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

принцип работы, виды, схема подключения + регулировка и маркировка

Долговечность и надежность в эксплуатации любой установки с электрическим двигателем зависит от различных факторов. Однако в значительной мере на срок службы мотора влияют токовые перегрузки. Чтобы их предупредить подключают тепловое реле, защищающее основной рабочий орган электромашины.

Мы расскажем, как подобрать устройство, предсказывающее назревание аварийных ситуаций с превышением максимально допустимых показателей тока. В представленной нами статье описан принцип действия, приведены разновидности и их характеристики. Даны советы по подключению и грамотной настройке.

Содержание статьи:

Зачем нужны защитные аппараты?

Даже если электропривод грамотно спроектирован и используется без нарушения базовых правил эксплуатации, всегда остается вероятность возникновения неисправностей.

К аварийным режимам работы относят однофазные и многофазные КЗ, тепловые перегрузки электрооборудования, заклинивание ротора и разрушение подшипникового узла, обрыв фазы.

Функционируя в режиме повышенных нагрузок, электрический двигатель расходует огромное количество электроэнергии. А при регулярном превышении показателей номинального напряжения оборудование интенсивно нагревается.

В результате быстро изнашивается изоляция, что приводит к значительному снижению эксплуатационного срока электромеханических установок. Чтобы исключить подобные ситуации, в цепи электрического тока подключают реле тепловой защиты. Их основная функция – обеспечить нормальный режим работы потребителей.

Они отключают мотор с определенной выдержкой времени, а в некоторых случаях – мгновенно, чтобы предотвратить разрушение изоляции или повреждение отдельных частей электроустановки.

Токовое реле постоянно защищает электрический двигатель от обрыва фазы и технологических перегрузок, а также торможения ротора. Это главные причины, из-за которых возникают аварийные режимы

С целью не допустить понижение сопротивления изоляции задействуют устройства защитного отключения, ну а если поставлена задача предотвратить нарушение охлаждения, подключают специальные аппараты встроенной тепловой защиты.

Устройство и принцип работы ТР

Конструктивно стандартное электротепловое реле представляет собой небольшой аппарат, который состоит из чувствительной биметаллической пластины, нагревательной спирали, рычажно-пружинной системы и электрических контактов.

Биметаллическую пластину изготовляют из двух разнородных металлов, как правило, инвара и хромоникелевой стали, прочно соединенных вместе в процессе сварки. Один металл обладает большим температурным коэффициентом расширения, чем другой, поэтому нагреваются они с разной скоростью.

При токовой перегрузке незафиксированная часть пластины прогибается к материалу с меньшим значением коэффициента теплового расширения. Это оказывает силовое воздействие на систему контактов в защитном устройстве и активирует отключение электроустановки при перегреве.

В большинстве моделей механических тепловых реле есть две группы контактов. Одна пара – нормально разомкнутые, другая – замкнутые постоянно. Когда срабатывает защитное устройство, в контактах меняется состояние. Первые замыкаются, а вторые становятся разомкнутыми.

В электронных ТР задействуют специальные датчики и чувствительные зонды, реагирующие на повышение тока. В микропроцессоре таких защитных устройств запрограммированы параметры, определяющие ситуации, когда необходимо отключать подачу электропитания

Ток детектирует интегрированный трансформатор, после чего электроника обрабатывает полученные данные. Если значение тока в настоящий момент времени больше, чем уставка, импульс мгновенно передается прямо на выключатель.

Размыкая внешний контактор, реле с электронным механизмом блокирует нагрузку. Само устанавливается на контактор.

Биметаллическая пластина может быть нагрета непосредственно – за счет воздействия пикового тока нагрузки на металлическую полосу или косвенно, при помощи отдельного термоэлемента. Нередко эти принципы объединяют в одном аппарате тепловой защиты. При комбинированном нагреве прибор имеет лучшие рабочие характеристики.

После остывания пластина возвращается в исходное состояние. Коммутирующие контакты автоматически замыкаются либо нужно принудительно приводить их в замкнутое состояние

Базовые характеристики токового реле

Основной характеристикой коммутатора тепловой защиты является выраженная зависимость времени срабатывания от протекающего по нему тока — чем больше величина, тем быстрее он сработает. Это свидетельствует об определенной инерционности релейного элемента.

Направленное перемещение частиц-носителей заряда через любой электроприбор, и электрокотел, генерирует тепло. При номинальном токе его допустимая длительность стремится к бесконечности.

А при значениях, превышающих номинальные показатели, в оборудовании повышается температура, что приводит к преждевременному износу изоляции.

Обрыв цепи мгновенно блокирует дальнейший рост температурных показателей. Это дает возможность предупредить перегрев двигателя и предотвратить аварийный выход из строя электрической установки

Номинальная нагрузка самого мотора – ключевой фактор, определяющий выбор прибора. Показатель в интервале 1,2-1,3 обозначает успешное срабатывание при токовой перегрузке в 30% на временном отрезке в 1200 секунд.

Продолжительность перегрузки может негативно сказаться на состоянии электрооборудования — при кратковременном воздействии в 5-10 минут нагревается только обмотка мотора, которая имеет небольшую массу. А при длительных нагревается весь двигатель, что чревато серьезными поломками. Или вовсе может потребоваться замена сгоревшего оборудования новым.

Чтобы максимально уберечь объект от перегрузки, следует конкретно под него использовать реле тепловой защиты, время срабатывания которого будет соответствовать максимально допустимым показателям перегрузки конкретного электродвигателя.

На практике собирать под каждый тип мотора нецелесообразно. Один релейный элемент задействуют для защиты двигателей различного конструктивного исполнения. При этом гарантировать надежную защиту в полном рабочем интервале, ограниченном минимальной и максимальной нагрузкой, невозможно.

Повышение показателей тока не сразу приводит к опасному аварийному состоянию оборудования. Прежде чем ротор и статор нагреются до предельной температуры, пройдет некоторое время

Поэтому нет крайней необходимости в том, чтобы защитное устройство реагировало на каждое, даже незначительное повышение тока. Реле должно отключать электродвигатель только в тех случаях, когда есть опасность быстрого износа изоляционного слоя.

Виды реле тепловой защиты

Существует несколько видов реле для защиты электрических двигателей от обрыва фаз и токовых перегрузок. Все они отличаются конструкционными особенностями, типом используемых МП и применением в разных моторах.

ТРП. Однополюсный коммутационный аппарат с комбинированной системой нагрева. Предназначен для защиты асинхронных трехфазных электромоторов от токовых перегрузок. Применяется ТРП в электросетях постоянного тока с базисным напряжением в условиях нормальной работы не больше 440 В. Отличается устойчивостью к вибрациям и ударам.

РТЛ. Обеспечивают двигателям защиту в таких случаях:

• при выпадении одной из трех фаз;
• асимметрии токов и перегрузок;
• затянутого пуска;
• заклинивания исполнительного механизма.

Их можно устанавливать с клеммами КРЛ отдельно от магнитных пускателей или монтировать непосредственно на ПМЛ. Устанавливаются на рейках стандартного типа, класс защиты – IP20.

РТТ. Защищают асинхронные трехфазные машины с короткозамкнутым ротором от затянутого старта механизма, длительных перегрузок и асимметрии, то есть перекоса фаз.

РТТ могут быть использованы в качестве комплектующих частей в различных схемах управления электроприводами, а также для интеграции в пускатели серии ПМА

ТРН. Двухфазные коммутаторы, которые контролируют пуск электроустановки и режим работы мотора. Практически не зависят от температуры внешней среды, имеют только систему ручного возврата контактов в начальное состояние. Их можно использовать в сетях постоянного тока.

РТИ. Электрические переключающие аппараты с постоянным, хоть и небольшим потреблением электроэнергии. Монтируются на контакторах серии КМИ. Работают вместе с предохранителями/.

Твердотельные токовые реле. Представляют собой небольшие электронные устройства на три фазы, в конструкции которых нет подвижных частей.

Функционируют по принципу вычисления средних значений температур двигателя, осуществляя для этого постоянный мониторинг рабочего и пускового тока. Отличаются невосприимчивостью к изменениям в окружающей среде, а потому используются во взрывоопасных зонах.

РТК. Пусковые коммутаторы для контроля температуры в корпусе электрооборудования. Используются в схемах автоматики, где тепловые реле выступают в качестве комплектующих деталей.

Чтобы обеспечить надежную работу электрооборудования, релейный элемент должен обладать такими качествами, как чувствительность и быстродействие, а также селективность

Важно помнить, что ни один вид из выше рассмотренных приборов не является пригодным для защиты цепей от короткого замыкания.

Устройства тепловой защиты лишь предотвращают аварийные режимы, которые возникают при нештатной работе механизма или перегрузке.

Электрооборудование может перегореть еще до начала срабатывания реле. Для комплексной защиты их нужно дополнять предохранителями или компактными автоматическими выключателями модульной конструкции.

Подключение, регулировка и маркировка

Коммутационный прибор перегрузки, в отличие от электрического автомата, не разрывает силовую цепь непосредственно, а лишь подает сигнал на временное отключение объекта при аварийном режиме. Нормально включенный контакт у него работает как кнопка «стоп» контактора и подсоединяется по последовательной схеме.

Схема подключения устройств

В конструкции реле не нужно повторять абсолютно все функции силовых контактов при успешном срабатывании, поскольку оно подключается непосредственно к МП. Такое исполнение позволяет существенно сэкономить материалы для силовых контактов. Намного легче в управляющей цепи подключить малый ток, чем сразу отключать три фазы с большим.

Во многих схемах подключения теплового реле к объекту используют постоянно замкнутый контакт. Его последовательно соединяют с клавишей «стоп» пульта управления и обозначают НЗ – нормально замкнутый, или NC – normal connected.

Разомкнутый контакт при такой схеме может быть использован для инициализации срабатывания тепловой защиты. Схемы подсоединения электромоторов, в которых подключено реле тепловой защиты, могут значительно отличаться в зависимости от наличия дополнительных устройств или технических особенностей.

В стандартной простой схеме ТР подключают к выходу низковольтного пускателя на электрический двигатель. Дополнительные контакты прибора в обязательном порядке соединяют последовательно с катушкой пускателя

Это обеспечит надежную защиту от перегрузок электрооборудования. В случае недопустимого превышения предельных значений тока релейный элемент разомкнет цепь, моментально отключая МП и двигатель от электропитания.

Подключение и установку теплового реле, как правило, производят вместе с магнитным пускателем, предназначенным для коммутации и запуска электрического привода. Однако есть виды, которые монтируют на DIN-рейку или специальную панель.

Тонкости регулировки релейных элементов

Одним из главных требований к устройствам защиты электродвигателей является четкое действие аппаратов при возникновении аварийных режимов работы мотора. Очень важно правильно его подобрать и отрегулировать настройки, поскольку ложные срабатывания абсолютно недопустимы.

Электротепловое реле, которое оптимально подходит к конкретному типу двигателя по всем техническим параметрам, способно обеспечить надежную защиту от перегрузок по каждой фазе, предотвратить затяжной старт установки, не допустить аварийных ситуаций с заклиниванием ротора

Среди преимуществ использования токовых элементов защиты также следует отметить довольно высокую скорость и широкий диапазон срабатывания, удобство монтажа. Чтобы обеспечить своевременное отключение электромотора при перегрузке, реле тепловой защиты необходимо настраивать на специальной платформе/стенде.

В таком случае исключается неточность из-за естественного неравномерного разброса номинальных токов в НЭ. Для проверки защитного устройства на стенде применяется метод фиктивных нагрузок.

Через термоэлемент пропускают электрический ток пониженного напряжения, чтобы смоделировать реальную тепловую нагрузку. После этого по таймеру безошибочно определяют точное время срабатывания.

Настраивая базовые параметры, следует стремиться к таким показателям:

• при 1,5-кратном токе устройство должно отключать двигатель через 150 с;
• при 5…6-кратном токе оно должно отключать мотор через 10 с.

Если время срабатывания не соответствует норме, релейный элемент необходимо отрегулировать посредством контрольного винта.

Для корректной работы обязательно нужно настроить прибор на наибольший допустимый электрический ток двигателя и температуру воздуха

Это делают в тех случаях, когда значения номинального тока НЭ и мотора отличаются, а также если температура окружающей среды ниже номинальной (+40 ºC) более, чем на 10 градусов по шкале Цельсия.

Ток срабатывания электротеплового коммутатора уменьшается с повышением температуры вокруг рассматриваемого объекта, так как нагрев биметаллической полосы зависит от этого параметра. При существенных отличиях необходимо дополнительно отрегулировать ТР или подобрать более подходящий термоэлемент.

Резкие колебания температурных показателей сильно влияют на работоспособность токового реле. Поэтому очень важно выбирать НЭ, способный эффективно выполнять основные функции с учетом реальных значений.

ТР рекомендовано размещать в одном помещении с защищаемой электроустановкой. Их нельзя монтировать близко к теплогенераторам, нагревательным печам и другим источникам тепла

К реле с температурной компенсацией эти ограничения не относятся. Токовую уставку защитного аппарата можно регулировать в диапазоне 0,75-1,25х от значений номинального тока термоэлемента. Настройку выполняют поэтапно.

В первую очередь вычисляют поправку E₁ без температурной компенсации:

E₁=(I_ном-I_нэ)/c×I_нэ,

Где

• I_ном – номинальный ток нагрузки двигателя,
• I_нэ – номинальный ток рабочего нагревательного элемента в реле,
• c – цена деления шкалы, то есть эксцентрика (c=0,055 для защищенных пускателей, c=0,05 для открытых).

Следующий шаг – определение поправки E₂ на температуру окружающего воздуха:

E₂=(t_a-30)/10,

Где t_a (ambient temperature) – температура внешней среды в градусах Цельсия.

Последний этап – нахождение суммарной поправки:

E=E₁+E₂.

Суммарная поправка E может быть со знаком «+» или «-». Если в результате получается дробная величина, ее обязательно нужно округлить до целого в меньшую/большую по модулю сторону, в зависимости от характера токовой нагрузки.

Чтобы настроить реле, эксцентрик переводят на полученное значение суммарной поправки. Высокая температура срабатывания уменьшает зависимость работы защитного аппарата от внешних показателей.

Реле тепловой защиты допускает ручную плавную регулировку величины тока срабатывания устройства в пределах ±25% от значения номинального тока электромеханической установки

Регулировка этих показателей осуществляется специальным рычагом, перемещение которого изменяет первоначальный изгиб биметаллической пластины. Настройка тока срабатывания в более широком диапазоне осуществляется заменой термоэлементов.

В современных коммутационных аппаратах защиты от перегрузки есть тестовая кнопка, которая позволяет проверить исправность устройства без специального стенда. Также есть клавиша для сброса всех настроек. Обнулить их можно автоматически или вручную. Кроме того, изделие комплектуют индикатором текущего состояния электроприбора.

Маркировка электротепловых реле

Защитные аппараты подбирают в зависимости от величины мощности электрического двигателя. Основная часть ключевых характеристик скрыта в условном обозначении.

Так выглядит маркировка тепловых реле завода КЭАЗ. Важно при выборе обратить внимание на значение номинального тока рассматриваемой модели, чтобы оно было достаточным

Акцентировать внимание следует на отдельных моментах:

1. Диапазон значений токов уставки (указан в скобках) у разных производителей отличается минимально.
2. Буквенные обозначения конкретного типа исполнения могут различаться.
3. Климатическое исполнение нередко подается в виде диапазона. К примеру, УХЛ3О4 нужно читать так: УХЛ3-О4.

Сегодня можно купить самые разные вариации прибора: реле для переменного и постоянного тока, моностабильные и бистабильные, аппараты с замедлением при включении/отключении, реле тепловой защиты с ускоряющими элементами, ТР без удерживающей обмотки, с одной обмоткой или несколькими.

Эти параметры не всегда отображены в маркировке устройств, но обязательно должны быть указаны в техпаспорте электротехнических изделий.

С устройством, разновидностями и маркировкой электромагнитного реле ознакомит , с которой мы рекомендуем ознакомиться.

Выводы и полезное видео по теме

Устройство и принцип функционирования токового реле для эффективной защиты электродвигателя на примере устройства РТТ 32П:

Правильная защита от перегрузки и обрыва фаз – залог длительной безотказной работы электрического мотора. Видео о том, как реагирует релейный элемент в случае нештатной работы механизма:

Как подсоединить устройство тепловой защиты к МП, принципиальные схемы электротеплового реле:

Реле тепловой защиты от перегрузок – обязательный функциональный элемент любой системы управления электроприводом. Оно реагирует на ток, который проходит на двигатель, и активируется, когда температура электромеханической установки достигает предельных значений. Это дает возможность максимально продлить срок эксплуатации экологически безопасных электродвигателей.

Пишите, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке. Расскажите, как вы выбирали и настраивали тепловое реле для собственного электромотора. Делитесь полезными сведениями, задавайте вопросы, размещайте фотоснимки по теме статьи.

принцип работы, конструкция, обозначение на схеме

В виду высокой стоимости электродвигателей вопрос их защиты от повреждения при нарушении нормального режима работы стоит достаточно остро. Среди наиболее популярных нарушений перегрузка, обрыв одной из фаз, снижение рабочего напряжения. И все они характеризуются большими рабочими  токами, протекающими в обмотках электрической машины, что приводит к перегреву, ухудшению диэлектрических свойств изоляции и перегоранию жил, если ситуацию пустить на самотек. Для защиты электрических двигателей от перегревания в схему питания электропривода вводят тепловое реле.

Конструкция

Современный рынок электрооборудования предлагает огромный выбор тепловых реле различного принципа действия, как следствие, будет отличаться и их конструктивное исполнение. Однако, в соответствии с  п.3.2. ГОСТ 16308-84 все технические параметры конкретной модели должны соответствовать данному типу по габаритам, исполнению и принципиальной схеме этого типа. Наиболее распространенным вариантом за счет простоты исполнения и относительной дешевизны является электротепловое реле на биметаллической пластине. Конструкция которого приведена на рисунке 1.

Рис. 1. Конструкция теплового реле

Как видите, в состав механизма входят:

• нагревательный элемент – токоведущая часть, пропускающая через себя рабочий ток электрической машины;
• биметаллическая пластина – выступает в роли действующего индикатора, реагирующего на превышение температуры;
• толкатель – выполняет функции жесткого рычага, передающего усилие от биметаллической пластины;
• температурный компенсатор – позволяет внести поправку на температуру окружающей среды для стабилизации величины тока срабатывания;
• защелка – предназначена для фиксации положения температурного реле;
• штанга расцепителя – подвижная часть механизма, предназначенного для перемещения контактов;
• контакты реле – передают питание в блок управления;
• пружина – создает усилие для перемещения реле в устойчивое положение.

На практике существуют и другие типы реле, конструкция которых будет принципиально отличаться. Данный вариант приведен в качестве примера для наглядности протекания процессов и пояснения принципа работы.

Принцип работы

В основу работы положен принцип разности температурного расширения различных металлов, описанных законом Джоуля-Ленца. При нагревании биметаллической пластины, состоящей из двух металлов с различным коэффициентом теплового расширения, произойдет ее геометрическая деформация. Именно такая пластина и устанавливается в термореле, она реагирует на превышение температуры более установленного предела.

Для рассмотрения принципа работы температурного реле воспользуемся трехмерной моделью реального устройства, приведенной на рисунке 2 ниже:

Рис. 2. Принцип действия температурного реле

Как видите, подключенное в цепь электродвигателя тепловое реле пропускает основную нагрузку электрической машины через токоведущие шины. Если смоделировать ситуацию перегрузки, когда через них потечет ток в несколько раз превышающий номинальный, то шины начнут нагреваться и избыток тепла перейдет на биметаллическую пластину, подключенную к каждой из фаз электродвигателя. При достижении температуры уставки биметаллическая пластина изогнется и приведет в движение один из толкателей. Толкатель, в свою очередь, сместит рычаг защелки на несколько миллиметров, что отпустит пружинный механизм и даст ход штанге расцепителя.

После этого контакты теплового реле отключат питание цепи управления и перекроют контакты цепи сигнализации, которая оповестит об отключении защитного приспособления. После устранения причины перегрева реле возвращается в рабочее положение посредством нажатия механической кнопки. Следует отметить, что сразу после отключения теплового реле включить его не получиться, так как биметаллическая пластина еще не остыла и возможны ложные срабатывания. Поэтому процесс требует определенной выдержки времени, после которой электродвигатель можно запускать в работу.

Обозначение на схеме

При чтении схем важно ориентироваться в обозначении всех устройств, изображенных на них. Это позволяет обеспечивать точное подключение с соблюдением основных параметров работы электроустановки, селективности срабатывания защит и поддерживать нормальный режим электроснабжения. Изображение теплового реле на схемах определяется положениями двух нормативных документов. В соответствии с таблицей 3 ГОСТ 2.755-87 контакты данного вида оборудования изображаются следующим образом (рисунок 3):

Рис. 3. Изображение контакта термореле

В тоже время, само температурное реле имеет обозначение в соответствии с п.21 таблицы 1 ГОСТ 2.756-76, которое отображается на схеме следующим образом (см. рисунок 4):

Рис. 4. Воспринимающая часть электротеплового реле

Знание схематических изображений электротеплового реле позволит вам ориентироваться в принципиальных схемах уже действующих агрегатов. Или самостоятельно составлять и подключать оборудование через защитное приспособление.

Виды

Современное разнообразие тепловых реле охватывает довольно широкий ассортимент. Поэтому деление на виды производиться в соответствии с установленными критериями на основании п. 1.1. ГОСТ 16308-84. Так, по роду тока рабочей цепи все устройства подразделяются на две большие группы: реле переменного и постоянного тока. В зависимости от количества рабочих полюсов встречаются:

• однополюсные – применяются для двигателей постоянного тока и других однофазных моделей;
• двухполюсные – устанавливаются в трехфазную цепь, где контроль может осуществляться только по двум фазам;
• трехполюсные – актуальны для мощных асинхронных агрегатов с короткозамкнутым ротором.

В зависимости от типа контактов вторичных цепей все тепловые приборы подразделяются на модели:

• только с замыкающим контактом;
• только с размыкающим контактом;
• и с замыкающим, и с размыкающим контактом;
• с переключающими;

В зависимости от способа возврата теплового реле в исходное положение существуют варианты с включением вручную или с самостоятельным возвратом. Также в моделях может реализовываться функция перевода с одного вида работы на другой.

Также существует разделение по наличию или отсутствию приспособления для компенсации температуры окружающего пространства. И модели с возможностью регулировки тока несрабатывания или с отсутствием таковой функции.

Назначение

Основным назначением теплового реле является защита электродвигателя от перекоса фаз, перегрева на затяжных пусках, заклинивании вала или подачи чрезмерной нагрузки. Для решения всех этих задач на практике выпускаются различные типы реле, имеющие узкую специализацию по конкретному направлению, рассмотрим далее более детально каждый из них.

• РТЛ используется для защиты трехфазных асинхронных электрических машин от воздействия токов перегрузки, перегрева при обрыве или перекосе фаз, проблем с вращением вала. Может применяться как самостоятельно, так и с установкой на пускатель ПМЛ.
• РТТ предназначено для работы с трехфазными агрегатами с короткозамкнутым ротором, обеспечивает полный охват аварийных режимов, приводящих к перегреванию обмоток. Также может устанавливаться на магнитный пускатель ПМА, ПМЕ или самостоятельно на монтажную панель.
• РТИ – трехфазное тепловое реле с возможностью монтажа на пускатели серии КМТ, КМИ. Отличаются стабильным низким расходом электроэнергии, включаются в работу совместно с предохранителями.
• ТРН – применяется для контроля пуска и режима работы электродвигателя, мало зависит от внешних температурных факторов. Является двухполюсной моделью, которую можно использовать для пуска двигателей постоянного тока.
• Твердотельные — в отличии от предыдущих, не имеет контактных групп и перемещающихся элементов внутри. Применяется в трехфазных цепях, где устанавливаются повышенные требования к пожарной безопасности.
• РТК – контролирует температурные показатели не через рабочие токи, а путем размещения датчика в корпусе мотора. Поэтому весь процесс взаимодействия осуществляется только по величине температуры.
• РТЭ – представляет собой подобие предохранителя, так как отключение происходит за счет плавления проводника. Само тепловое устройство монтируется непосредственно с электродвигателем.

Технические характеристики

Корректная работа релейной защиты обеспечивается за счет соответствия параметров теплового устройства заданным условиям работы электрической машины. Поэтому важно изучить основные рабочие параметры реле еще до его приобретения. К основным техническим данным теплового реле относятся:

• величина номинального  напряжения и частота на которые оно рассчитано;
• время-токовая характеристика – определяет  время срабатывания при установленной кратности превышения;
• время возврата теплового элемента в исходное положение;
• диапазон изменения тока уставки;
• тепловая устойчивость к превышению рабочей величины;
• климатическое исполнение и степень пыле- влагозащищенности.

Схемы подключения

Подключение вышеперечисленных моделей тепловых реле может производиться по нескольким схемам, отличающихся в зависимости от конкретного типа оборудования. Рассмотрим наиболее актуальные из них.

Рис. 5. Схема включения теплового реле

Как видите на рисунке 5, трехфазное реле RT1 подключается последовательно к двигателю M. Питание к ним подается через контактор KM. В нормальном режиме работы контакты RT1 нормально замкнуты и через катушку КМ протекает ток. Как только возникнет аварийный режим, тепловая защита разомкнет контакты и катушка контактора обесточится, питание двигателя прекратиться.

Аналогичным образом происходит включение двухполюсного реле, с той разницей, что контакты защитного устройства включаются последовательно только в две фазы из трех, как показано на рисунке ниже:

Рис. 6. Схема включения двухполюсного реле

Помимо этого существует схема включения теплового реле для мощных электродвигателей, рабочий ток которых в разы превышает допустимый предел для защитного приспособления. В таких ситуациях используется трансформаторное преобразование, а схема включения выглядит следующим образом:

Рис. 7. Схема трансформаторного включения

Критерии выбора

Основным критерием при выборе конкретной модели является соответствие номинальной нагрузки допустимому интервалу самого теплового реле. Для нормальной работы электрической машины вам понадобиться срабатывание при 20 – 30% перегрузке не более, чем в 5 минутный интервал. Величина тока вычисляется по формуле:

I_сраб = 1,2*I_ном

Это означает, что допустимый предел регулирования должен включать в себя полученную величину тока срабатывания. Затем, проверьте на время-токовой характеристике (см. рисунок 8), за какой промежуток времени будет срабатывать защита при такой кратности:

Рис. 8. Время-токовая характеристика

В данном случае время будет равно 4 минутам при 20% теплового превышения, что вполне удовлетворяет критериям поставленной задачи.

Использованная литература

• Родштейн Л.П. «Электрические аппараты» 1989
• Гуревич В.И. «Электрические реле. Устройство, принцип действия и применения. Настольная книга инженера» 2011
• Фигурнов Е. П. «Релейная защита» 2004
• Басс Э.И., Дорогунцев В.Г. «Релейная защита электроэнергетических систем» 2002
• Кацман М.М. «Электрические машины»  2013
• Агейкин Д.И. Костина Е.Н. Кузнецова Н.Н. «Датчики систем автоматического контроля и регулирования» 1959

виды, основные параметры и сфера использования

Использование тепловых реле позволяет защитить электрические двигатели от токовой перегрузки: при превышении определенных параметров они отключают подачу электроэнергии.

При перегрузке в цепи происходит значительное повышение температуры. В некоторых случаях это может стать причиной неисправности или поломки оборудования. Применение тепловых реле дает возможность значительно продлить период эксплуатации аппаратуры, так как обеспечиваются нормальные условия для его функционирования.

Стоимость устройств варьируется в широком диапазоне. Во многом она зависит от особенностей эксплуатации, назначения и вида теплового реле. Например, РТЛ. Обеспечивают защиту электрических моторов от возможных перегрузок, исключают вероятность заклинивания ротора, перекоса фаз и затяжного пуска.

Цены на тепловые реле также зависят от того, какими технико-эксплуатационными характеристиками они обладают.

Основные параметры тепловых реле:

1. Номинальный ток. При определенном значении ТР не срабатывает в течение длительного промежутка времени. В то же время превышение лимита не приводит к незамедлительному отключению цепи. Например, если значение больше номинального на 20 %, то ТР сработает примерно через 20-30 минут.
2. Номинальное напряжение. Обычно бытовые модели предназначены для эксплуатации в однофазных сетях переменного тока (220 вольт и 50 Гц). При этом выпускаются и промышленные тепловые реле, которые могут быть рассчитаны на использование в трехфазных сетях.
3. Эксплуатационные условия. Категория размещения тепловых реле определяется в соответствии с нормами ГОСТ 15150. Стандарт описывает возможные температурные значения и уровень влажности, а также устойчивость прибора к вибрациям, ударам, взрывоопасным газам.
4. Граница срабатывания теплового реле.
5. Количество и вид дополнительных контактов управления.
6. Чувствительность к перекосу фаз.

ВИДЫ ТЕПЛОВЫХ РЕЛЕ, ИХ ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И СФЕРА ПРИМЕНЕНИЯ

Область применения такого оборудования — цеха промышленных предприятий, ремонтные мастерские, некоторые объекты сельского и коммунального хозяйства. Внедрение этих устройств позволяет защищать электроприводы от перегрузок.

Принцип действия реле основан на способности электрического тока повышать температуру проводника при прохождении через него.

Любой материал при нагреве увеличивает свой объем, но по-разному. Если нагреть две жестко соединенные пластины из разных металлов, то они деформируются. Движение передается на механическую защелку выключателя, который срабатывает и разъединяет электрические контакты.

Как правило, в тепловом реле используют 2 биметаллические пластины. Чаще всего это инвар, а также немагнитная или хромоникелевая сталь, имеющие разные коэффициенты расширения. Там, где пластины прилегают друг к другу, они жестко закрепляются путем штамповки, горячей прокатки или сварки. Когда происходит нагревание неподвижной части закрепленной пластины, она изгибается, что и приводит к срабатыванию — взаимодействию с контактным блоком реле.

Однако нагревание может происходить двумя способами. Например, тепло выделяется при прохождении через биметаллическую часть нагрузочного тока. Кроме того, нагрев возможен благодаря специальному нагревателю, также обтекаемому током нагрузки. Наиболее эффективно тепловое реле работает при комбинировании двух способов нагревания.

Разновидности применяемых в промышленности тепловых реле:

• РТЛ;
• РТТ;
• ТРН;
• РТП и др.

Серия РТЛ — устройства для защиты электродвигателей от длительных перегрузок или выпадения одной из фаз. Они применяются как в комплекте с пускателями типа ПМЛ, так и отдельно.

РТТ — тепловые реле для защиты промышленных асинхронных электромоторов (380 V) с короткозамкнутым ротором от затяжных перегрузок. Они также реагируют на выпадение фазы, иногда встраиваются в пускатели типа ПМА.

Серия ТРН — это двухфазные тепловые реле промышленного назначения. Они применяются в комплекте с магнитными пускателями и выполняют функцию защиты асинхронных электродвигателей от перегрузки.

РТП — тепловые реле с комбинированной системой нагрева биметаллической пластины. Конструкция устройства обеспечивает плавную ручную настройку тока срабатывания. Возврат якоря реле в исходное положение осуществляется двумя способами:

• вручную, посредством кнопки;
• автоматически, после остывания биметаллической пластины.

Особенности установки теплового реле

Обычно монтаж производится вместе с магнитным пускателем, который обеспечивает подключение и запуск электродвигателя. Некоторые тепловые реле устанавливаются как самостоятельные приборы на DIN-рейку либо на монтажные панели (ТРН или РТТ). Причем если у реле ТРН есть лишь пара входящих подключений, то фаз все равно 3.

Отключенный фазный провод выводится с пускателя к двигателю в обход устройства. Изменение тока будет происходить пропорционально во всех фазах, в результате чего достаточно контролировать только две из них.

Возможно подключение теплового реле и с помощью токовых трансформаторов, что целесообразно при использовании мощных моторов. Как бы там ни было, важно избегать ошибок при установке, например, нельзя подключать реле с параметрами, не соответствующими характеристикам электродвигателя.

КАК ПРАВИЛЬНО ВЫБРАТЬ НУЖНОЕ ТЕПЛОВОЕ РЕЛЕ

Для правильного выбора модели теплового реле нужно ориентироваться на мощностные параметры защищаемого электродвигателя. Основные характеристики устройства отображаются в условном обозначении. В маркировке теплового реле в обязательном порядке присутствуют следующие данные:

• диапазон токов установки;
• климатическое исполнение;
• режим возврата теплового реле (ручной или автоматический).

При выборе теплового реле рекомендуем учитывать и такие аспекты:

• некоторые разновидности имеют функцию недогрузки, позволяющую выявить уменьшение тока в цепи;
• устройства могут иметь опцию компенсации температуры внешней среды — такие считаются самыми удобными и надежными;
• выпускаются приборы, дополненные световыми индикаторами. Датчики или светодиоды отображают сигналы состояния и включения.

Тепловое реле: виды, принцип действия, подключения

Содержание статьи:

При работе различных электрических механизмов требуется его защита. Защита нужна при неприемлемых токовых перегрузках, происходящих на протяжении долгого времени. Кроме этого электродвигатель может выйти из строя по причине обрыва одной из фаз или разрушения обмотки вследствие межвиткового замыкания. В этом случае используется тепловое реле.

Защитное устройство — тепловое реле

Название оно свое получило благодаря принципу действия, который во многом схож с автоматическим выключателем. При этом нагреваются биметаллические пластины, разрывающие электрическую цепь.

Читайте также на сайте:

Тепловое реле — технические характеристики

Для того чтобы выбрать подходящее тепловое реле необходимо подобрать его по техническим характеристикам, которые должны соответствовать существующей нагрузке и требованиям, необходимым для эксплуатации электрического механизма.

К таким характеристикам относятся:

• номинальный ток защиты;
• напряжение электрической сети;
• мощность коммутирования контактных соединений;
• показатель чувствительности к перекосу фаз.

Важными показателями являются также:

• границы регулирования срабатывания установленного тока;
• число и тип дополнительных элементов;
• порог срабатывания;
• класс отключения.

Номинальный ток защитного устройства должен соответствовать номинальному току электродвигателя, который указан на его корпусе. Сетевое напряжение прибора должно быть идентично показателю электрической сети, в которую будет подключен электромотор.

Необходимо обратить внимание на тип и количество клемм, по причине различных способов подключения. Защитное приспособление должно также соответствовать мощности электродвигателя с целью исключения ложных срабатываний.

Виды теплового реле

Существует несколько видов реле, которые отличаются своими техническими показателями, а также областью применения.

Современное тепловое реле

1. РТЛ – имеет конструкцию трехфазного механизма. Ее используют для защиты электрических моторов при высоких нагрузках, фазных перекосов, затяжном запуске. Устройство этого вида подключается через клеммы электромагнитных пускателей, или как отдельный механизм.
2. РТТ – приспособление, которое содержит три фазных провода. Применяется для производства механизмов безопасности. Тепловое реле ограждает моторы от затяжных запусков, а также их заклинивания. Устанавливается посредством пускателей или как самостоятельное оборудование.
3. РТИ – источником питания для таких реле является электролиния, имеющая три фазы. Применяется в качестве защиты электрических моторов от интенсивного режима. Располагается в корпусе электромагнитных пускателей типа КМТ или КМИ.
4. ТРП – имеет однополюсную конструкцию и номинальный ток от 1-600А. Прибор защищает трехфазные асинхронные электродвигатели от высоких нагрузок. При этом тепловое реле, которое имеет величину тока 150А, используются в электрических сетях, обладающих постоянным током и напряжением до 440 вольт.

Реле оснащено регулировкой изгиба пластины. Благодаря этому возможно изменять предельные границы срабатывания до 5%. Помимо этого устройство срабатывает при превышении тепловой характеристики 200 градусов, что позволяет его установку в районах с различным температурным режимом.

Корпус реле устойчив к ударам и вибрациям, что дает возможность применять его в напряженных механических условиях.

Как работает тепловое реле

Теплового реле комплектуется двумя биметаллическими пластинами, произведенные из соединения железа с никелем и латунью. При этом у них различная степень расширения. Участок их соприкосновения тщательно приваривается или припаивается. В процессе нагревания пластина сгибается и начинает контактировать с блоком управления. Нагревание происходит благодаря протеканию тока сквозь нагревательный элемент к двигателю.

Согнутая пластина посредством толкателя действует на тепловой элемент компенсатора, размыкающего контакты. При этом тепловая пластина компенсатора выгибается в обратном направлении. Регулировка ее происходит при помощи винта. На переключателе тока имеется шкала с пятью делениями в одну и обратную сторону. Токовый показатель регулируется посредством изменения промежутка промеж толкателя и биометрической пластиной компенсатора.

В случае обрыва одной из фаз в механизме, имеющем три фазы, две другие фазы берут нагрузку на себя. Ток при этом в фазах повышается, обмотки нагреваются и реле срабатывает.

После срабатывания защитного прибора нужно дать время, чтобы остыл расцепитель. Кроме этого необходимо выяснить причину срабатывания визуально осмотрев его. Также для того, чтобы увеличить срок службы прибора, рекомендуется периодически производить проверку и при необходимости проводить ремонт.

Тепловое реле — подключение

В большинстве случаев тепловое реле устанавливается вместе с электромагнитным пускателем. При этом последний предназначен для коммутации и запуска электродвигателя. Некоторые виды реле, такие как ТРН и РТТ устанавливаются отдельными модулями на дин-рейку. Устройство ТРН имеет всего два входа, а фазных элементов три.

Качественное тепловое реле

В этом случае лишний фазный провод подключается с магнитного пускателя на электродвигатель, не заходя в тепловое реле. Одновременно с этим величина тока в двигателе изменяется одинаково во всех трех фазных проводниках. Посему вести контроль можно только за двумя фазами.

Реле комплектуется парой групп клемм, которые находятся в нормально открытом и нормально замкнутом состоянии.

Перед установкой необходимо обесточить электрическую сеть и удостовериться в этом посредством индикаторной отвертки. Далее необходимо установить параметры напряжения катушки. Они нанесены на корпус электродвигателя. При напряжении в 220В на клеммы защитного устройства подается фазные и нулевые проводники. При напряжении в 380В – имеется два разноименных фазных провода.

Для подсоединения данного устройства нужно воспользоваться кнопкой Пуск и Стоп. Наряду с этим Пуск имеет всегда разъединенные контакты, а Стоп – всегда замкнутые. Защитный прибор устанавливается между пускателем и электромотором. Подсоединение происходит к выводам пускателя.

Тепловое реле оснащено вспомогательными контактами, посредством которых устройство подсоединяется к катушке магнитного пускателя последовательно.

Далее запускается механизм, при этом включается кнопка Пуск.

Поделиться ссылкой:

Читайте по теме

подключение, принцип работы, назначение и сфера применения

Тепловое реле несет защитные функции элекроцепи и электроприбора в целом от перегрузок в сети. Работа этого элемента может быть напоминать функционирование теплового разъединителя или автоматического выключателя. От перегрузки, ее величины – отклонение от предусмотренного номинального значения. Срабатывание теплового реле происходит спустя определенное время, вычисляющийся по токо-временным характеристикам.

В статье рассмотрены все вопросы работы, правила выбора, особенности установки. Также в качестве бонуса в материале содержится подробное техническое описание теплового реле и видеоролик на эту тематику.

Тепловое реле

Назначение и принцип работы

При перегрузке электродвигателей повышается потребляемый ток, соответственно увеличивается его нагрев. Если двигатель перегревается – нарушается целостность изоляции обмоток, быстрее изнашиваются подшипники, они могут заклинить. При этом тепловой расцепитель автомата может и не защитить оборудование. Для этого нужно тепловое реле. Перегрузки могут возникать из-за перекоса фаз, затрудненного движения ротора, вследствие как повышенной механической нагрузки, так и проблем с подшипниками, при полном заклинивании вала двигателя и исполнительных механизмах.

Тепловое реле реагирует на возросший ток, и в зависимости от его величины разорвет цепь питания через какое-то время, тем самым сохранив обмотки двигателя целыми. После последующего устранения неисправности, при условии исправности статора, двигатель может продолжить работу.

Если реле сработало по неизвестным причинам, и осмотр показал, что всё в порядке, вы можете вернуть контакты реле в исходное состояние, для этого на нем есть кнопка. Реле может сработать и в случае затяжного пуска электродвигателя. При этом в обмотках протекают повышенные значения токов. Затяжной пуск – процесс, когда двигатель долго выходит на номинальные обороты. Может произойти из-за перегрузки на валу, либо из-за низкого напряжения в питающей сети.

Интересный материал для ознакомления: что нужно знать об устройстве силового трансформатора.

Принцип работы

В реле есть пара биметаллических пластин с разным температурным коэффициентом расширения. Пластины жестко соединены друг с другом, если их нагреть, то конструкция изогнется в сторону участка с меньшим температурным коэффициентом расширения. Греются пластины за счет протекания тока нагрузки или от нагревателя, через который проходит ток нагрузки, на схеме изображено в виде нескольких витков вокруг биметалла. Протекающий ток нагревает пластину до определенного предела. Чем выше ток, тем быстрее нагрев.

Устройство теплового реле

Стоит учитывать, что если реле находится в жарком помещении – нужно выставлять ток срабатывания с большим запасом, ведь происходит дополнительный нагрев от окружающей среды. К тому же, если реле только что сработало – контактам нужно некоторое время, чтобы остыть. Иначе может произойти повторное ложное срабатывание. Давайте рассмотрим конкретный пример. Выше вы видите устройство реле ТРН. Оно является двухфазным. Состоит из трёх ячеек, в крайних нагревательные элементы, посередине температурный компенсатор, регулятор тока срабатывания, расцепитель, размыкающий контакт, рычаг возврата.

Поколения тепловых реле

Виды тепловых реле

Тепловые реле могут подключаться на все три фазы или на две из трёх, в зависимости от конструкции. Большинство реле конструктивно разработаны для соответствия определенным магнитным пускателям, это нужно для удобства и аккуратности монтажа. Рассмотрим некоторые из них.

• РТЛ – подходит для использования с пускателями типа ПМЛ. С набором клемм КРЛ используется как самостоятельный прибор защиты.
• РТТ – подходит для монтажа с пускателями ПМЕ и ПМА. Также может использоваться как самостоятельное, если его смонтировать на специальную панель.
• РТИ – тепловые реле для пускателей КМИ и КМТ. На лицевой вы можете видеть пару дополнительных блок-контактов, для реализации схем индикации и прочего.
• ТРН – двухфазное тепловое реле. Устанавливается в трёхфазных двигателях, при этом подключается в разрыв двух фаз. Температура окружающей среды не влияет на его работу. На регуляторе тока есть 10 делений 5 на уменьшение, 5 на увеличение, цена одного деления – 5%.

На самом деле тепловых реле существует великое множество, но все они выполняют одну функцию. Реле очень часто монтируют в специальный железный ящик. На фото пускатель ПМА 4-й величина на 63 Ампера, с трёхфазным тепловым реле. К современным пускателям тепловое реле подключается так как изображено на фото ниже, получается цельная конструкция.

Материал в тему: Что такое кондесатор

Сфера применения

Одним из важнейших условий прибыльной работы предприятия является долговечность используемого электрооборудования. Она зависит от условий, в которых приходится работать электроустановкам. Если оборудование часто подвергается токовым перегрузкам, то на его длительную и надёжную работу лучше не надеяться. Ведь электрооборудование способно работать продолжительное время только при условии протекания по нему номинальных токов. Превышение величины тока (перегрузка) ведёт к увеличению температуры оборудования и к преждевременному старению изоляции.

Виды тепловых реле

Для защиты электрических двигателей от токовой перегрузки на производстве успешно применяются тепловые или термореле. Наибольшее распространение получило реле с биметаллической пластиной, которая состоит из двух пластинок, изготовленных из разных металлов, имеющих неодинаковый коэффициент теплового расширения. Эти пластинки скреплены между собой методом горячей прокатки или сваркой. При нагревании биметаллической пластины она изгибается, так как один металл расширяется больше, другой меньше. На этом принципе и основана работа термореле. Чем больше разность температурных коэффициентов у металлов, тем больше они подходят для использования в биметаллической пластине. Наилучшими вариантами разного линейного расширения сегодня являются: немагнитная сталь – медь, никель – сталь, латунь – инвар.

Обычно, биметаллическая пластина нагревается протекающим через неё током нагрузки. Также существуют модели, в которых пластина разогревается специальным нагревательным элементом, через который течёт ток нагрузки. Но наилучшим считается комбинированный нагрев: и током нагрузки через пластину, и теплом от нагревательного элемента, через который также протекает нагрузочный ток. Изогнувшаяся от тепла пластина воздействует на контакты реле. Однако, учитывая, что изгиб пластины происходит довольно медленно, и как следствие, при размыкании контактов будет образовываться электрическая дуга, в конструкции реле предусматривается ускоряющее устройство. Наилучшим из них является «прыгающий контакт».

Пылебрызгонепроницаемое тепловое реле

Возврат реле в отправное состояние осуществляется специальной кнопкой или (в других моделях) – самопроизвольно после охлаждения биметаллической пластины. Отдельные версии термореле могут защищать электрооборудование от несимметрии токов разных фаз и от пропадания одной из фаз. Исполнительным механизмом теплового реле является, как правило, магнитный пускатель. Реле могут устанавливаться как вовнутрь пускателя, так и на стандартную крепёжную рейку. Диапазон номинальных токов тепловых элементов очень велик и составляет от 1 до 600 ампер.

При выборе теплового реле следует руководствоваться номинальным током нагрузки (как правило, это электродвигатель). Обычно ток термореле на 20-30% больше чем номинальный ток двигателя, так как реле срабатывает в течение 20 минут, если ток выше рабочего значения в 1,2-1,3 раза. Необходимо учитывать и время нагрева, так как при кратковременной перегрузке, нагревается только обмотка двигателя, а при долговременной – весь корпус целиком. Поэтому термореле рационально использовать в тех случаях, когда цикл работы оборудование составляет свыше получаса.

Также необходимо учитывать и температуру окружающей среды, в которой будет работать тепловое реле, так как с ростом окружающей температуры, снижается ток срабатывания термореле. Если в помещении, где установлено защищаемое электрооборудование, летом вентиляция не справляется с поддержанием нормальной температуры, необходимо отрегулировать термореле или подобрать к нему другой нагревательный элемент. Естественно, что устанавливать тепловое реле нужно в том же помещении, где установлен защищаемый объект. Категорически следует избегать соседства с концентрированными источниками тепла (системы отопления, нагревательные печи и т.п.).

Контакты теплового реле

Схема подключения

Как уже было сказано, тепловое реле защищает от долговременной перегрузки электрооборудование. Оно монтируется между источником питания и потребителем. Контроллируемый ток протекает через нагревательные элементы (1), они выгибаясь размыкают контакты (2) теплового реле, в этой схеме использовано 2-хфазное тепловое реле. Его контакты размыкают цепь катушки контактора или магнитного пускателя, также как если бы вы нажали кнопку «СТОП». В собранном виде эта схема выглядит так:

На первом плане видно как от выходящих контактов пускателя подключены две крайние фазы. На заднем плане видно, что к катушке реле подключена клемма от контактов ТРН. Если у вас используется реверсная схема магнитных пускателей, то подключение практически аналогичное, ниже это наглядно изображено. Контакты с маркировкой «10» и «12» подключаются в разрыв катушек пускателей КМ1 и КМ2. Здесь видно что есть нормально-замкнутая пара и нормально-разомкнутый контакт.

Материал в тему: Что такое кондесатор

Это нужно, например, для индикации срабатывания тепловой защиты, т.е. к нему можно подключить лампочку-индикатор или подать сигнал на диспетчерский пульт или АСУ. На реле РТИ эти контакты размещены на передней панели:

• NO – нормально-открытый – на индикацию;
• NC – нормально-закрытый – на пускатель.

Кнопка STOP принудительно переключает контакты. При срабатывании такое реле должно остыть и оно повторно включится. Хотя в конкретном примере возможно и ручное и автоматическое повторное включение. Для этого предназначена синяя кнопка с крестовидной прорезью справа на лицевой панели, при закрытой крышке она заблокирована.

Устройство автоматического выключателя

Выбор для конкретного двигателя

Допустим, у нас есть двигатель АИР71В4У2. Его мощность 0.75 кВт. У нас есть трёхфазная сеть с линейным напряжением 380В. Двигатель рассчитан на 220В, если соединить обмотки треугольником и 380В, если звездой. Номинальный ток такого двигателя с обмотками соединенными по схеме звезды 1.94А. Отсюда следует, что нам нужно подобрать тепловое реле для двигателя с током в 1.94 А. Ток срабатывания теплового реле должен превышать номинальный ток двигателя в 1.2 – 1.3 раза. То есть: Iреле=IН*1.2…1.3

Пусть двигатель работает в составе механизма, в котором допускаются кратковременные, но значительные перегрузки, например для подъёма малых грузов. Тогда ток уставки выбираем в 1.3 раза больше номинального тока асинхронного электродвигателя.

Iреле=1.94*1.3=2.522

Т.е реле должно сработать при токе 2.5-2.6А. Нам подходят такие реле:

• РТЛ-1007, с токовым диапазоном 1.5-2.6 А;
• РТЛ-1008, токовый диапазон 2,4-4 А;
• РТИ-1307, токовый диапазон 1,6…2,5 А;
• РТИ-1308, токовый диапазон 2,5…4 А;
• ТРН-25 3,2А (с помощью регулятора можно понизить или повысить ток на 25%).

Тепловое реле

Методы регулировки реле

Шаг первый – определить уставку теплового реле:

N1 = (Iн – Iнэ)/cIнэ

где Iн – номинальный ток нагрузки электродвигателя, Iнэ – номинальный ток нагревательного элемента теплового реле, с – коэффициент деления шкалы (например, с = 0,05).

Шаг второй – введение поправки на температуру окружающей среды:

N2 = (T – 30)/10

где Т – температура окружающей среды, °С.

Шаг третий:

N = N1 + N2

Шаг четвертый – выставить регулятор на нужное число делений N.

Поправка на температуру вводится, если температура окружающей среды слишком высокая или низкая. Если на температуру в помещении где установлено реле значительно влияет температура на улице, то поправку следует производить зимой и летом.

Проверка

Рассмотрим на примере реле типа ТРН. Чтобы убедиться в исправности реле нужно:

• Проверить состояние корпуса, нет ли на нем трещин или сколов.
• Проверить при подключенной нагрузке с номинальным током.
• Разобрать реле и проверить целостность контактов, остутствие на них нагара,
• Проверить, не согнуты ли нагреватели.
• Проверить расстояние между биметаллом и нагревательными элементами. Оно должно быть одинаковым, если нет, то отрегулировать с помощью крепежных винтов.
• Подать номинальный ток через один из нагревателей, установить в 1.5 раза больше номинального тока. В таком состоянии реле работает 145 с, затем постепенно поворачивают эксцентрик регулировки в положение «-5», до срабатывания реле.

После активного охлаждения в течение 15 минут проверяют второй нагревательный элемент таким же способом.

Заключение

Тепловые реле – важный элемент в защите электрооборудования. С его помощью вы защитите своё устройство от перегрузок, а его характеристики позволят переносить кратковременные скачки тока без ложных срабатываний, чего не может обеспечить автоматический выключатель. Реле могут использоваться как вместе с магнитными пускателями соединяясь с его выходными клеммами напрямую, тем самым образуя единую конструкцию, так и в качестве самостоятельных защитных устройств, размещаться в щитке на дин рейке и в электрошкафах.

В данной статье были привидены все особенности строения теплового реле. Более подробно по этой теме можно узнать из статьи тепловые реле. В нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессиональных электронщиков. Чтобы подписаться на группу, вам необходимо будет перейти по следующей ссылке: https://vk.com/electroinfonet. В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию:

www.electrik.info

www.zametkielectrika.ru

www.cxem.net

www.jelektro.ru

Предыдущая

РадиодеталиЧто такое импульсное реле

Следующая

РадиодеталиОписание и принцип работы соленоидов

принцип работы, устройство, как выбрать

Во время эксплуатации энергетического оборудования на него постоянно воздействуют токовые перегрузки, снижающие долговечность. Защитой в таких ситуациях служит тепловое реле для электродвигателя, отключающее электроснабжение при возникновении нестандартных обстоятельств.

Предлагаем разобраться в конструкции, принципе работы, видах и нюансах подключения защитного устройств. Кроме того, мы расскажем, какие параметры и характеристики стоит учитывать пи выборе теплового реле.

Содержание статьи:

Конструктивное исполнение тепловых реле

Тепловые реле всех видов имеют аналогичное устройство. Наиболее важный элемент любого из них — чувствительная биметаллическая пластина.

Значение тока срабатывания находится под влиянием температурных показателей среды, в которой работает реле. Рост температуры уменьшает время срабатывания.

Чтобы это влияние свести к минимуму, разработчики устройств выбирают как можно большую температуру биметалла. С этой же целью некоторые реле снабжают дополнительной компенсационной пластиной.

Состоит прибор из корпуса, нихромового нагревателя, биметаллической пластины, защелки, винта, рычага, подвижного контакта и кнопки возврата (+)

Если в конструкцию реле включены нихромовые нагреватели, подключение их осуществляют по параллельной, последовательной или параллельно-последовательной схеме с пластиной.

Значение тока в биметалле регулируют при помощи шунтов. Все детали вмонтированы в корпус. Биметаллический элемент U-образной формы зафиксирован на оси.

Цилиндрическая пружина упирается в один конец пластины. Другим концом она базируется на уравновешенной изоляционной колодке.Совершает повороты вокруг оси и является опорой для контактного мостика, оснащенного контактами из серебра.

Для координации тока уставки биметаллическая пластина своим левым концом соединена с ее механизмом. Регулировка происходит за счет влияния на первичную деформацию пластины.

Если величина токов перегрузки становится равной или большей чем уставки, изоляционная колодка поворачивается под воздействием пластины. Во время ее опрокидывания происходит отключение размыкающего контакта устройства.

Тепловое реле ТРТ в разрезе. Здесь основными элементами являются: корпус (1), механизм уставки (2), кнопка (3), ось (4), контакты серебряные (5), контактный мостик (6), изоляционная колодка (7), пружина (8), пластина биметаллическая (9), ось (10)

Автоматически реле делает возврат в первоначальное положение. Процесс самовозврата занимает не более 3 минут с момента включения защиты. Возможен и ручной возврат, для этого предусмотрена специальная клавиша Reset.

При ее использовании прибор занимает исходное положение за 1 минуту. Чтобы задействовать кнопку, ее проворачивают против часовой стрелки до момента, когда она поднимется над корпусом. Ток установки обычно указан на щитке.

Принцип работы приспособления

Выполняя защитную функцию,  разъединяет силовые питающие цепи. Тепловое реле отличается от него тем, что при превышении нагрузки просто выдает управляющий сигнал. При такой защите токи небольшой величины коммутируются в одной цепи управления.

В схеме перед термореле находится . Когда цепи размыкаются в аварийном порядке, отпадает надобность в дублировании работы контактора. Следовательно, не расходуется материал для изготовления силовых контактных групп.

Наиболее популярными являются приборы, оснащенные биметаллическими пластинами. Собственно пластина состоит из двух аналогичных элементов.

Один из них обладает значительным температурным коэффициентом, а другой — несколько меньшим. Эти две составляющие плотно прилегают друг к другу.

Так как составные части биметаллической пластины выполнены из пары разнородных металлов, имеющих неодинаковые коэффициенты расширения, нагрев заставляет ее изгибаться и взаимодействовать с контактами

Обеспечивается такое жесткое скрепление путем сваривания или прокаткой в горячем виде. За счет того, что пластина закреплена неподвижно, при нагреве наблюдается ее изгиб в сторону элемента с меньшим температурным коэффициентом. Этот принцип взят за основу при создании .

При их производстве применяют хромоникелевую сталь и немагнитную, обладающие большим значением температурного коэффициента. Как материал с малым значением этого параметра используют инвар — соединение никеля с железом.

По такой схеме функционирует тепловое реле. Незакрепленный конец биметаллической пластины при ее прогибе воздействует на контакты термореле (+)

Пластину из биметалла прогревают токи нагрузки. Протекают они чаще всего по специальному нагревателю. Существует и комбинированный нагрев, при котором, кроме тепла, отдаваемого нагревателем, биметалл прогревает еще и ток, проходящий через него.

Как подключить тепловое реле

Замкнутый контакт (normal connected), при помощи которого производят подключение теплового модуля к магнитному пускателю, обозначают NC или НЗ, что расшифровывается, как нормально замкнутый. Буквенным сочетанием NO обозначают нормально разомкнутый контакт.

В несложной схеме он применяется для подачи сигнала, свидетельствующего о срабатывании защиты двигателя из-за превышения пороговой температуры.

При внедрении в сложные схемы управления он способен формировать в аварийном порядке сигнал выведения из рабочего состояния конвейера.

Тепловое реле размещают за контакторами, но перед электродвигателем. Подсоединение контакта normal connectde к кнопке «Стоп» на пульте управления осуществляют по последовательной схеме (+)

Обозначение клемм контакторов диктует ГОСТ: нормально замкнутый — 95-96, нормально разомкнутый — 97-98. К первой паре подключают пускатель, вторую используют для схем сигнализации. Так как двигатель и тепловое реле нужно защищать от КЗ, цепь должна содержать автомат защиты.

Схема прибора включает кнопки «Тест» и «Стоп» или «Сброс». С помощью первой проверяют работоспособность, а второй — отключают защиту вручную.

При помощи переключателя поворотного взвода после включения защиты вновь запускают электродвигатель. На стеклянную крышку изделия наносят маркировку и пломбируют.

Если исходить из типа подключения, можно выделить две большие группы термореле:

• первая группа – устройства, монтируемые за магнитным пускателем и те, что подключаются с использованием перемычек;
• вторая группа – приборы, устанавливаемые на контактор пускателя непосредственно.

В последнем случае при запуске основная нагрузка приходится на контактор. Здесь тепловой модуль оснащен медными контактами, подключенными к входам пускателя непосредственно.

Схема теплового реле. На нее нанесены обозначения управляющих элементов и выводов. У разных моделей эти обозначения могут отличаться (+)

К ТР подключают провода от двигателя. Само реле в такой схеме представляет промежуточный узел, анализирующий ток, протекающий транзитом к двигателю от магнитного пускателя.

Нюансы при установке прибора

На скорость срабатывания теплового модуля могут повлиять не только токовые перегрузки, но и показатели внешней температуры. Защита сработает даже в условиях отсутствия перегрузок.

Бывает и так, что под воздействием принудительной вентиляции двигатель подвержен тепловой перегрузке, но защита не срабатывает.

Чтобы избежать таких явлений, нужно следовать рекомендациям специалистов:

1. При выборе реле ориентироваться на максимально допустимую температуру срабатывания.
2. Защиту монтировать в одном помещении с защищаемым объектом.
3. Для установки выбирать места, где нет источников тепла или вентиляционных устройств.
4. Нужно настраивать тепловой модуль, ориентируясь на реальную температуру окружения.
5. Лучший вариант — наличие в конструкции реле встроенной термокомпенсации.

Дополнительной опцией термореле является защита при обрыве фазы или полностью питающей сети. Для трехфазных моторов этот момент особо актуален.

Ток в тепловом реле движется последовательно через его нагревательный модуль и дальше к двигателю . С обмоткой пускателя прибор соединяют дополнительные контакты (+)

При неполадках в одной фазе две остальные принимают на себя ток большей величины. В результате быстро происходит перегрев, а далее — отключение. При неэффективной работе реле может выйти из строя и двигатель, и проводка.

Существующие типы устройств

Класс тепловых реле включает несколько видов: ТРН,РТЛ, ТРП, РТИ, РТТ. Применение каждого обусловлено особенностями конструкции.

Токовое реле двухфазное (ТРН), используют в основном для электрозащиты двигателей асинхронных, имеющих короткозамкнутый ротор. Как правило, они работают от сети с номиналом до 500 В, частотой 50 Гц.

Оснащено реле ручным механизмом управления контактами. Габариты ТРН дают возможность встраивать их в комплектные устройства как закрытого, так и открытого типа станций, координирующих работу приводов. Функцию защиты от КЗ они не выполняют и сами нуждаются в ней.

Реле ТРП имеют механизм, устойчивый к вибрациям, ударопрочный корпус. Разработаны для охраны асинхронных трехфазных двигателей, функционирующих в условиях больших механических нагрузок.

Рассчитаны они на максимальный ток 600 А и напряжение максимум 500 В, а в цепях с постоянным током — 440 В. Автоматика нечувствительна к внешней температуре и срабатывает тогда, когда показатель превышает 200°C.

Устройства РТЛ — трехфазные, кроме защиты двигателя от перегрузок, предохраняют от заклинивания ротор. Они страхуют его от поломок в случае перекоса фаз, при затяжном пуске.

Работают автономно с клеммниками КРЛ и в модификации с магнитным пускателем ПМЛ. Токовый рабочий промежуток — от 0,10 до 86 А.

Контактор в паре с тепловым реле. Когда устройство срабатывает, нормально замкнутый и нормально разомкнутый контакт синхронно меняют свое положение

РТТ – приспособление защищает асинхронные двигатели от токовых бросков, перекоса фаз, заклинивания и других нештатных ситуаций. Используется и как самостоятельный прибор, и в виде встройки в пускатели ПМА, ПМЕ.

Изделие трехфазное РТИ наделено теми же функциями, что и предыдущее, но используется в модификации с пускателями КТМ и КМИ.

Как выбрать тепловое реле

Двигателю необходимо реле для защиты, когда по технологическим причинам существует потенциальная угроза его перегруженности. Второй случай — необходимость ограничения времени запуска в условиях пониженного напряжения.

Эти требования содержатся в соответствующей инструкции. В которой изложено пожелание об оснащении защитного изделия выдержкой по времени. Реализуют все это при помощи тепловых реле.

Базовые характеристики приспособлений

Базовыми данными устройства, защищающего двигатель, являются:

1. Быстродействие контактов в зависимости от параметров тока — время-токовый показатель.
2. Рабочий ток, при котором ТП срабатывает.
3. Предельные токовые регулировки уставки. Во всех приборах, выпускаемых разными производителями, этот параметр отличается незначительно. Превышение номинала на 20% влечет за собой срабатывание прибора минут через 25.
4. Номинальная величина тока рабочей биметаллической пластины. Имеется в виду значение, при превышении которого реле не отключается немедленно.
5. Токовый диапазон, в котором срабатывает реле.

Сведения о тепловом реле можно получить, расшифровав его маркировку. Символ, обозначающий тип исполнения, может отличаться.

Контактор в паре с тепловым реле. Когда устройство срабатывает, нормально замкнутый и нормально разомкнутый контакт синхронно меняют свое положение (+)

Места размещения отечественных ТП регламентированы ГОСТом 15150. На их работу оказывают влияние такие моменты, как высота подъема над уровнем моря, вибрация, удары, ускорения.

Все эти нюансы производители отражают в маркировке своих изделий. Некоторые из них дополнительно включают сведения о возможности работы при наличии вредных веществ и взрывоопасных газов.

Выбор устройства по правилам

Требования к термореле изложены в инструкции. Здесь же оговорено, что защита должна обладать выдержкой по времени. Реализуют все запросы при помощи специальных приборов.

Время-токовые характеристики ТР и защищаемого двигателя. При токах КЗ нагревательные элементы реле становятся термически неустойчивыми (+)

Анализируя времятоковые характеристики ТР, нужно принимать во внимание, что срабатывание может происходить из перегретого или холодного состояния.

Безупречная защита предполагает, что кривая, изображающая оптимальную для беспроблемного функционирования оборудования зависимость продолжительности токопрохождения от величины тока для реле и двигателя, разные. Первая должна находиться ниже, чем вторая.

В таблице приведены технические характеристики термореле типа РТЛ. По ней можно подобрать защитное устройство с необходимыми параметрами по мощности двигателя (+)

Правильный подбор защитного изделия осуществляется на основе такого параметра, как рабочий номинальный ток. Его значение связано с номинальным током нагрузки электродвигателя.

Как международными, так и отечественными стандартами предусмотрено, что номинальный ток двигателя аналогичен уставке тока срабатывания термореле.

Это значит, что включение в работу прибора происходит при перегрузке от 20 до 30% или при Iср.х1,2 или 1,3 не позже 20 минут.

Исходя из этого, выбор нужно осуществлять так, чтобы ток несрабатывания ТР превышал номинальный ток прикрываемого объекта в среднем на 12%. Величина In отображена в паспорте прибора и на табличке, закрепленной на корпусе.

Основываясь на ней, подбирают как ТР, так и пускатель, соответствующий ему. Шкала реле калибрована в амперах и, как правило, отвечает значению тока уставки.

В качестве примера можно привести подбор теплового реле для асинхронного двигателя, подключенного к сети 380 В, мощностью 1,5 кВт.

Рабочий номинальный ток для него — 2,8 А, значит, для теплового реле пороговый ток будет равен: 1,2*2,8 = 3,36 А. По таблице выбор нужно остановить на РТЛ-1008, у которого диапазон регулировки находится в пределах от 2,4 до 4 А.

При срабатывании защиты сначала устраняют первопричину остановки, а затем возвращают «теплушку» в исходное состояние при помощи клавиши возврата

Когда паспортные данные двигателя неизвестны, ток определяют путем использования специальных приборов — токоизмерительных клещей или мультиметра с соответствующей опцией. Измерения проводят на каждой из фаз.

Важно при выборе уделить внимание напряжению, указанному на приборе. Если запланировано использовать тандем ТР-пускатель, нужно учесть число контактов.

При включении устройства в трехфазную сеть необходим модуль, имеющий функцию защиты для случаев перегорания проводников или перекоса фаз.

Выводы и полезное видео по теме

Схема эффективной защиты двигателя:

Составные части теплового реле:

Принцип взаимодействия различных приборов в разных вариантах подключения теплового реле одинаков. Для лучшей ориентации в схемах надо уметь “читать” маркировку устройств. В идеале все работы по подключению должен выполнять мастер, имеющий допуск к работе в условиях высокого напряжения.

Есть, что дополнить, или возникли вопросы по выбору и применению теплового реле? Можете оставлять комментарии к публикации, участвовать в обсуждениях и делиться собственным опытом использования устройств. Форма для связи находится в нижнем блоке.

Схема подключения теплового реле – принцип работы, регулировки и маркировка

различных типов реле, используемых в системах защиты и их работе

Реле являются первичной защитой, а также переключающими устройствами в большинстве процессов управления или оборудования. Все реле реагируют на одну или несколько электрических величин, таких как напряжение или ток, таким образом, что они размыкают или замыкают контакты или цепи. Реле — это переключающее устройство, поскольку оно работает, чтобы изолировать или изменить состояние электрической цепи из одного состояния в другое.

Различные типы реле

Классификация или типы реле зависят от функции, для которой они используются.Некоторые из этих категорий включают реле защиты, повторного включения, регулирования, вспомогательные реле и реле контроля.

Защитные реле постоянно контролируют следующие параметры: напряжение, ток и мощность; и если эти параметры выходят за установленные пределы, они генерируют сигнал тревоги или изолируют эту конкретную цепь. Эти типы реле используются для защиты оборудования, такого как двигатели, генераторы, трансформаторы и т. Д.

Реле повторного включения используются для подключения различных компонентов и устройств в сети системы, таких как процесс синхронизации, и для восстановления различных устройств вскоре после исчезновения любого электрического сбоя, а затем для подключения трансформаторов и фидеров к линейной сети.Регулирующие реле — это переключатели, которые контактируют таким образом, что напряжение повышается, как в случае трансформаторов с переключением ответвлений.

Вспомогательные контакты используются в автоматических выключателях и другом защитном оборудовании для увеличения числа контактов. Реле контроля контролирует состояние системы, например, направление мощности, и соответственно генерирует сигнал тревоги. Их также называют реле направления.

Основная цель этой статьи — дать краткое представление о различных реле, которые используются для широкого спектра приложений управления.Некоторые из этих реле описаны ниже.

Различные типы реле

В зависимости от принципа работы и конструктивных особенностей реле бывают разных типов, например, электромагнитные реле, тепловые реле, реле переменной мощности, многомерные реле и т. Д., С различными номинальными характеристиками и размерами и приложения.

1. Электромагнитные реле

Эти реле состоят из электрических, механических и магнитных компонентов и имеют рабочую катушку и механические контакты.Поэтому, когда катушка активируется системой питания, эти механические контакты размыкаются или замыкаются. Тип питания может быть AC или DC.

Реле постоянного и переменного тока

Реле переменного и постоянного тока работают по тому же принципу, что и электромагнитная индукция, но конструкция несколько отличается, а также зависит от области применения, для которой выбраны эти реле. Реле постоянного тока используются с диодом свободного хода для обесточивания катушки, а реле переменного тока используют многослойные сердечники для предотвращения потерь на вихревые токи.

Реле постоянного и переменного тока

Очень интересный аспект переменного тока состоит в том, что на каждом полупериоде направление подачи тока изменяется; следовательно, для каждого цикла катушка теряет свой магнетизм, поскольку нулевой ток в каждом полупериоде заставляет реле постоянно замыкать и размыкать цепь. Итак, чтобы предотвратить это — дополнительно в реле переменного тока помещается одна заштрихованная катушка или другая электронная схема, чтобы обеспечить магнетизм в положении нулевого тока.

Электромагнитные реле притягивающего типа

Реле притягивающего типа

Эти реле могут работать как с переменным, так и с постоянным током и притягивать металлический стержень или кусок металла, когда на катушку подается питание.Это может быть плунжер, притягивающийся к соленоиду, или якорь, притягивающийся к полюсам электромагнита, как показано на рисунке. Эти реле не имеют временных задержек, поэтому они используются для мгновенного срабатывания.

Реле индукционного типа

Они используются как реле защиты только в системах переменного тока и могут использоваться с системами постоянного тока. Приводное усилие для перемещения контактов создается движущимся проводником, который может быть диском или чашей, за счет взаимодействия электромагнитных потоков из-за токов замыкания.

Реле индукционного типа

Они бывают нескольких типов, например, с экранированными полюсами, ватт-часами и индукционными чашками, и в основном используются в качестве направленных реле для защиты энергосистемы, а также для высокоскоростных коммутационных операций.

Магнитные фиксирующие реле

В этих реле используется постоянный магнит или детали с высоким коэффициентом отражения, чтобы якорь оставался в той же точке, в которой наэлектризована катушка, когда источник питания катушки отключен.

2.Твердотельные реле

Твердотельные реле используют твердотельные компоненты для выполнения операции переключения без перемещения каких-либо частей. Поскольку требуемая энергия управления намного ниже по сравнению с выходной мощностью, которая должна регулироваться этим реле, это приводит к большему увеличению мощности по сравнению с электромагнитными реле. Они бывают разных типов: SSR с герконовым реле, SSR с трансформаторной связью, SSR с фотосвязью и так далее.

Твердотельные реле

На приведенном выше рисунке показан ТТР с фотосвязью, в котором сигнал управления подается светодиодом и обнаруживается светочувствительным полупроводниковым устройством.Выходной сигнал этого фотодетектора используется для срабатывания затвора TRIAC или SCR, который переключает нагрузку.

3. Гибридное реле

Эти реле состоят из электромагнитных реле и электронных компонентов. Обычно входная часть содержит электронную схему, которая выполняет выпрямление и другие функции управления, а выходная часть включает электромагнитное реле.

4. Тепловое реле

Эти реле основаны на тепловом воздействии, что означает — повышение температуры окружающей среды от предельного значения заставляет контакты переключаться из одного положения в другое.В основном они используются для защиты двигателей и состоят из биметаллических элементов, таких как датчики температуры, а также элементов управления. Реле тепловой перегрузки — лучшие примеры таких реле.

5. Герконовое реле

Герконское реле

Герконское реле состоит из пары магнитных полос (также называемых язычками), которые помещены в стеклянную трубку. Этот язычок действует как якорь и как контактный нож. Магнитное поле, приложенное к катушке, наматывается на эту трубку, заставляя эти язычки двигаться так, что выполняется операция переключения.

По размерам реле подразделяются на микроминиатюрные, сверхминиатюрные и миниатюрные. Также по конструкции эти реле классифицируются как герметичные, герметичные и реле открытого типа. Кроме того, в зависимости от рабочего диапазона нагрузки, реле бывают микро-, малой, средней и высокой мощности.

Реле также доступны с различными конфигурациями контактов, например, с 3, 4 и 5 контактами. Способы работы этих реле показаны на рисунке ниже.Переключающие контакты могут быть типа SPST, SPDT, DPST и DPDT. Некоторые из реле являются нормально разомкнутыми (NO), а другие — нормально замкнутыми (NC).

Конфигурации контактов реле

Это некоторые из различных типов реле, которые используются в большинстве электронных, а также электрических цепей. Информация о различных типах реле служит читателям, и мы надеемся, что они сочтут эту основную информацию очень полезной. Учитывая огромное значение реле с zvs в схемах, эта конкретная статья о них заслуживает отзывов, запросов, предложений и комментариев читателей.Поэтому читатели могут оставлять здесь свои комментарии.

Фото:

.

различных типов реле, их конструкция, работа и применение

Введение в реле и различные типы реле | Его клеммы, работа и приложения

Реле являются важным компонентом для защиты и переключения ряда цепей управления и других электрических компонентов. Все реле реагируют на напряжение или ток, конечная цель — размыкание или замыкание контактов или цепей.В этой статье кратко обсуждаются основы реле и различные типы реле, которые используются для различных приложений.

Что такое реле?

Выключатель — это компонент, который размыкает (выключает) и замыкает (включает) электрическую цепь. тогда как реле — это электрический переключатель , который управляет (включает и выключает ) цепью высокого напряжения с использованием источника низкого напряжения. Реле полностью изолирует цепь низкого напряжения от цепи высокого напряжения.

Конструкция реле

Чтобы узнать базовую конструкцию и внутренние части реле , на следующем рисунке ясно показан вид изнутри реле . Давайте обсудим их все по порядку.

Клеммы реле

Вообще говоря, в реле есть четыре типа клемм.

Входные клеммы управления или клеммы катушки:

Входные клеммы управления — это две входные клеммы реле, которое управляет его механизмом переключения.

К этим клеммам подключен маломощный источник для активации и деактивации реле. Источник может быть переменного или постоянного тока в зависимости от типа реле.

COM или общая клемма:

COM относится к общей клемме реле.

Это выходная клемма реле, к которой подключен один конец цепи нагрузки.

Эта клемма внутренне связана с любой из двух других клемм в зависимости от состояния реле.

НО Терминал:

НО или Нормально открытый Клемма также является клеммой нагрузки реле, которое остается разомкнутым , когда реле неактивно .

Клемма NO замыкается на клемму COM при срабатывании реле.

NC клемма:

NC или нормально закрытая клемма — это другая клемма нагрузки реле. Эта клемма обычно соединяется с клеммой COM реле, когда нет управляющего входа.

При срабатывании реле клемма NC отключается от клеммы COM и остается разомкнутой, пока реле не будет деактивировано.

Poles & Throw:

Полюсы относятся к переключателям внутри реле.

Число переключателей внутри реле называется полюсами реле.

количество управляемых цепей на полюс называется разбросом реле.

Одноходовое реле может управлять только одним контуром i.е. либо ВЫКЛ. , либо ВКЛ. , в то время как двойное реле может управлять двумя цепями, то есть переключаться от одной цепи к другой, размыкая одну цепь и замыкая другую во время переключения (ВКЛ и ВЫКЛ).

Реле Работа :

Предположим, реле SPDT (однополюсный, двойной ход)

Когда нет источника питания, реле неактивно и его положение Полюс остается на клемме NC , которая в вышеупомянутом случае является верхней клеммой.Это приводит к короткому электрическому пути между клеммой COM и NC . Таким образом, он позволяет протекать току через цепь, подключенную к клеммам COM и NC.

Когда реле включается от источника низкого напряжения, полюс реле переключается на клемму NO . Таким образом, клемма NC становится разомкнутой, а клемма COM замыкается или электрически замыкается на клемму NO . Впоследствии, пропуская ток через цепь, подключенную к клеммам COM и NO .

Типы реле:

Существует различных типов реле , и они классифицируются по различным категориям в зависимости от их свойств. Каждый из этих типов реле используется для определенного применения, и перед использованием в любой цепи необходимо выбрать соответствующее реле.

На основе полюсов и направления:

Эти следующие типы реле классифицируются по номерам полюсов и внутри реле.

Реле SPST

SPST относится к однополюсному однополюсному реле .

Однополюсный означает, что он может управлять только одной цепью, в то время как одиночный бросок означает, что его полюс имеет только одно положение, в котором он может проводить. Диаграмма SPST представлена ​​ниже.

Реле SPST , два состояния, т. Е. либо разомкнутая, либо замкнутая цепь.

Реле SPDT

SPDT относится к однополюсному реле двойного направления.

Однополюсный означает, что одновременно можно управлять только одной цепью. Двойной бросок означает, что его шест имеет два положения, в которых он может вести.

Реле SPDT имеет два состояния, и в каждом состоянии его одна цепь остается замкнутой, а другая остается разомкнутой и наоборот.

Связанное сообщение: Что такое датчик? Различные типы датчиков с областями применения

Реле DPST

DPST относится к двухполюсным одноходовым.

Двойной полюс означает, что он может управлять двумя полностью изолированными отдельными цепями. Одиночный бросок означает, что у каждого шеста есть одно положение, в котором он может вести.

Реле DPST может переключать две цепи одновременно, т. Е. Обеспечивать замыкание или размыкание цепи.

Реле DPDT

DPDT относится к двухполюсному двойному ходу.

Двойной полюс означает, что он может управлять двумя цепями, в то время как двойной ход означает, что каждый полюс может проводить в двух отдельных положениях.

Реле DPDT можно интерпретировать как два реле SPDT, но их переключение происходит одновременно.

Реле может иметь до 12 полюсов.

Forms Of Relay

Типы реле также классифицируются на основе их конфигурации, известной как « Forms ».

Реле «Форма A»

« Форма A » — это реле SPST с нормально разомкнутым ( NO ) состоянием по умолчанию.

Он имеет клемму NO, которая подключает цепь, когда реле активируется, и отключает цепь, когда реле деактивируется.

Реле «Форма B»

Реле формы B является реле SPST с нормально замкнутым ( NC ) состоянием по умолчанию.

Клемма NC подключает цепь, когда реле неактивно, и отключает цепь, когда реле активируется.

Реле «Форма C»

Реле формы C — это реле SPDT с двойными контактными клеммами, известное как NC и NO .

Управляет двумя контурами i.е. одна цепь остается разомкнутой, а другая — замкнутой. Оно также известно как реле « прерывание перед замыканием », поскольку оно размыкает одну цепь перед замыканием другой цепи.

Реле «формы D»

Реле формы D также является реле SPDT и имеет тот же принцип, что и реле формы C, но является контактным реле « замыкает перед разрывом ».

Замыкает следующую цепь перед разрывом (размыканием) первой цепи.Он используется, чтобы не нарушать целостность цепи.

На основе принципов работы:

Следующие ниже типы реле классифицируются в зависимости от их различных принципов работы.

EMR (электромеханическое реле)

Этот тип реле имеет электромагнитную катушку и механический подвижный контакт .

Когда катушка находится под напряжением, она создает магнитное поле. Это магнитное поле притягивает якорь (подвижный контакт).Когда катушка обесточена, катушка теряет магнитное поле, и пружина возвращает якорь в нормальное положение.

Реле EMR спроектировано для источника переменного или постоянного тока в зависимости от приложения, для которого оно используется. Конструкция реле ЭМИ переменного и постоянного тока отличается друг от друга небольшой разницей в конструкции катушки . Катушка постоянного тока имеет свободно вращающийся диод для защиты от обратной ЭДС и обесточивания катушки.

Полярность источника в реле ЭМИ не имеет значения, он питает катушку в любом случае, но если установлен диод обратной ЭДС, следует учитывать полярность.

Основной недостаток реле ЭМИ заключается в том, что его контакты создают дугу при размыкании, что приводит к увеличению его сопротивления со временем и сокращению срока службы реле.

SSR (твердотельное реле)

SSR реле состоит из полупроводников, а не механических частей, и оно работает для изоляции цепи низкого напряжения от цепи высокого напряжения с помощью оптопары.

Когда управляющий вход применяется к твердотельному реле, загорается светодиод , излучающий инфракрасный свет. Этот свет принимается светочувствительным полупроводниковым устройством, которое преобразует световой сигнал в электрический сигнал и переключает цепь.

SSR работает на относительно высокоскоростных и имеет очень низкое энергопотребление по сравнению с реле EMR. Его срок службы на больше , потому что нет физических контактов, которые могли бы сгореть.

Основным недостатком реле SSR является его номинальное падение напряжения на полупроводнике, что приводит к потере энергии в виде тепла .

Гибридное реле:

Гибридные реле изготавливаются с использованием как реле SSR, так и реле EMR .

Как мы знаем, SSR тратит энергию в виде тепла и EMR имеет контакт , вызывающий дугу . Гибридное реле использует как SSR, так и EMR, чтобы преодолеть их недостатки.

В гибридном реле SSR и EMR используются в параллельном . Реле , цепь управления используется для переключения SSR в первую очередь. SSR принимает ток нагрузки. Таким образом, это устраняет проблему изгиба. Затем цепь управления подает питание на катушку ЭМИ, и ее контакт замыкается, но дуги не происходит, так как SSR принимает нагрузку параллельно. Через некоторое время, когда контакт ЭМИ успокоится, управляющий вход ТТР снимается. EMR проводит весь ток нагрузки без потерь.Поскольку SSR не пропускает ток, а EMR принимает на себя всю нагрузку, потери мощности в виде тепла отсутствуют. Таким образом, это также устраняет проблему нагрева.

Похожие сообщения: Типы микросхем. Классификация интегральных схем и их ограничения

Герконовое реле

Герконовое реле состоит из герконового переключателя и электромагнитной катушки с диодом для обратной ЭДС.

Геркон состоит из двух металлических лезвий, сделанных из ферромагнитного материала, герметично запечатанных в стеклянной трубке, которая также поддерживает металлические лезвия.Стакан заполнен инертным газом.

Когда катушка находится под напряжением, лезвия из ферромагнитного металла притягиваются друг к другу и образуют замкнутый путь. Поскольку нет подвижного якоря, нет проблемы износа контактов. Стеклянная трубка также заполнена инертным газом, что также продлевает срок ее службы.

Электротермическое реле (тепловое реле):

Электротермическое реле состоит из биметаллической (состоящей из двух металлов с разными коэффициентами теплового расширения) ленты.

Когда ток течет по проводнику, он выделяет тепло. За счет чего температура биметаллической полосы повышается и расширяется. Металл с высоким коэффициентом теплового расширения расширяется больше, чем другой металл. Из-за чего полоса изгибается и замыкает контакты для активации схемы отключения.

Тепловые реле обычно используются для защиты электродвигателей.

Поляризованное и неполяризованное реле

Поляризованное реле использует постоянный магнит с электромагнитом.Постоянный магнит обеспечивает фиксированное положение якоря. Электромагнитная катушка изменяет положение якоря относительно неподвижного стержня. Положение якоря зависит от полярности управляющего входа.

В неполяризованном реле не используются постоянные магниты, и на их катушку можно подавать напряжение обоими способами, не влияя на его работу. Некоторые реле с диодами противо-ЭДС имеют полярность, поскольку диод будет обходить катушку, если соединение поменять местами.

Применение реле

• Реле используются для изоляции цепи низкого напряжения от цепи высокого напряжения.
• Они используются для управления несколькими цепями .
• Они также используются в качестве автоматического переключения вместо .
• В микропроцессорах используются реле для управления большой электрической нагрузкой.
• Реле перегрузки используются для защиты двигателя от перегрузки и электрического сбоя.

Связанный пост: Типы трансформаторов и их применение

Это некоторые из других типов реле , используемых в различных электрических и электронных схемах.В этой статье представлены необходимые знания о «реле и типах реле», чтобы понять их основные принципы и различия.

Связанное сообщение:

.

Тепловая защита двигателя | КЭБ

Тепловая защита обмоток двигателей — ключевой компонент в оперативном автоматизированном оборудовании. Это создает уровень защиты от чрезмерной температуры обмотки, которая в конечном итоге может привести к необратимому пробою и повреждению изоляции обмотки. У EASA есть хорошая страница с хорошими фотографиями типичных неисправностей двигателей — вы же не хотите, чтобы это были вы.

Рассмотрим гипотетический пример — производственная компания использует серводвигатель на новом сборочном станке.Машина начинает работать хорошо, но затем компания решает, что им требуется более высокая производительность, поэтому рабочий цикл двигателя увеличивается. Через некоторое время более высокая частота цикла приводит к более высокому среднеквадратичному току двигателя. Этот более высокий среднеквадратичный ток создает накопленное количество энергии в виде тепла внутри обмоток двигателя.

Двигатель со временем начинает перегреваться. В конечном итоге обмотки двигателя выходят из строя, и производственная линия выходит из строя. Двигатель необходимо отправить в мастерскую для перемотки или полной замены.После расследования компания-производитель определила, что серводвигатель имел термисторную защиту обмотки PTC, но он не был подключен к источнику теплового контроля. Провал можно было полностью предотвратить.

Датчики температуры встроены в обмотку двигателя.

Что такое тепловая защита обмотки?

Тепловая защита обмоток может быть в нескольких вариантах, но основной принцип остается тем же. В защите обмотки используется датчик, который регистрирует тепловое состояние обмоток статора двигателя, и при возникновении тепловой перегрузки тепловая защита обмотки вызывает отключение двигателя.

встроенная тепловая защита двигателя

В зависимости от используемого устройства тепловой защиты методика тепловых измерений и взаимодействие устройства защиты с частотно-регулируемым приводом (VFD) KEB могут быть разными. Здесь мы рассмотрим некоторые распространенные устройства тепловой защиты обмоток и датчики температуры.

Биметаллическое тепловое реле перегрузки

Биметаллическая полоса — это рабочий элемент теплового реле перегрузки двигателя.Реле тепловой перегрузки — одно из наиболее распространенных и экономичных устройств защиты двигателя от перегрузки, особенно для однофазных двигателей. Как уже упоминалось, тепловые реле перегрузки содержат биметаллическую полосу, а биметаллическая полоса представляет собой механическое устройство, преобразующее изменение температуры в механическое смещение. Биметаллическая полоса состоит из двух разных металлических частей, которые имеют разную степень теплового расширения. Две полосы скрепляются друг с другом с помощью клепки или сварки по всей длине. При нагревании разные свойства теплового расширения заставляют два металла расширяться с разной скоростью.Это заставляет биметаллическую полосу изгибаться / изгибаться в одном направлении при нагревании выше температуры окружающей среды.

Тепловые реле перегрузки устанавливаются в цепи двигателя, и ток, идущий к двигателю, проходит через биметаллический отключающий элемент. Протекающий ток нагревает биметаллическую ленту, что вызывает изгиб биметаллического материала, и после достижения определенной температуры биметаллическая полоса размыкает реле. При размыкании реле ток, протекающий к двигателю, будет отключен, и двигатель и цепь двигателя будут отключены.Реле тепловой перегрузки имеют классификацию, называемую классом отключения, который представляет время реакции на состояние перегрузки. Обычно классы отключения — это класс 10, 20 или 30.

Термореле перегрузки с биметаллическими полосками относительно недороги и не требуют дополнительных средств управления для считывания информации. Они в основном двоичные с состояниями ВКЛ / ВЫКЛ. Обратной стороной является то, что мало что можно сделать, чтобы отреагировать на повышение температуры перед полным отключением.

Датчик термистора PTC

Один из распространенных датчиков температуры, используемых в двигателях KEB, — это термисторный датчик PTC. Датчик PTC — это резистор, сопротивление которого зависит от температуры, а PTC означает «положительный температурный коэффициент». Это означает, что сопротивление увеличивается с повышением температуры. Существует два типа термисторов PTC: линейные и переключаемые. Разница между ними основана на материале, конструкции и производстве.В этом обсуждении мы сосредоточимся только на терморезисторах PTC переключаемого типа.

РТС-термисторы переключающего типа используют поликристаллический керамический материал, который имеет сильно нелинейную кривую сопротивления в зависимости от температуры. В зависимости от окружающей температуры и сопротивления терморезистор PTC переключаемого типа может немного уменьшать сопротивление с повышением температуры, но затем при определенной температуре, называемой критической температурой, T _C , реакция сопротивления резко возрастает.Типичная критическая температура термистора PTC переключаемого типа составляет 60–140 ° C. При достижении критической температуры сопротивление PTC резко увеличивается до значений более 1000 Ом.

Нелинейная характеристика термисторов PTC имеет преимущество. В критическом диапазоне небольшая разница температур означает большое изменение сопротивления, которое можно измерить и контролировать с помощью частотно-регулируемого привода или контроллера.

Это высокое сопротивление действует как разрыв цепи и размыкает цепь теплового контроля между клеммами T1 и T2 (или T + и T-) на частотно-регулируемом приводе KEB.Эта разомкнутая цепь вызовет отказ привода E.dOH, который остановит двигатель и отключит регулирующий ток. После того, как двигателю и термистору PTC будет дано достаточно времени для охлаждения, двигатель и датчик термистора PTC можно будет снова использовать. Таким образом, термисторный датчик PTC действует как сбрасываемый предохранитель.

Датчик температуры KTY

Датчик температуры KTY — это тип кремниевого датчика, который также имеет положительный температурный коэффициент, аналогичный термистору PTC.Однако зависимость между сопротивлением и температурой для датчика KTY приблизительно линейна. Диапазон рабочих температур может варьироваться между производителями датчиков KTY, но обычно он составляет от -50 ° C до 200 ° C.

В пределах диапазона рабочих температур отклик сопротивления датчика можно вычислить для различных температур с помощью уравнения второго порядка. Как только сопротивление найдено, можно определить температурный коэффициент, а затем, используя температурный коэффициент, можно вычислить температуру на датчике с помощью уравнения, которое оценивает приблизительно линейную зависимость сопротивления от температуры.

Датчики температуры KTY все чаще используются в критических приложениях, особенно с большими дорогостоящими двигателями, такими как моментные двигатели и двигатели с водяным охлаждением.

Причина в том, что датчики KTY позволяют получать более глубокую информацию по показаниям температуры. Например, предупреждения и сокращенные рабочие состояния легче реализовать благодаря точности и линейности результатов измерения температуры.

Датчик PT1000 (RTD)

Датчики PT1000 представляют собой датчики температуры сопротивления (RTD) или платиновые термометры сопротивления (PRT) и поддерживаются стандартом IEC 60751: 2008.Многие датчики RTD сконструированы с использованием проводящего провода, намотанного на керамический сердечник, а в случае датчиков PT1000 материал провода — платина. PT обозначает материал платиновой проволоки, а 1000 обозначает сопротивление в Ом при 0 ° C.

Платина

используется в резистивных датчиках температуры, поскольку она имеет линейную зависимость сопротивления от температуры, которая хорошо воспроизводима в диапазоне рабочих температур. Связь между сопротивлением и температурой рассчитывается по уравнению Каллендара-Ван Дюзена, которое можно упростить до линейного уравнения.Поскольку платиновый датчик подвергается воздействию повышенной температуры, сопротивление платины увеличивается прямо пропорционально повышению температуры. При подключении к ЧРП KEB, аналогично датчику KTY, датчик PT1000 может отображать точные данные о температуре двигателя в реальном времени.

Тепловая защита обмоток и частотно-регулируемые приводы KEB

Как видите, многие обычные датчики температуры могут служить в качестве устройств защиты от перегрева обмоток для серводвигателей и асинхронных двигателей. Однако наличие двигателя с тепловой защитой обмотки — это только часть решения.Если тепловая защита обмотки не подключена к контрольному устройству или схеме, тепловая защита обмотки не имеет значения.

К счастью, частотно-регулируемые приводы KEB имеют клеммы T1 и T2 (или T + и T-) для подключения датчика тепловой защиты обмотки. В зависимости от типа датчика, как описано выше, привод может контролировать сопротивление или выводить температурный отклик обмоток двигателя.

Входы датчика тепловой защиты двигателя на KEB VFD

Затем, если обмотки двигателя становятся слишком горячими во время работы, частотно-регулируемый привод KEB вызывает ошибку, которая, в свою очередь, останавливает двигатель, позволяя двигателю остыть до безопасного рабочего состояния.

Приводы нового поколения и тепловая защита

В настоящее время для наших приводов серии F5 мы можем поддерживать оценку KTY или PTC. Для нашей серии продуктов F6 / S6 / G6 следующего поколения мы можем контролировать несколько типов датчиков температуры. Например, для F6 мы можем попеременно контролировать PTC, KTY или PT1000 с помощью простого изменения параметров. Если новый двигатель вводится в эксплуатацию и в нем используется другая тепловая защита обмотки, следующее поколение F6 может легко адаптировать и поддерживать новый тип датчика.

Семейство F6 / S6 / G6, являющееся частью нашей серии приводов следующего поколения, предлагает уникальные онлайн-мастера через наше программное обеспечение COMBIVIS 6 для ПК. Внутри этих онлайн-мастеров пользователи могут не только настраивать данные двигателя и рабочие параметры, но и устанавливать пределы и реакции на событие перегрева двигателя.

Расширенное управление температурой двигателя упрощается с помощью программного обеспечения KEB Combivis

. Для оценки KTY и PT1000 вы можете установить уровень температуры предупреждения, уровень температуры ошибки, а также отрегулировать реакцию на уровень температуры ошибки.Также в этих онлайн-мастерах вы можете настроить тип оценки датчика температуры в соответствии с вашим конкретным приложением и двигателем.

Заключение

Возвращаясь к примеру компании-производителя с самого начала, что они могли сделать иначе, чтобы избежать поломки двигателя? Используя частотно-регулируемый привод KEB нового поколения, такой как F6 / S6 / G6, они могли бы установить тепловую защиту проводов на клеммы KEB T1 и T2 (или T + и T-), а затем скорректировать оценку датчика температуры в соответствии со своими потребностями.Затем, когда двигатель достигнет состояния перегрева, привод отключит двигатель, позволяя двигателю остыть, а производственная компания решит проблему перегрева.

Приводы KEB включают вход датчика температуры двигателя

Заинтересованы ли вы в модернизации вашей системы автоматизации с помощью тепловой защиты обмотки?

Если да, свяжитесь с нами сегодня, чтобы обсудить это с одним из наших инженеров по применению.

Ресурсы и дополнительная информация

http: // www.resistorguide.com/ptc-thermistor/

https://www.mouser.com/pdfDocs/AAS-PTC-Thermistors-Training.pdf

http://www.hit-karlsruhe.de/hit-mic/projekte/eierkocher/links/183482-in-01-en-Temperatursensor_KTY11.pdf

https://www.ephy-mess.de/fileadmin/Daten/Downloads/Produktkataloge_EN/EPHY-MESS_GmbH_Catalog_Semiconductor_thermistors.pdf

https://en.wikipedia.org/wiki/Resistance_thermometer

https://en.wikipedia.org/wiki/Bimetallic_strip

https: // www.ecmweb.com/content/basics-selecting-overload-relays

http://www.ourdoconline.com/lpcp/1SBC100192C02/mobile/index.html#p=718

.

Что такое реле Бухгольца? — Определение, конструкция, принцип работы, действие и ограничения

Определение : Реле Бухгольца защищает трансформатор от внутренних повреждений . Это газовое реле . Реле Бухгольца размещается между основным баком и расширителем. Такой тип реле используется в трансформаторе номиналом более 500 кВА. Он не используется в небольших трансформаторах по экономическим причинам.

Принцип работы реле Бухгольца

Когда неисправность происходит внутри трансформатора, температура масла увеличивается. Масло испаряется в виде газа. Образование газа зависит от величины неисправности внутри трансформатора. Внутренний отказ происходит в трансформаторе либо из-за пробоя изоляции между обмоткой, либо из-за слабого начального контакта обмотки.

Повреждение вызывает дугу, повышающую температуру газа.Масло испаряется и движется вверх. Реле Бухгольца обнаруживает неисправность и подает сигнал тревоги персоналу. Трансформатор отключен от сети для обслуживания.

Конструкция реле Бухгольца

Реле Бухгольца имеет два шарнира, которые размещены в металлической камере. Эта металлическая камера соединена трубкой между расширителем и основным резервуаром.

Один из шарниров размещается в верхней части металлической камеры вместе с ртутным переключателем.Этот ртутный переключатель используется для включения сигнализации. Другой поплавок размещен в нижней части металлической камеры вместе с ртутным выключателем. Ртутный выключатель используется для срабатывания цепи отключения.

Работа реле Бухгольца

Внутренняя неисправность трансформатора вызывает дугу внутри основного резервуара. Масло трансформатора начинает нагреваться из-за теплового воздействия. Газ движется вверх, и некоторые из его паров собираются в верхней части основного резервуара.Из-за испарения уровень масла в баке трансформатора начинает снижаться.

Ртутный выключатель, расположенный внутри металлической камеры, срабатывает, и реле подает сигнал тревоги для персонала. Питание трансформатора становится закрытым, и он отключается от системы для обслуживания. Реле имеет контрольный кран, который используется для сброса давления в камере.

Когда серьезное повреждение происходит внутри трансформатора, нижний ртутный выключатель, расположенный внутри металлической камеры, слегка наклоняется, из-за чего цепь отключения замыкается.Таким образом, трансформатор отключается от главной цепи.

Ограничения реле Бухгольца

Ниже перечислены недостатки реле Бухгольца.

1. Реле используется только в масляном трансформаторе.
2. Он может обнаружить неисправность только ниже уровня масла.
3. Это реле не защищает соединительные кабели. Следовательно, для кабелей используется отдельная защита.
4. Время отклика реле высокое.

Минимальное время срабатывания реле 0.1 секунда.

.