rôznych konštrukcií. Zároveň nie je možné zaručiť spoľahlivú ochranu počas celého prevádzkového intervalu obmedzeného minimálnym a maximálnym zaťažením.

Zvýšenie ukazovateľov prúdu nevedie okamžite k nebezpečnému havarijnému stavu zariadenia. Kým rotor a stator dosiahnu maximálnu teplotu, potrvá nejaký čas.

Preto nie je bezpodmienečne nutné, aby ochranné zariadenie reagovalo na každé, aj malé zvýšenie prúdu. Relé by malo vypínať elektromotor iba v prípadoch, keď hrozí nebezpečenstvo rýchleho opotrebovania izolačnej vrstvy.

Typy tepelných ochranných relé

Existuje niekoľko typov relé na ochranu elektromotorov pred výpadkom fázy a prúdovým preťažením. Všetky sa líšia konštrukčnými vlastnosťami, typom použitého MP a ich použitím v rôznych motoroch.

TRP. Jednopólové spínacie zariadenie s kombinovaným vykurovacím systémom. Navrhnuté na ochranu asynchrónnych trojfázových elektromotorov pred prúdovým preťažením. TRP sa používa v sieťach jednosmerného prúdu so základným napätím za normálnych prevádzkových podmienok nie väčším ako 440 V. Je odolný voči vibráciám a otrasom.

RTL. Zabezpečte ochranu motora v nasledujúcich prípadoch:

• keď jedna z troch fáz zlyhá;
• asymetria prúdov a preťaženia;
• oneskorený štart;
• zablokovanie pohonu.

Môžu byť inštalované so svorkami KRL oddelene od magnetických štartérov alebo namontované priamo na PML. Inštaluje sa na koľajnice štandardného typu, trieda ochrany – IP20.

PTT. Chránia asynchrónne trojfázové stroje s rotorom vo veveričke pred oneskoreným štartom mechanizmu, predĺženým preťažením a asymetriou, to znamená fázovou nerovnováhou.

RTT môžu byť použité ako komponenty v rôznych riadiacich obvodoch elektrického pohonu, ako aj na integráciu do štartérov série PMA

TRN. Dvojfázové spínače, ktoré ovládajú spustenie elektroinštalácie a prevádzkový režim motora. Sú prakticky nezávislé od teploty okolia, majú len systém manuálneho vrátenia kontaktov do pôvodného stavu. Môžu byť použité v DC sieťach.

RTI. Elektrické spínacie zariadenia s konštantnou, aj keď malou spotrebou elektrickej energie. Montované na stýkače série KMI. Spolupracujte s poistkami/automatické spínače.

Polovodičové prúdové relé. Sú to malé trojfázové elektronické zariadenia bez pohyblivých častí.

Fungujú na princípe výpočtu priemerných hodnôt teplôt motora, za týmto účelom neustále monitorujú prevádzkový a štartovací prúd. Sú odolné voči zmenám prostredia, a preto sa používajú v nebezpečných oblastiach.

RTK. Štartovacie spínače na reguláciu teploty v krytoch elektrických zariadení. Používajú sa v automatizačných obvodoch, kde tepelné relé fungujú ako komponenty.

Na zabezpečenie spoľahlivej prevádzky elektrického zariadenia musí mať reléový prvok také vlastnosti, ako je citlivosť a rýchlosť, ako aj selektivita

Je dôležité si uvedomiť, že žiadne z vyššie uvedených zariadení nie je vhodné na ochranu obvodov pred skratmi.

Zariadenia tepelnej ochrany zabraňujú iba núdzovým stavom, ktoré nastanú pri abnormálnej prevádzke mechanizmu alebo preťažení.

Elektrické zariadenie môže vyhorieť ešte predtým, ako relé začne pracovať. Pre komplexnú ochranu ich treba doplniť poistkami alebo kompaktnými ističmi modulárnej konštrukcie.

Pripojenie, nastavenie a označenie

Spínacie zariadenie proti preťaženiu na rozdiel od elektrického ističa nepreruší napájací okruh priamo, ale iba vyšle signál na dočasné vypnutie zariadenia v núdzovom režime. Jeho normálne spínaný kontakt funguje ako tlačidlo stýkača „stop“ a je zapojený do sériového obvodu.

Schéma zapojenia zariadenia

V konštrukcii relé nie je potrebné po úspešnej prevádzke opakovať absolútne všetky funkcie výkonových kontaktov, pretože je pripojené priamo k MP. Táto konštrukcia umožňuje značné úspory materiálov pre napájacie kontakty. Je oveľa jednoduchšie pripojiť malý prúd do riadiaceho obvodu, ako okamžite odpojiť tri fázy veľkým.

V mnohých schémach pripojenia tepelného relé k objektu sa používa trvalo uzavretý kontakt. Je zapojený do série s tlačidlom „stop“ ovládacieho panela a je označený NC - normálne zatvorené, alebo NC - normálne pripojené.

Otvorený kontakt s takouto schémou možno použiť na spustenie prevádzky tepelnej ochrany. Schémy zapojenia pre elektromotory, v ktorých je pripojené tepelné ochranné relé, sa môžu výrazne líšiť v závislosti od prítomnosti ďalších zariadení alebo technických vlastností.

V štandardnom jednoduchom obvode je TP pripojený k výstupu nízkonapäťového štartéra na elektromotore. Ďalšie kontakty zariadenia musia byť zapojené do série so štartovacou cievkou

To poskytne spoľahlivú ochranu pred preťažením elektrického zariadenia. V prípade neprijateľného prekročenia limitných hodnôt prúdu reléový prvok otvorí obvod a okamžite odpojí MP a motor od napájania.

Pripojenie a inštalácia tepelného relé sa spravidla vykonáva spolu s magnetickým štartérom určeným na spínanie a spúšťanie elektrického pohonu. Existujú však typy, ktoré sa montujú na DIN lištu alebo špeciálny panel.

Jemnosť nastavovacích reléových prvkov

Jednou z hlavných požiadaviek na ochranné zariadenia elektromotora je presná činnosť zariadení v prípade núdzovej prevádzky motora. Je veľmi dôležité vybrať ho správne a upraviť nastavenia, pretože falošné poplachy sú absolútne neprijateľné.

Elektrotepelné relé, ktoré sa vo všetkých technických parametroch optimálne hodí pre konkrétny typ motora, je schopné poskytnúť spoľahlivú ochranu proti preťaženiu v každej fáze, zabrániť zdĺhavému štartu inštalácie a zabrániť núdzovým situáciám so zaseknutím rotora.

Medzi výhody použitia prúdových ochranných prvkov je potrebné poznamenať aj pomerne vysokú rýchlosť a široký rozsah odozvy a jednoduchosť inštalácie. Aby sa zabezpečilo včasné vypnutie elektromotora počas preťaženia, musí byť relé tepelnej ochrany nakonfigurované na špeciálnej platforme/stojanu.

V tomto prípade je eliminovaná nepresnosť v dôsledku prirodzeného nerovnomerného šírenia menovitých prúdov v SV. Na testovanie ochranného zariadenia na lavici sa používa metóda fiktívneho zaťaženia.

Cez termočlánok prechádza elektrický prúd so zníženým napätím, aby sa simulovalo skutočné tepelné zaťaženie. Potom sa pomocou časovača presne určí presný čas prevádzky.

Pri nastavovaní základných parametrov by ste sa mali snažiť o nasledujúce ukazovatele:

• pri 1,5-násobku prúdu by malo zariadenie vypnúť motor po 150 s;
• pri 5...6 násobku prúdu by mal vypnúť motor po 10 s.

Ak nie je čas odozvy správny, je potrebné nastaviť reléový prvok pomocou ovládacej skrutky.

Pre správnu činnosť je potrebné nastaviť prístroj na najvyšší prípustný elektrický prúd motora a teplotu vzduchu

Deje sa tak v prípadoch, keď sa hodnoty menovitého prúdu NE a motora líšia, ako aj vtedy, ak je okolitá teplota nižšia ako nominálna (+40 ºC) o viac ako 10 stupňov Celzia.

Pracovný prúd elektrotermického spínača klesá so zvyšujúcou sa teplotou v okolí predmetného objektu, pretože od tohto parametra závisí ohrev bimetalového pásu. Ak sú výrazné rozdiely, je potrebné termočlánok ďalej upraviť alebo zvoliť vhodnejší termočlánok.

Ostré teplotné výkyvy výrazne ovplyvňujú výkon prúdového relé. Preto je veľmi dôležité vybrať si NE, ktorý dokáže efektívne vykonávať základné funkcie s prihliadnutím na reálne hodnoty.

TR sa odporúča umiestniť v rovnakej miestnosti ako chránená elektroinštalácia. Nemali by byť inštalované v blízkosti generátorov tepla, vykurovacích pecí a iných zdrojov tepla.

Tieto obmedzenia sa nevzťahujú na teplotne kompenzované relé. Prúdové nastavenie ochranného zariadenia je možné upraviť v rozsahu 0,75-1,25x od menovitého prúdu termočlánku. Nastavenie sa vykonáva v etapách.

Najprv sa vypočíta korekcia E₁ bez teplotnej kompenzácie:

E₁=(I_{žiadne M}-Ja_nie)/c×I_nie,

Kde

• ja_{žiadne M} - menovitý zaťažovací prúd motora,
• ja_nie – menovitý prúd pracovného vykurovacieho telesa v relé,
• c je cena dielika stupnice, teda excentra (c=0,055 pre chránené štartéry, c=0,05 pre otvorené).

Ďalším krokom je určenie E korekcie₂ na teplotu okolia:

E₂=(t_a-30)/10,

Kde t_a (teplota okolia) – teplota okolia v stupňoch Celzia.

Poslednou fázou je nájdenie celkovej korekcie:

E=E₁+E₂.

Celková korekcia E môže byť so znamienkom „+“ alebo „-“.Ak je výsledkom zlomková hodnota, musí sa zaokrúhliť nadol na celé číslo smerom nadol/väčšie, v závislosti od charakteru aktuálneho zaťaženia.

Na nastavenie relé sa excentr prenesie na výslednú hodnotu celkovej korekcie. Vysoká reakčná teplota znižuje závislosť činnosti ochranného zariadenia od vonkajších indikátorov.

Tepelné ochranné relé umožňuje manuálne plynulé nastavenie prevádzkového prúdu zariadenia v rozmedzí ±25 % menovitého prúdu elektromechanickej inštalácie

Nastavenie týchto indikátorov sa vykonáva špeciálnou pákou, ktorej pohyb mení počiatočný ohyb bimetalovej platne. Prevádzkový prúd je možné nastaviť v širšom rozsahu výmenou termočlánkov.

Moderné spínacie zariadenia na ochranu proti preťaženiu majú testovacie tlačidlo, ktoré vám umožňuje skontrolovať prevádzkyschopnosť zariadenia bez špeciálneho stojana. Nechýba ani kláves na resetovanie všetkých nastavení. Môžu byť resetované automaticky alebo manuálne. Okrem toho je výrobok vybavený indikátorom aktuálneho stavu elektrického spotrebiča.

Označenie elektrotepelných relé

Ochranné zariadenia sa vyberajú v závislosti od výkonu elektromotora. Hlavná časť kľúčových charakteristík je ukrytá v symbole.

Takto vyzerá označenie tepelných relé zo závodu KEAZ. Pri výbere je dôležité venovať pozornosť menovitému prúdu daného modelu, aby bol dostatočný

Mali by ste sa zamerať na určité body:

1. Rozsah nastavení hodnôt prúdu (uvedený v zátvorkách) sa u rôznych výrobcov líši minimálne.
2. Označenia písmen pre konkrétny typ popravy sa môžu líšiť.
3. Klimatické vlastnosti sú často prezentované vo forme rozsahu.Napríklad UHL3O4 by sa malo čítať takto: UHL3-O4.

Dnes si môžete kúpiť rôzne variácie zariadení: relé na striedavý a jednosmerný prúd, monostabilné a bistabilné, zariadenia s dobehom pri zapnutí/vypnutí, relé tepelnej ochrany s urýchľovacími prvkami, relé tepelnej ochrany bez prídržného vinutia, s jedným alebo viacerými vinutiami .

Tieto parametre nie sú vždy zobrazené na označení zariadení, ale musia byť uvedené v údajovom liste elektrických výrobkov.

Oboznámte sa so štruktúrou, typmi a označením elektromagnetických relé ďalší článok, s ktorým vám odporúčame sa oboznámiť.

Závery a užitočné video na túto tému

Konštrukcia a princíp činnosti prúdového relé pre účinnú ochranu elektromotora na príklade zariadenia RTT 32P:

Správna ochrana proti preťaženiu a výpadku fázy je kľúčom k dlhodobej bezproblémovej prevádzke elektromotora. Video o tom, ako reléový prvok reaguje v prípade abnormálnej činnosti mechanizmu:

Ako pripojiť zariadenie tepelnej ochrany k MP, schémy zapojenia elektrotepelného relé:

Tepelné ochranné relé proti preťaženiu je povinným funkčným prvkom každého riadiaceho systému elektrického pohonu. Reaguje na prúd prechádzajúci do motora a aktivuje sa, keď teplota elektromechanickej inštalácie dosiahne hraničné hodnoty. To umožňuje maximalizovať životnosť ekologických elektromotorov.

Komentáre napíšte do bloku nižšie. Povedzte nám, ako ste vybrali a nakonfigurovali tepelné relé pre váš vlastný elektromotor. Zdieľajte užitočné informácie, pýtajte sa, uverejňujte fotografie súvisiace s témou článku.