Расчет теплового реле для электродвигателя: Тепловое реле для электродвигателя мощностью 11 кВт 23А

Расчет уставок для цифровых устройств релейной защиты. Часть 6

Расчет уставок для цифровых устройств релейной защиты

Данная работа продолжает серию статей [1, 2, 10, 14, 18], в которых рассмотрены примеры расчета уставок для разных алгоритмов цифровых устройств релейной защиты.

Как и ранее, расчёт уставок произведен в первичных значениях токов, а после его окончания все уставки переведены во вторичные значения

Часть 6. Защита электродвигателей от перегрузки с помощью алгоритма «тепловая модель электродвигателя»

Тепловая защита электродвигателей с помощью алгоритма «Тепловая модель электродвигателя» предназначена для предотвращения повреждения изоляции электродвигателя вследствие теплового действия токов обусловленных симметричными и несимметричными перегрузками, (блокировкой ротора, затянувшимся пуском и самозапусками, обрывов фаз питающей сети и т.д.).

Данный алгоритм позволяет оценить перегрев двигателя косвенно — по значению и длительности протекания тока в обмотках статора.

Часто в электродвигателях устанавливаются датчики измерения температуры в обмотках и активном железе статора. Таким образом, обеспечивается тепловая защита электродвигателя, основанная на результатах непосредственного измерения температуры, что позволяет наиболее полно использовать перегрузочные возможности электродвигателя.

Однако следует отметить, что ГОСТ Р 52776-2007 [16] допускает, в зависимости от класса изоляции (табл. 1), увеличивать предельно допустимое значение перегрева не более, чем на 40°С (при температуре окружающей среды 0°С (см. также [15]).

Табл. 1 составлена для работы двигателя при температуре окружающей среды 40°С [20]. При составлении таблицы учитывалось, что при токах, не превышающих номинальный ток двигателя, изоляция обычно используется по более низкому температурному классу, например изоляция класса F используется как изоляция класса В. При других условиях работы машины требуется проведение дополнительных расчетов.

Рассмотрим подробнее тепловую модель электродвигателя, используемую в цифровых устройствах серии БМРЗ [19] (рис. 1).

Рис. 1 Графическое представление алгоритма
«Тепловая модель электродвигателя»

На рис. 1 приняты такие обозначения:

При отсутствии информации о значениях и в документации электродвигателя, их определяют экспериментальным путем по методике, описанной ниже.

Относительная величина перегрева статорных обмоток электродвигателя E_нагр,% за временной интервал работы (нагрева) электродвигателя t_нагр

,% (38)

рассчитываетпроцессор цифрового устройства релейной защиты по выражению (38) [2]:

где I_экв— эквивалентный ток электродвигателя, А; I_ш— расчетный ток электродвигателя, А; E0,% — относительная величина перегрева двигателя на момент начала процесса нагрева,%. Перегрев электродвигателя при длительной номинальной нагрузке принят за 100%. При температуре обмоток равной температуре окружающей среды E0,% = 0%; T_e1 — постоянная времени нагрева электродвигателя, мин; t_нагр — время работы электродвигателя (время нагрева), мин.

Значение эквивалентного тока определяют по формуле (39):

, А (39)

где I_{фазн.макс} — значение максимального из фазных токов, А; I2 — значение тока обратной последовательности, А.

Алгоритм защиты «Тепловая модель электродвигателя» рекомендуется выполнять с двумя ступенями, действующими на сигнализацию. На объектах без постоянного обслуживающего персонала рекомендуется использовать одну ступень. 

Рассмотрим пример расчета уставок для данного алгоритма защиты, используя следующие исходные данные:

• Мощность на валу двигателя:
• Номинальный ток двигателя: А
• Напряжение:
• Кратность пускового тока: k_пуск=5,5
• Кратность пускового момента 1,9
• Номинальная частота вращения двигателя: об/мин
• Двигатель соответствует требованиям ГОСТ Р 52776-2007 [16].

Пуск АД прямой от напряжения питающей сети, проектное время пуска —

Охлаждение обмоток статора — косвенное. Вентилятор охлаждения закреплен на валу двигателя.

Класс изоляции двигателя F с использованием по классу В (см. табл.1).

Расчетное значение тока I_ш принимаем равным номинальному току электродвигателя:

(40)

В выражении (38) при вычислениях используют значение эквивалентного тока I_экв и времени работы электродвигателя tнагр в минутах. Вычислительная программа находит значение эквивалентного тока I_экв по формуле (39).

Таким образом, находят текущее относительное значение температуры статорной обмотки электродвигателя. Если расчётное относительное значение температуры превышает относительное значение параметра срабатывания защиты, то алгоритм защиты от тепловой перегрузки срабатывает.

Для проведения вычислений по формуле (38) необходимо знать максимально допустимую постоянную времени нагрева электродвигателя T_e1 . Для этого используем приведенную в работе [21] формулу (41), связывающую между собой величины, определяющие процесс нагрева электродвигателя:

(41)

После преобразований получим:

, мин (42)

Где — А — тепловая постоянная времени охлаждения обмотки статора.

k_max — предельная кратность перегрева относительно перегрева при номинальном токе.

Значение kmax указано в табл. 1.

При отсутствии информации о тепловой постоянной времени охлаждения обмотки статора А можно воспользоваться формулой (35), приведенной в работе [17]:

, с (35)

Где А — постоянная времени охлаждения статорной обмотки, с; — допустимое время работы при кратности тока .

Эта формула позволяет оценить минимально допустимую постоянную времени охлаждения статора А. Например, согласно требованиям стандартов [15, 16], трёхфазные двигатели отечественного производства мощностью не менее 0,55 кВт с косвенным охлаждением обмоток статора, должны в течение 2 мин выдерживать ток, равный 1,5 I_ном.

В зависимости от типа и мощности защищаемого электродвигателя значение А может находиться в диапазоне от 60 до 300 с.

Зная постоянную времени охлаждения статора А можно найти постоянную времени нагрева электродвигателя T_e1 (в том случае, когда электродвигатель соответствует требованиям стандартов [15, 16]):

Для определения параметра E_s1 предварительно необходимо по формуле (43) найти расчётное значение нагрева двигателя за время пуска E_пуск:

(43)

В зависимости от типа электродвигателя значение k_пуск может находиться в диапазоне от 3 до 8 I_{ном. дв.} Сог-ласно исходным данным для расчета значение k_пуск = 5,5 I_ном.дв.

Расчётное допустимое значение относительного перегрева при котором разрешается пуск машины находим по формуле (44):

,% (44)

Находим значение величины :

Два оставшихся параметра пуска тепловой защиты электродвигателя на сигнализацию и отключение и определяют по формуле (45):

(45)

где 100% — относительная температура нагрева электродвигателя при номинальном токе; — ток, потребляемый электродвигателем; — номинальный ток электродвигателя.

При определении параметра (для второй ступени алгоритма, работающей на сигнализацию) учитываем возможность длительной работы электродвигателя в сети с напряжением, равным 110% U_ном [24], и поэтому отношение токов принимаем равным (т.е. перегрузка возникает при токе >0,9I_ном).

При определении параметра (для первой ступени алгоритма, работающей на сигнализацию или отключение) учитываем возможность длительной работы электродвигателя в сети с напряжением, равным 90% U_ном [24], и поэтому отношение токов принимаем равным (т.е. перегрузка возникает при токе >1,1I_ном).

Относительное значение перегрева при охлаждении остановленного двигателя процессор рассчитывает по формуле (46):

,% (46)

где E₀,% —перегрев двигателя на момент начала процесса охлаждения,%; T_e2 — постоянная времени охлаждения электродвигателя, мин; t_охл — время охлаждения, мин.

Постоянную времени охлаждения выбираем сообразно эффективности работы системы охлаждения на остановленном электродвигателе.

При наличии системы охлаждения, эффективность которой не зависит от частоты вращения вала, значение принимаем равной постоянной времени нагрева T_e1.

Если же электродвигатель охлаждается вентилятором, закрепленным на валу, то постоянную времени , выбираем в 2 ÷ 4 раза больше постоянной времени нагрева T_e1.

Поскольку в рассматриваемом электродвигателе вентилятор охлаждения закреплен на валу двигателя, принимаем постоянную охлаждения двигателя в четыре раза больше постоянной нагревания:

(47)

Полученная по результатам расчетов характеристика алгоритма «Тепловая модель электродвигателя» приведена на рис. 2.

Рис. 2 Расчетная характеристика алгоритма
«Тепловая модель электродвигателя»

Для более полного использования перегрузочных возможностей машины рекомендуется при проведении пуско-наладочных работ экспериментально определять реальные значения постоянных времени нагрева и охлаждения как это описано ниже и в работах [22, 23, 25].

Постоянные времени нагрева T_e1 и охлаждения T_e2 определяют экспериментальным путем, оценивая скорости нагревания и охлаждения электродвигателя.

При наличии в двигателе встроенных датчиков температуры температуру двигателя определяют по их показаниям. Если встроенные датчики отсутствуют, то для определения температуры наружной поверхности статора электродвигателя используют переносные термометры. В этом случае желательно обеспечивать температуру окружающей среды постоянной.

Перед проведением эксперимента электродвигатель останавливают на время, необходимое для полного остывания, как внешней поверхности двигателя, так и его внутренних частей.

Продолжительность остывания в зависимости от его конструктивных особенностей и габаритов при отсутствии независимого охлаждения может составлять от 10 до 20 часов.

При наличии независимого охлаждения остановленного электродвигателя время охлаждения существенно сокращается и составляет от 1 до 2 часов.

После измерения температуры холодного двигателя производится его пуск и снимается характеристика нагрева двигателя — зависимость температуры от времени работы при постоянной нагрузке, составляющей не менее 50% номинальной (рис. 3).

Рис. 3 График нагрева электродвигателя

Температура двигателя необходимо измерять каждые 60 с. Для повышения точности желательно выполнить не менее 100 измерений. Для сокращения продолжительности процесса можно применить метод, описанный в статьях [22, 23] и таким образом определить установившееся значение температуры при постоянной нагрузке.

Разность температур двигателя через 60 с после запуска из холодного состояния (t_{заверш.пуск.}) и двигателя при длительной работе при постоянной нагрузке (t_{пост.нагр.}) принимается за Δt_нагр, т.е.:

∆t_нагр.= t_{пост.нагр.}—t_{заверш.пуск} , °С (48)

Постоянную времени нагрева T_e1 определяют как время от момента измерения температуры tзаверш. пуск. до момента достижения температурой значения t заверш.пуск. + (Δt_нагр●0,632 °С).

После остановки электродвигателя снимают график его охлаждения (рис. 4), также производя измерения через каждые 60 с.

При этом независимые устройства охлаждения двигателя должны находиться в таком состоянии (включены или выключены), в каком они находятся при остановленном двигателе в условиях эксплуатации.

Рис. 4 График охлаждения электродвигателя

По полученному графику определяется установившееся значение температуры остановленного холодного электродвигателя, которое должно соответствовать температуре до его пуска.

Разность температур двигателя при постоянной нагрузке (t_{пост.нагр.}) и полностью остывшего после работы на постоянную нагрузку двигателя (t_{полн.ост.2}) принимают за Δt_ост., т.е.:

Δt_ост = t_{пост.нагр} — t_{полн.ост.}(49)

Постоянная времени охлаждения Т_е2 определяют как время от момента отключения двигателя до достижения температурой значения t_{полн. ост.}+ (Δt_ост.●0,368) °С.

Как правило, постоянная времени охлаждения в 2 — 4 раза больше постоянной времени нагрева.

После задания в блоке постоянных времени Т_е1 и Т_е2, а также расчетного тока двигателя I_ш необходимо проверить правильности работы тепловой модели.

Проверка осуществляется аналогично описанному выше, при этом кроме текущей температуры двигателя каждые 60 секунд фиксируется значение перегрева, индицируемое на дисплее цифрового устройств БМРЗ.

После завершения эксперимента на основе полученных значений строится график процессов нагрева и охлаждения. На графике установившееся значение перегрева, индицируемое на дисплее БМРЗ, приравнивается к установившейся температуре двигателя при постоянной нагрузке.

Погрешность тепловой модели в каждой точке измерения оценивают по формуле (50):

,% (50)

где t_ТМ — текущее значение перегрева, отображаемое на дисплее устройства БМРЗ,%; t _{двиг. уст.} — установившееся значение повышения температуры двигателя относительно температуры полностью остывшего двигателя, °С; t_ТМ.уст — установившееся значение перегрева, отображаемое на дисплее устройства БМРЗ,%; t_двиг— текущее значение превышения температуры электродвигателя относительно температуры холодного электродвигателя, °С.

Если значение ∆t не превышает ±5 °С, настройка алгоритма «Тепловая модель электродвигателя» считается успешной.

Литература

1. Гондуров С.А., Михалев С.В., Пирогов М.Г., Захаров О.Г. Расчет уставок для цифровых устройств релейной защиты. Токовая отсечка. //Материал размещен на страницах: http://bmrz-zakharov.narod.ru/raschet/to.htm и https://www.elec.ru/articles/raschet-ustavok-dlya-cifrovyh-ustrojstv-relejno/
2. Гондуров С.А., Михалев С.В., Пирогов М.Г., Захаров О.Г. Расчет уставок для цифровых устройств релейной защиты. Дифференциальная защита электродвигателя. //Материал размещен на странице http://bmrz-zakharov. narod.ru/raschet/DZT_DTO.htm
3. Королев Е.П., Либерзон Э.М. Расчеты допустимых нагрузок в токовых цепях релейной защиты. М.: Энергия, 1980.
4. Правила устройства электроустановок. М.: Госэнергонадзор России, 1998, 608 с.
5. Шабад М.А. Трансформаторы тока в схемах релейной защиты. Экспериментальная и расчетная проверки. Конспект лекций. СПб, ПЭИПК, 2010.
6. Шнеерсон Э.М. Цифровая релейная защита. М.: Энергоатомиздат, 2007, 549 с.
7. Александров А.М. Выбор уставок срабатывания защит асинхронных электродвигателей напряжением выше 1 кВ. М.: Энергоатомиздат, 1987/
8. Информация об алгоритмах, выполняемых блоками БМРЗ и БМРЗ-100 различных исполнений и модификаций // Материал размещен на странице: http://bmrz-zakharov.narod.ru/algoritmy.htm
9. Алгоритмы защиты, выполняемые БМРЗ// Материал размещен на странице: http://bmrz-zakharov.narod.ru/new/_ANSI.htm
10. Гондуров С.А., Михалев С.В., Пирогов М.Г., Захаров О.Г.Расчет уставок для цифровых устройств релейной защиты. Часть 3. Алгоритм дифференциальной защиты электродвигателя с торможением.// Материал размещен на странице: http://bmrz-zakharov.narod.ru/raschet/DZT_DTO2.htm//
11. Слодарж М.И. Режимы работы, релейная защита и автоматика синхронных двигателей. М.: Энергия, 1977.
12. Шабад М.А. Защита от однофазных замыканий на землю в сетях 6-35 кВ. СПб, ПЭИПК, 2001
13. Рекомендации по выбору алгоритмов зашит электродвигателей, предусмотренных в блоках БМРЗ и БМРЗ-100// Материал размещен на странице: http://bmrz-zakharov.narod.ru/Zash.htm
14. Гондуров С.А., Михалев С.В., Пирогов М.Г., Захаров О.Г.Расчет уставок для цифровых устройств релейной защиты. Часть 4. Защита от замыканий на землю// Материал размещен на странице: http://bmrz-zakharov.narod.ru/raschet/ZZ2.htm
15. ГОСТ 183-74. Межгосударственный стандарт. Машины электрические вращающиеся. Общие технические условия, изд. июль 2001 г. (отменен 01.07.2010 г)
16. ГОСТ Р 52776-2007. Национальный стандарт РФ. Машины электрические вращающиеся. Номинальные данные и характеристики. (введен 01.01.2008 г.)
17. Корогодский В.И., Кужеков С.Л., Паперно Л.Б. Релейная защита электродвигателей напряжением выше 1 кВ. — М.:Энергоатомиздат, 1987
18. Гондуров С.А., Михалев С.В., Пирогов М.Г., Захаров О.Г. Расчет уставок для цифровых устройств релейной защиты. Часть 5 Защита электродвигателей от перегрузки. Материал размещен на странице: http://www.bmrz-zakharov.narod.ru/raschet/overload.htm
19. Исследование цифровых устройств защиты электродвигателей серии БМРЗ-Д на физической модели.// Статья размещена на странице: http://www.olgezaharov.narod.ru/BMRZ-D.pdf
20. ГОСТ 8865-93. Межгосударственный стандарт. Системы электрической изоляции. Оценка нагревостойкости и и классификация.
21. Сыромятников И.А. Режимы работы асинхронных и синхронных двигателей. М.: Энергоатомиздат, 1984.
22. Захаров О.Г., Фрейцис И.И. Метод определения коэффициента загрузки асинхронного электродвигателя.//Вопросы судостсроения, серия Судовая электротехника и связь, 1985, вып.  42, С.78
23. Захаров О.Г., Фрейцис И.И. Энергосберегающий метод испытаний на нагревание судового электрооборудования.// Вопросы судостроения, серия Промышленная энергетика, 1983, вып. 3 , С. 82.
24. ГОСТ 13109-97. Межгосударственный стандарт. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.
25. ДИВГ.648228.001 Д3.Методические указания по расчету уставок защит синхронных и асинхронных электродвигателей 6 — 10 кВ.// Материал размещен на странице: http://rzdoro.narod.ru/mtr_1.files/murz_6_10.pdf

[1] kmax — предельная кратность перегрева относительно перегрева при номинальном токе

[2] Нумерация формул продолжает нумерацию, начатую в [1]

Гондуров С.А., Михалев С.В.,
Пирогов М.Г., Захаров О.Г.,
НТЦ «Механотроника», С-Петербург

схема, принцип действия, технические характеристики

Что представляет собой тепловое реле, для чего оно служит? На чем основан принцип действия устройства, и какими характеристиками оно обладает? Что нужно учитывать при выборе реле и его установке? На эти и другие вопросы вы найдете ответы в нашей статье. Также мы рассмотрим основные схемы подключения реле.

Что такое тепловое реле для электродвигателя

Прибором под названием тепловое реле (ТР) называют ряд устройств, разработанных для защиты электромеханических машин (двигателей) и аккумуляторных батарей от перегрева при токовых перегрузках. Также реле этого типа присутствуют в электрических цепях, осуществляющих контроль температурного режима на стадии выполнения разных технологических операций в производстве и схемах нагревательных элементов.

Базовым компонентом, встроенным в тепловое реле, является группа металлических пластин, части которых имеют разный коэффициент теплового расширения (биметалл). Механическая часть представлена подвижной системой, связанной с электрическими контактами защиты. Электротепловое реле обычно идет вместе с магнитным пускателем и автоматом защиты.

Принцип действия устройства

Тепловые перегрузки в двигателях и других электрических устройствах происходят тогда, когда величина проходящего через нагрузку тока превышает номинальный рабочий ток аппарата. На свойстве тока разогревать проводник при прохождении и построено ТР. Встроенные в него биметаллические пластины рассчитаны на определенную токовую нагрузку, превышение которой приводит к сильной их деформации (изгибу).

Пластины надавливают на подвижный рычаг, который, в свою очередь, воздействует на защитный контакт, размыкающий цепь. По сути, ток, при котором цепь разомкнулась, и есть током срабатывания. Его величина эквивалентна температуре, превышение которой может привести к физическому разрушению электрических приборов.

Современные ТР имеют стандартную группу контактов, одна пара которых является нормально замкнутой – 95, 96; другая – нормально разомкнутой – 97, 98. Первая предназначена для подключения пускателя, вторая – для схем сигнализации. Тепловое реле для электродвигателя способно работать в двух режимах. Автоматический предусматривает самостоятельное включение контактов пускателя при охлаждении пластин. В ручном режиме контакты в исходное состояние возвращает оператор, нажимая на кнопку «сброс». Также можно отрегулировать порог срабатывания устройства путем вращения подстроечного винта.

Еще одной функцией защитного устройства является отключение двигателя при обрыве фазы. В таком случае двигатель также перегревается, потребляя больший ток, и, соответственно, пластины реле разрывают цепь. Для предотвращения воздействия токов короткого замыкания, от которого ТР не в силах защитить двигатель, в цепь обязательно включают автомат защиты.

Виды тепловых реле

Существуют следующие модификации устройств – РТЛ, ТРН, РТТ и ТРП.

• Особенности ТРП-реле. Устройство этого типа подходит для применения в условиях повышенной механической нагрузки. Оно обладает ударопрочным корпусом и вибростойким механизмом. Чувствительность элемента автоматики не зависит от температуры окружающего пространства, так как точка срабатывания лежит за пределом в 200 градусов по Цельсию. В основном применяют с двигателями асинхронного типа трехфазного питания (предел по току – 600 ампер и питание – до 500 вольт) и в цепях тока постоянного величиной до 440 вольт. Схема реле предусматривает специальный нагревательный элемент для передачи тепла пластине, а также плавную регулировку изгиба последней. За счет этого можно менять предел срабатывания механизма до 5 %.

• Особенности РТЛ-реле. Механизм устройства выполнен таким образом, что позволяет защищать нагрузку электродвигателя от перегрузок по току, а также в тех случаях, когда произошел обрыв фазы, и возникла фазовая асимметрия. Рабочий диапазон по току лежит в пределах 0.10-86.00 ампер. Бывают модели, совмещенные с пускателями либо нет.
• Особенности РТТ-реле. Назначением является защита двигателей асинхронных, где ротор коротко замкнут, от токовых скачков, а также в случаях несоответствия фаз. Бывают встроены в магнитные пускатели и в схемы, управляемые электроприводами.

Технические характеристики

Самая важная характеристика теплового реле для электродвигателя – это зависимость скорости отключения контактов от величины тока. Она показывает быстродействие устройства при перегрузках и называется время-токовым показателем.

К основным характеристикам относят:

• Номинальный ток. Это рабочий ток, на который рассчитано срабатывание устройства.
• Номинальный ток рабочей пластины. Ток, при котором биметалл способен деформироваться в рабочем пределе без необратимых нарушений.
• Пределы регулировки уставки по току. Диапазон тока, в котором реле будет срабатывать, выполняя защитную функцию.

Как подключить реле в схему

Чаще всего ТР подключают к нагрузке (двигателю) не напрямую, а через пускатель. В классической схеме подключения в качестве управляющего контакта используют КК1.1, который в исходном состоянии замкнут. Силовая группа (через нее идет электричество на двигатель) представлена КК1-контактом.

В момент, когда автомат защиты подает фазу, питающую цепь через стоп-кнопку, она проходит на кнопку «пуск» (3 контакт). При нажатии последней питание получает обмотка пускателя, а он, в свою очередь, подключает нагрузку. Фазы, поступающие на двигатель, также проходят через биметаллические пластины реле. Как только величина проходящего тока начинает превышать номинальный, защита срабатывает и обесточивает пускатель.

Следующая схема очень похожа на выше описанную с тем лишь отличием, что КК1.1-контакт (95-96 на корпусе) включен в ноль обмотки пускателя. Это более упрощенный вариант, который широко применяют. При реверсивной схеме подключения двигателя в цепи присутствуют два пускателя. Управление ними при помощи теплового реле возможно только, когда последнее включено в разрыв нулевого провода, являющегося общим для обоих пускателей.

Выбор реле

Главный параметр, по которому выбирают тепловое реле для электродвигателя, – это номинальный ток. Этот показатель высчитывают, опираясь на величину рабочего (номинального) тока электродвигателя. Идеально, когда ток срабатывания устройства выше рабочего в 0,2-0,3 раза при продолжительности перегрузки в треть часа.

Следует различать кратковременную перегрузку, где греется лишь провод обмотки электромашины, от перегрузки длительной, которую сопровождает разогрев всего корпуса. В последнем варианте нагрев продолжается до часа, и, следовательно, лишь в этом случае целесообразно применение ТР. На выбор теплового реле также влияют внешние факторы эксплуатации, а именно температура окружающей среды и ее стабильность. При постоянных скачках температуры необходимо, чтобы схема реле имела встроенную температурную компенсацию типа ТРН.

Что нужно учитывать при установке реле

Важно помнить, что биметаллическая пластина может нагреваться не только от проходящего тока, но и от температуры окружения. Это в первую очередь влияет на скорость срабатывания, хотя перегрузок по току может и не быть. Другой вариант, когда реле защиты двигателя попадает в зону принудительного охлаждения. В этом случае, наоборот, двигатель может испытывать тепловую перегрузку, а устройство защиты не срабатывать.

Чтобы избежать подобных ситуаций, следует придерживаться таких правил установки:

• Выбирать реле с допустимо большей температурой срабатывания без ущерба для нагрузки.
• Устанавливать защитное устройство в помещении, где расположен сам двигатель.
• Избегать мест повышенного теплового излучения или близость кондиционеров.
• Применять модели, имеющие функцию встроенной термокомпенсации.
• Пользоваться регулировкой срабатывания пластины, настраивать в соответствии с фактической температурой в месте установки.

Заключение

Все электромонтажные работы по подключению реле и прочего высоковольтного оборудования должен выполнять квалифицированный специалист, имеющий допуск и профильное образование. Самостоятельное проведение подобных работ сопряжено с опасностью для жизни и работоспособности электрических устройств. Если же все-таки необходимо разобраться с тем, как подключить реле, при его покупке нужно требовать распечатку схемы, которая обычно идет в комплекте с изделием.

Термозащита электродвигателей от перегрева

Внутренняя защита, встраиваемая в обмотки или клеммную коробку

Для чего нужна встроенная защита двигателя, если электродвигатель уже оснащён реле перегрузки и плавкими предохранителями? В некоторых случаях реле перегрузки не регистрирует перегрузку электродвигателя. Например, в ситуациях:

• 
  Когда электродвигатель закрыт (недостаточно охлаждается) и медленно нагревается до опасной температуры.
• 
  При высокой температуре окружающей среды.
• 
  Когда наружная защита двигателя настроена на слишком высокий ток срабатывания или установлена неправильно.
• 
  Когда электродвигатель перезапускается несколько раз в течение короткого периода времени и пусковой ток нагревает электродвигатель, что в конечном счёте, может его повредить.

Уровень защиты, который может обеспечить внутренняя защита, указывается в стандарте IEC 60034-11.

Обозначение TP

TP — аббревиатура «thermal protection» — тепловая защита. Существуют различные типы тепловой защиты, которые обозначаются кодом TP (TPxxx). Код включает в себя:

• 
  Тип тепловой перегрузки, для которой была разработана тепловая защита (1-я цифра)
• 
  Число уровней и тип действия (2-я цифра)
• 
  Категорию встроенной тепловой защиты (3-я цифра)

В электродвигателях насосов, самыми распространёнными обозначениями TP являются:

TP 111: Защита от постепенной перегрузки

TP 211: Защита как от быстрой, так и от постепенной перегрузки.

Изображение допустимого температурного уровня при воздействии на электродвигатель высокой температуры. Категория 2 допускает более высокие температуры, чем категория 1.

Все однофазные электродвигатели Grundfos оснащены защитой двигателя по току и температуре в соответствии с IEC 60034-11. Тип защиты двигателя TP 211 означает, что она реагирует как на постепенное, так и на быстрое повышение температуры.

Сброс данных в устройстве и возврат в начальное положение осуществляется автоматически. Трёхфазные электродвигатели Grundfos MG мощностью от 3.0 кВт стандартно оборудованы датчиком температуры PTC. 

Эти электродвигатели были испытаны и одобрены как электродвигатели TP 211, которые реагируют и на медленное, и на быстрое повышение температуры. Другие электродвигатели, используемые для насосов Grundfos (MMG модели D и E, Siemens, и т.п.), могут быть классифицированы как TP 211, но, как правило, они имеют тип защиты TP 111.

Необходимо всегда учитывать данные, указанные на фирменной табличке. Информацию о типе защиты конкретного электродвигателя можно найти на фирменной табличке — маркировка с буквенным обозначением TP (тепловая защита) согласно IEC 60034-11. Как правило, внутренняя защита может быть организована при помощи двух типов устройств защиты: Устройств тепловой защиты или терморезисторов.

Устройства тепловой защиты, встраиваемые в клеммную коробку

В устройствах тепловой защиты, или термостатах, используется биметаллический автоматический выключатель дискового типа мгновенного действия для размыкания и замыкания цепи при достижении определённой температуры. Устройства тепловой защиты называют также «кликсонами» (по названию торговой марки от Texas Instruments). Как только биметаллический диск достигает заданной температуры, он размыкает или замыкает группу контактов в подключённой схеме управления. Термостаты оснащены контактами для нормально разомкнутого или нормально замкнутого режима работы, но одно и то же устройство не может использоваться для двух режимов. Термостаты предварительно откалиброваны производителем, и их установки менять нельзя. Диски герметично изолированы и располагаются на контактной колодке.

Через термостат может подаваться напряжение в цепи аварийной сигнализации — если он нормально разомкнут, или термостат может обесточивать электродвигатель — если он нормально замкнут и последовательно соединён с контактором. Так как термостаты находятся на наружной поверхности концов катушки, то они реагируют на температуру в месте расположения. Применительно к трёхфазным электродвигателям термостаты считаются нестабильной защитой в условиях торможения или в других условиях быстрого изменения температуры. В однофазных электродвигателях термостаты служат для защиты при блокировке ротора.

Тепловой автоматический выключатель, встраиваемый в обмотки

Устройства тепловой защиты могут быть также встроены в обмотки, см. иллюстрацию.

Они действуют как сетевой выключатель как для однофазных, так и для трёхфазных электродвигателей. В однофазных электродвигателях мощностью до 1,1 кВт устройство тепловой защиты устанавливается непосредственно в главном контуре, чтобы оно выполняло функцию устройства защиты на обмотке. Кликсон и Термик — примеры тепловых автоматических выключателей. Эти устройства называют также PTO (Protection Thermique a Ouverture).

Внутренняя установка

В однофазных электродвигателях используется один одинарный тепловой автоматический выключатель. В трёхфазных электродвигателях — два последовательно соединённых выключателя, расположенных между фазами электродвигателя. Таким образом, все три фазы контактируют с тепловым выключателем. Тепловые автоматические выключатели можно установить на конце обмоток, однако это приводит к увеличению времени реагирования. Выключатели должны быть подключены к внешней системе управления. Таким образом электродвигатель защищается от постепенной перегрузки. Для тепловых автоматических выключателей реле — усилителя не требуется.

Тепловые выключатели НЕ ЗАЩИЩАЮТ двигатель при блокировке ротора.

Принцип действия теплового автоматического выключателя

На графике справа показана зависимость сопротивления от температуры для стандартного теплового автоматического выключателя. У каждого производителя эта характеристика своя. TN обычно лежит в интервале 150-160 °C.

Подключение

Подключение трёхфазного электродвигателя со встроенным тепловым выключателем и реле перегрузки.

Обозначение TP на графике

Защита по стандарту IEC 60034-11:

TP 111 (постепенная перегрузка). Для того чтобы обеспечить защиту при блокировке ротора, электродвигатель должен быть оборудован реле перегрузки.

Терморезисторы, встраиваемые в обмотки

Второй тип внутренней защиты — это терморезисторы, или датчики с положительным температурным коэффициентом (PTC). Терморезисторы встраиваются в обмотки электродвигателя и защищают его при блокировке ротора, продолжительной перегрузке и высокой температуре окружающей среды. Тепловая защита обеспечивается с помощью контроля температуры обмоток электродвигателя с помощью PTC датчиков. Если температура обмоток превышает температуру отключения, сопротивление датчика меняется соответственно изменению температуры.

В результате такого изменения внутренние реле обесточивают контур управления внешнего контактора. Электродвигатель охлаждается, и восстанавливается приемлемая температура обмотки электродвигателя, сопротивление датчика понижается до исходного уровня. В этот момент происходит автоматическое приведение модуля управления в исходное положение, если только он предварительно не был настроен на сброс данных и повторное включение вручную.

Если терморезисторы установлены на концах катушки самостоятельно, защиту можно классифицировать только как TP 111. Причина в том, что терморезисторы не имеют полного контакта с концами катушки, и, следовательно, не могут реагировать так быстро, как если бы они изначально были встроены в обмотку.

Система, чувствительная к температуре терморезистора, состоит из датчиков с положительным температурным коэффициентом (PTC), устанавливаемых последовательно, и твердотельного электронного выключателя в закрытом блоке управления. Набор датчиков состоит из трёх — по одному на фазу. Сопротивление в датчике остаётся относительно низким и постоянным в широком диапазоне температур, с резким увеличением при температуре срабатывания. В таких случаях датчик действует как твердотельный тепловой автоматический выключатель и обесточивает контрольное реле. Реле размыкает цепь управления всего механизма для отключения защищаемого оборудования. Когда температура обмотки восстанавливается до допустимого значения, блок управления можно привести в прежнее положение вручную.

Все электродвигатели Grundfos мощностью от 3 кВт и выше оснащены терморезисторами. Система терморезисторов с положительным температурным коэффициентом (PTC) считается устойчивой к отказам, так как в результате выхода из строя датчика или отсоединении провода датчика возникает бесконечное сопротивление, и система срабатывает так же, как при повышении температуры, — происходит обесточивание контрольного реле.

Принцип действия терморезистора

Критические значения зависимости сопротивление/ температура для датчиков системы защиты электродвигателя определены в стандартах DIN 44081/ DIN 44082.

На кривой DIN показано сопротивление в датчиках терморезистора в зависимости от температуры.

По сравнению с PTO терморезисторы имеют следующие преимущества:

• 
  Более быстрое срабатывание благодаря меньшему объёму и массе
• 
  Лучше контакт с обмоткой электродвигателя
• 
  Датчики устанавливаются на каждой фазе
• 
  Обеспечивают защиту при блокировке ротора

Обозначение TP для электродвигателя с PTC

Защита двигателя TP 211 реализуется, только когда терморезисторы PTC полностью установлены на концах обмоток на заводе-изготовителе. Защита TP 111 реализуется только при самостоятельной установке на месте эксплуатации. Электродвигатель должен пройти испытания и получить подтверждение о соответствии его маркировке TP 211. Если электродвигатель с терморезисторами PTC имеет защиту TP 111, он должен быть оснащён реле перегрузки для предотвращения последствий заклинивания.

Соединение

На рисунках справа представлены схемы подключения трёхфазного электродвигателя, оснащённого терморезисторами PTC, с расцепителями Siemens. Для реализации защиты как от постепенной, так и от быстрой перегрузки, мы рекомендуем следующие варианты подключения электродвигателей, оснащённых датчиками PTC, с защитой TP 211 и TP 111.

Электродвигатели с защитой TP 111

Если электродвигатель с терморезистором имеет маркировку TP 111, это значит, что электродвигатель защищён только от постепенной перегрузки. Для того чтобы защитить электродвигатель от быстрой перегрузки, электродвигатель должен быть оборудован реле перегрузки. Реле перегрузки должно подключаться последовательно к реле PTC.

Электродвигатели с защитой TP 211

Защита TP 211 двигателя обеспечивается, только если терморезистор PTC полностью встроен в обмотки. Защита TP 111 реализуется только при самостоятельном подключении.

Терморезисторы разработаны в соответствии со стандартом DIN 44082 и выдерживают нагрузку Umax 2,5 В DC. Все отключающие элементы предназначены для приёма сигналов от терморезисторов DIN 44082, т.е терморезисторов компании Siemens.

Обратите внимание: Очень важно, чтобы встроенное устройство PTC было последовательно соединено с реле перегрузки. Многократные повторные включения реле перегрузки могут привести к сгоранию обмотки в случае блокировки электродвигателя или пуска при высокой инерции. Поэтому очень важно, чтобы температурные показатели и данные по потребляемому току устройства PTC и реле.

Выбор уставок теплового реле — МегаЛекции

Тепловое реле обеспечивает защиту двигателей от перегрузки. Тепловое реле выбирают так, чтобы максимальный ток продолжительного режима с данным тепловым элементом был не меньше номинального тока защищаемого электродвигателя, а ток уставки реле был равен допустимому току перегрузки или несколько больше длительного тока защищаемого двигателя (в пределах 5%).

Номинальный ток нагревательного элемента теплового реле или комбинированного расцепителя выбирается из условия

. (4.13)

Определим ток уставки (срабатывания) тепловых реле

1 для главного двигателя

Для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором ток уставки теплового реле определяется по формуле

; (4.14)

А.

Выбираем тепловое реле ТРП-600 [5, с. 125]. Данные заносим в таблицу 4.8.

Таблица 4.8 – Данные выбранного теплового реле для главного привода

2 для вспомогательного двигателя

Для двигателей постоянного тока ток уставки теплового реле определяется по формуле

. (4.15)

А. По данным расчетов выбираем тепловое реле ТРП-25 [5, с. 125]. Данные заносим в таблицу 4.9.

Таблица 4.9 – Данные теплового реле для вспомогательного привода

4.6 Расчет и выбор трансформаторов и выпрямителей управления

Выбор трансформатора, питающего цепь управления переменного тока, производится по двум условиям:

1 Мощность трансформатора должна быть не меньше суммарной мощности, потребляемой максимальным числом одновременно включенных аппаратов в длительном режиме работы.

, (4.16)

где – максимальное число одновременно включенных аппаратов;

– номинальная мощность катушки i-аппарата, В∙А.

2 Падение напряжения в трансформаторе во всех режимах работы не должно превышать допустимой величины, для чего должно выполняться условие

, (4.17)

где – напряжение короткого замыкания, %;

– падение напряжения в трансформаторе, %;

– коэффициент мощности катушки аппарата при включении;

– число одновременно включаемых аппаратов;

– мощность, потребляемая катушкой i-аппарата при включении

– коэффициент мощности работающего аппарата;

– число включенных аппаратов.

Для катушек контакторов и реле определяется по формуле

, (4.18)

где – кратность включения катушек.

Принимаем для трансформаторов ОСМ % и %, а для катушек аппаратов и . Тогда условие (4.17) имеет вид

. (4.19)

Так как трансформатор имеет две вторичные обмотки, то рассчитываем мощность каждой вторичной обмотки, а мощность трансформатора , В∙А, определяется

, (4.20)

где – мощность обмотки для питания цепи управления, В∙А;

– мощность обмотки для питания цепи местного освещения, В∙А.

Определяем мощность по условиям (4.16) и (4.19)

В∙А.

В∙А.

В∙А.

Принимаем В∙А.

Определяем мощность по условиям (4.16) и (4.19)

В∙А.

В∙А.

153,75В∙А.

Принимаем В∙А.

Находим мощность трансформатора по условию (4.20)

В∙А.

Принимаем к установке трансформатор ОСМ-1,2 с 200 кВ∙А [6, с. 85]. Данные заносим в таблицу 4.10.

Таблица 4.10 – Данные выбранного трансформатора

Для выбора диодов выпрямителя производим следующие расчеты:

1 Определяем среднее значение тока вентиля , А

, (4.22)

где – коэффициент схемы для тока вентиля, принимаем .

A.

2 Выпрямленная ЭДС преобразователя , В

, (2.23)

где .

В.

3 Найдем максимальную величину обратного напряжения , В, прикладываемого к запертому диоду

, (4.24)

где – отношение максимального обратного напряжения к выпрямленной ЭДС. Принимаем .

В.

4 Произведем выбор диодов исходя из условий

(4.25)

А

(4.26)

В

Выбираем к установке диоды 2Д2999В [6, с. 188]. Данные заносим в таблицу 4.11.

Таблица 4.11 – Данные выбранных диодов

5 Выбор типа и сечения проводов и кабелей

Области применения кабелей и проводов должны соответствовать требованиям стандартов и технических условий, а также правил устройства электроустановок.

Допускается использовать контрольные кабели для подключения до двух электроприемников напряжением до 1 кВ и мощностью до 10 кВт, относящихся к одной технологической линии.

Для присоединения к неподвижным электроприемникам применяют провода и кабели с алюминиевыми жилами. Провода и кабели с медными жилами следует применять для присоединения к переносным, передвижным и установленным на виброизолирующих опорах электроприемникам, а также в случаях, оговоренных ПУЭ. Кабели и провода, присоединяемые к переносным, передвижным и установленным на виброизолирующих опорах электроприемникам, должны быть гибкими.

Электропроводки станков и машин выполняют проводами и кабелями преимущественно в поливинилхлоридной изоляции. Согласно общим техническим условиям для проводок станков применяют медные провода сечением не менее 1 , лишь в цепях усилительных устройств разрешается применять непосредственно на станках провода сечением 0,75 мм², на панелях и в обмотках 0,5 – 0,35 мм².

Выбор сечения проводов и кабелей производится по следующим условиям:

1 По нагреву

, (5.1)

где – ток потребляемый двигателем, А;

– поправочный коэффициент на условиях прокладки. Принимаем . [7, c. 29]

2 По соответствию выбранному аппарату защиты

, (5.2)

где – номинальный ток расцепителя аппарата защиты;

– коэффициент защиты. Для автоматических выключателей . [7, с. 107]

Произведем выбор питающего кабеля для главного привода:

А.

А.

Так как двигатель станка является неподвижным электроприемником, то для его питания выбираем провод с алюминиевыми жилами АПР 3(1×50) мм² с А [7, с. 109].

Произведем выбор питающего кабеля для вспомогательного привода:

А.

А.

Выбираем провод АПР 3(1×4) мм² с А [7, с. 109].

Произведем выбор питающего провода для цепи управления:

А.

Выбираем провод АПР 3(1×2)+1×2 мм² с А [7, с. 109].

Произведем выбор кабеля для питающей цепи:

А.

А.

Выбираем кабель АВВГ 3(1×50) + 1×35 мм² с А [7, с. 109].

Данные заносим в таблицу 5.1.

Таблица 5.1 – Данные выбранных кабелей и проводов

Продолжение таблицы 5.1

6 Охрана труда при эксплуатации станка

Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Тепловое реле — принцип работы, виды, устройство. Инструкция как выбрать и подключить оборудование

Для безопасности эксплуатации электротехнического оборудования должны использоваться специальные приспособления, которые контролируют соответствие условий и параметров работы нормативным требованиям. Одним из таких устройств является тепловое реле, не допускающее перегрев приборов.

Краткое содержимое статьи:

Назначение устройства

Высокая нагрузка, которую испытывают электродвигатели, обусловливает рост потребления электроэнергии в процессе функционирования. Это часто приводит к превышению нормативных параметров работы оборудования. Перегрузка в электрической цепи является причиной быстрого роста температуры. А она, в свою очередь, вызывает появление неисправностей и аварий.

Назначение теплового реле состоит в создании предпосылок для поддержания нормальных условий эксплуатации посредством возможности отключения электроэнергии при перегрузках и риске аварии.

Это устройство замыкает или размыкает цепь по сигналу, поступающему от агрегата в зависимости от текущей рабочей температуры. В результате электродвигатель защищается от токовых перегрузок.

Среди преимуществ данного устройства можно отметить:

• компактные размеры;
• незначительный вес;
• несложность конструктивного исполнения;
• долговечность эксплуатации;
• доступность по цене.

Но при этом потребуется периодическая проверка работоспособности и настройка.

Принципы работы

В тепловом реле чаще всего присутствуют две биметаллические пластины. Они имеют разные коэффициенты расширения – у одной этот параметр больший по величине, а у другой меньший. Там где пластины прилегают друг к другу, обеспечивается их жесткое крепление или прокатом, или сваркой.

При нагревании неподвижно закрепленной пластины происходит ее изгиб. Эта особенность и лежит в основе принципа действия теплового реле. Часто в качестве применяемых материалов выступают инвар и сталь немагнитного или хромированного исполнения.

Биметаллическая часть начинает нагреваться вследствие воздействия тепла. Оно выделяется в пластине нагрузочным током. Но нагрев также может производиться и по другой схеме – через нагреватель, по которому идет ток.

Наиболее высокие показатели эффективности работы реле обеспечиваются при комбинированном способе нагревания – от тепла тока, идущего через пластину, и от нагревателя. После того как пластинка прогнется, ее свободный конец взаимодействует с контактным блоком реле.

Разновидности приспособлений

Применение находят разнообразные типы тепловых реле, которые имеют разные параметры действия и свою сферу использования:

РТЛ – является трехфазной модификацией. Она эффективна при защите моторов электрического типа от перегрузок, роторного заклинивания, фазного перекоса или длительного запуска. Такое реле можно крепить на клеммы ПМЛ на пускателе или непосредственно на КРЛ при самостоятельной эксплуатации.

РТТ – также трехфазный вариант, но применяют его при создании систем безопасности эксплуатации короткозамкнутых моторов. Реле может защитить от продолжительного запуска или заклинивания. Крепится на пускатель ПМЕ и ПМА в корпусной его части или же на отдельную панель при самостоятельной работе.

РТИ – работает при наличии трехфазного питания и защищает двигатели от тяжелых режимов. Для установки используется корпус пускателя типа КМИ или КМТ.

ТРН – устройство на 2 фазы для контроля пуска и последующего функционирования. Предусмотрен ручной способ перевода контактов в первоначальный вид. Преимущество – отсутствие влияния температурного режима вовне.

Твердотельное 3-х фазное с подвижными элементами. Работает с той же целью, что и другие модификации, но может эксплуатироваться даже в условиях риска взрывных явлений. Это обусловлено нечувствительностью к состоянию среды.

РТК – отслеживает состояние и изменение одного показателя, а сам термоконтроль производится щупом.

РТЭ – является непосредственным элементом конструкции агрегата. Оно состоит из проводника, изготовленного из особого сплава. При достижении температурой определенного уровня материал начинает плавиться.

На фото теплового реле можно рассмотреть особенности конструкции отдельных их видов. Эти отличия нужно принимать во внимание при выборе необходимого вам для конкретной ситуации компонента.

Как выбирать

Перед тем, как изучать инструкцию для подключения теплового реле, необходимо изучить основные критерии, на основании которых это устройство выбирается. Важным параметром является связь между нагрузочным током и периодом срабатывания устройства.

Учитывают также и состояние, которое станет сигналом для активизации реле – холодное или перегретое. При этом нагревательные компоненты отличаются термической неустойчивостью в ситуации, когда действуют токи короткого замыкания.

Показатель номинальной нагрузки двигателя является основой для расчета требуемого тока реле. Как правило, термореле будет срабатывать, если в течение 20-30 минут имеет место перегрузка в 20-30%. Причем постоянная компонента периода нагревания электродвижка находится в зависимости от времени перегрузки.

Если такое превышение нормативной нагрузки незначительно по времени, то постоянная будет равна 5-10 минутам. А вот в ситуации длительных отклонений в нагреве будет задействована не одна обмотка, а вся масса движка. Тогда параметр постоянной нагрева растет до 40 минут или 1 часа.

Учитывают и зависимость нагрева пластины от температуры среды. Если окружающее пространство нагревается, то и ток, при котором реле активизируется, будет меньше. Поэтому при отклонении температуры от номинала требуется дополнительная регулировка реле. Также его следует ставить в тех же условиях, в которых работает и сам агрегат.

Существуют и другие значимые характеристики тепловых реле:

• напряжение силового типа;
• параметры регулировочных контактов;
• мощность при запуске контактов;
• пределы срабатывания;
• восприимчивость фазных перекосов;
• класс выключения.

Особенности подключения

Часто используемая схема подключения теплового реле своими руками предполагает использование контакта постоянно замкнутого типа. Этот контакт (NC или НЗ по маркировке) функционирует в последовательной связи с отключающей кнопкой «стоп», расположенной на пульте управления.

В стандартных условиях такой контакт связан с подключением системы сигнализации, которая дает информацию об активизации защиты агрегата. В усложненных схемах возможно построение механизма аварийного размыкания цепи и остановки двигателя.

Само термореле находится в цепи после контакторов, но перед двигателем. Включение размыкающегося реле производится кнопкой «стоп». При этом используется последовательная схема.

Тепловые реле являются эффективным способом обезопасить работу электродвигателя. Они имеют различные характеристики, сферу применения, отличаются стоимостью. Поэтому целесообразно заранее определиться с наиболее подходящим типом устройства, ориентируясь на модели от проверенных производителей.

Фото теплового реле

Руководство по выбору тепловых реле перегрузки

Продукты и услуги

• Все
• Новости и аналитика
• Продукты и услуги
• Библиотека стандартов
• Справочная библиотека
• Сообщество

ПОДПИСАТЬСЯ

АВТОРИЗОВАТЬСЯ

Я забыл свой пароль.

Нет учетной записи?

Зарегистрируйтесь здесь.

Дом

Новости и аналитика

Последние новости и аналитика
Аэрокосмическая промышленность и оборона
Автомобильная промышленность
Строительство и Строительство
Потребитель
Электроника
Энергия и природные ресурсы
Окружающая среда, здоровье и безопасность
Еда и напитки
Естественные науки
Морской
Материалы и химикаты
Цепочка поставок
Пульс360
При поддержке AWS Welding Digest

Товары

Строительство и Строительство
Сбор данных и обработка сигналов
Электрика и электроника
Контроль потока и передача жидкости
Жидкая сила
Оборудование для обработки изображений и видео
Промышленное и инженерное программное обеспечение
Промышленные компьютеры и встраиваемые системы
Лабораторное оборудование и научные инструменты
Производственное и технологическое оборудование
Погрузочно-разгрузочное и упаковочное оборудование

Тепловой шум | Формулы и калькулятор

Часто бывает необходимо рассчитать мощность теплового шума в системе.Это можно сделать с помощью формул / уравнений нашего онлайн-калькулятора

.

Электронный и радиочастотный шум Включает:
Тепловой шум
Формулы и калькулятор теплового шума

Темы о ВЧ-шуме:
Основы шума
Лавинный шум
Взрывной шум
Мерцающий шум
Фазовый шум
Дробовой шум

В частности, при проектировании и разработке радиочастот, RF необходимо производить расчеты теплового шума.В радиоприемниках радиочастотный тепловой шум является ключевым признаком, ограничивающим чувствительность радиоприемников.

Расчет теплового шума и знание его значения могут помочь улучшить производительность всей системы, позволяя предпринять правильные шаги для оптимизации производительности и принятия наилучших подходов.

Для расчета уровней теплового шума используются относительно простые формулы или уравнения. В дополнение к этому есть онлайн-калькулятор для дополнительной помощи.

Расчет базового теплового шума и уравнения.

Тепловой шум фактически представляет собой белый шум, охватывающий очень широкий спектр. Мощность шума пропорциональна ширине полосы. Следовательно, можно определить обобщенное уравнение для шумового напряжения в пределах заданной полосы пропускания, как показано ниже:

Где:
В = интегрированное среднеквадратичное значение напряжения между частотами f1 и f2
R = резистивная составляющая импеданса (или сопротивления) Ω
T = температура в градусах Кельвина
(Кельвин — это шкала абсолютного нуля, поэтому Кельвин = Цельсий + 27316)
f1 и f2 = нижний и верхний пределы требуемой полосы пропускания

В большинстве случаев резистивная составляющая импеданса остается постоянной в требуемой полосе пропускания. Следовательно, можно упростить уравнение теплового шума до:

Где:
B = полоса пропускания в Гц

Расчет теплового шума для комнатной температуры

Уровень теплового шума можно рассчитать для комнатной температуры, 20 ° C или 290 ° K. Чаще всего это вычисляется для полосы пропускания 1 Гц, поскольку отсюда легко масштабировать, поскольку мощность шума пропорциональна ширине полосы.Чаще всего сопротивление составляет 50 Ом.

V = 4 (1,3803 10-23) 290 50 1

V = 0,9 нВ

Расчет мощности теплового шума

Хотя приведенные выше расчеты теплового шума выражены в терминах напряжения, часто более полезно выразить тепловой шум в терминах уровня мощности.

Чтобы смоделировать это, необходимо рассматривать резистор с шумом как идеальный резистор, R, соединенный последовательно с источником шумового напряжения и подключенный к согласованной нагрузке.

P = V24R

P = (4 k T B R) 24 R

P = k T B

Примечание: видно, что мощность шума не зависит от сопротивления, только от полосы пропускания.

Обычно это значение выражается в дБмВт.

Тепловой шум в системе 50 Ом при комнатной температуре составляет -174 дБм / Гц.

Тогда легко соотнести это с другими полосами пропускания: поскольку уровень мощности пропорционален ширине полосы, удвоенный уровень полосы пропускания дает удвоенный уровень мощности (+ 3 дБ), а десятикратная полоса пропускания дает десятикратный уровень мощности (+ 10 дБ ).

Калькулятор теплового шума

Приведенный ниже расчет теплового шума дает простой метод определения различных значений теплового шума, которые могут потребоваться.

Расчет теплового шума для обычных полос частот

В таблице ниже представлены расчеты минимального уровня теплового шума для различных стандартных полос частот и общих приложений.

Эти значения мощности теплового шума легко вычислить с помощью онлайн-калькулятора или формул, но таблица представляет собой удобную справочную информацию.

Дополнительные основные понятия:
Напряжение
ток
Сопротивление
Емкость
Сила
Трансформеры
RF шум
Децибел, дБ
Q, добротность

Вернуться в меню «Основные понятия». . .

Электричество для карточек HVAC

Электрод Карреля — реле температуры, уровня и частоты

Лучшее тепловое реле для двигателя — Выгодные предложения на тепловое реле для двигателя от Global теплового реле для продавцов двигателей

Отличные новости !!! Вы попали в нужное место для теплового реле для двигателя.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, которые предлагают быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, так как это лучшее тепловое реле для двигателя в кратчайшие сроки станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели тепловое реле для двигателя на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в тепловом реле для двигателя и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам разобраться, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести термореле для двигателя по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

Лучшее тепловое реле двигателя — Выгодные предложения на тепловое реле двигателя от глобальных продавцов теплового реле двигателя

Отличные новости !!! Вы попали в нужное место для теплового реле двигателя.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, которые предлагают быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку это тепловое реле двигателя высшего качества должно стать одним из самых востребованных бестселлеров в кратчайшие сроки. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели тепловое реле двигателя на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в тепловом реле двигателя и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам разобраться, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести тепловое реле двигателя по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

.