Tepelné relé: princip činnosti, typy, schéma zapojení + nastavení a označení

Trvanlivost a provozní spolehlivost každé instalace s elektromotorem závisí na různých faktorech. Aktuální přetížení však výrazně ovlivňuje životnost motoru. Aby jim zabránili, připojují tepelné relé, které chrání hlavní pracovní tělo elektrického stroje.

Řekneme vám, jak zvolit zařízení, které předpovídá výskyt mimořádných situací nad rámec maximálních přípustných ukazatelů proudu. V článku, který jsme představili, je popsán princip účinku, jsou uvedeny odrůdy a jejich vlastnosti. Jsou uvedeny tipy na připojení a příslušnou konfiguraci.

Proč jsou nutná ochranná zařízení?

I když je pohon správně navržen a používán, aniž by došlo k porušení základních provozních pravidel, vždy existuje možnost poruchy.

Nouzové provozní režimy zahrnují jednofázové a vícefázové poruchy, tepelné přetížení elektrického zařízení, zaseknutí rotoru a destrukci ložiskové sestavy, výpadek fáze.

Elektrický motor pracuje ve vysokém zatížení a spotřebovává obrovské množství elektřiny. A při pravidelném překročení jmenovitého napětí se zařízení intenzivně zahřívá.

V důsledku toho se izolace rychle opotřebuje, což vede k významnému zkrácení provozní životnosti elektromechanických zařízení. Pro vyloučení takových situací je v obvodu elektrického proudu připojeno tepelné ochranné relé. Jejich hlavní funkcí je zajistit běžný provoz spotřebitelů.

Vypnou motor s určitým zpožděním a v některých případech - okamžitě, aby se zabránilo zničení izolace nebo poškození jednotlivých částí elektroinstalace.

Proudové relé trvale chrání elektromotor před výpadkem fáze a technologickým přetížením, jakož i před brzděním rotoru. To jsou hlavní důvody, které způsobují nouzové podmínky.

Aby se zabránilo snížení izolačního odporu, používají se ochranná uzavírací zařízení, ale pokud je úkolem zabránit narušení chlazení, jsou připojena speciální zařízení vestavěné tepelné ochrany.

Zařízení a princip činnosti TR

Strukturálně je standardní elektrotermické relé malé zařízení, které se skládá z citlivé bimetalické desky, topné cívky, systému páka-pružina a elektrických kontaktů.

Bimetalická deska je vyrobena ze dvou různých kovů, zpravidla Invar a chromniklové oceli, pevně spojených během svařovacího procesu. Jeden kov má vyšší teplotní koeficient roztažnosti než druhý, takže se zahřívá různými rychlostmi.

V případě přetížení proudu se nehybná část desky ohne k materiálu s nižším koeficientem tepelné roztažnosti. To působí silovým účinkem na kontaktní systém v ochranném zařízení a aktivuje vypnutí elektrické instalace během přehřátí.

Většina modelů s mechanickým tepelným relé má dvě skupiny kontaktů. Jeden pár je normálně otevřený, druhý je neustále uzavřený. Když ochranné zařízení vypne, změní se stav kontaktů. První z nich jsou uzavřena a druhá z nich je otevřená.

V elektronických TR se používají speciální senzory a citlivé sondy, které reagují na zvýšení proudu. V mikroprocesoru takových ochranných zařízení jsou naprogramovány parametry, které určují situace, kdy je nutné vypnout napájení

Integrovaný transformátor detekuje proud, po kterém elektronika zpracovává přijatá data. Pokud je aktuální hodnota aktuálně větší než žádaná hodnota, je puls okamžitě přenesen přímo do spínače.

Otevřením externího stykače blokuje zátěž relé s elektronickým mechanismem. Sám tepelné relé pro elektromotor namontován na stykač.

Bimetalická deska může být zahřívána přímo - vlivem špičkového proudu proudu na kovový pás nebo nepřímo pomocí samostatného termočlánku. Tyto zásady jsou často kombinovány do jediného zařízení na tepelnou ochranu. Díky kombinovanému vytápění má zařízení nejlepší výkon.

Po ochlazení se deska vrátí do původního stavu. Spínací kontakty jsou automaticky sepnuty nebo je musíte přinutit do uzavřeného stavu

Základní vlastnosti proudového relé

Hlavní charakteristikou spínače tepelné ochrany je výrazná závislost doby odezvy na proudu, který jím protéká - čím větší hodnota, tím rychleji bude fungovat. To znamená určitou setrvačnost reléového prvku.

Směrový pohyb částic nosiče jakýmkoli elektrickým zařízením, oběhové čerpadlo a elektrický kotel generuje teplo. Při jmenovitém proudu má jeho přípustná doba tendenci k nekonečnu.

A při hodnotách přesahujících jmenovité hodnoty stoupá teplota v zařízení, což vede k předčasnému opotřebení izolace.

Otevřený obvod okamžitě blokuje další zvýšení teploty. To umožňuje zabránit přehřátí motoru a zabránit nouzovému selhání elektrické instalace

Jmenovité zatížení samotného motoru je klíčovým faktorem při určování volby zařízení. Ukazatel v rozmezí 1,2 - 1,3 označuje úspěšnou operaci s aktuálním přetížením 30% v časovém období 1200 sekund.

Doba přetížení může nepříznivě ovlivnit stav elektrického zařízení - při krátkodobé expozici 5-10 minut se zahřívá pouze vinutí motoru, které má malou hmotnost. A s prodloužením se celý motor zahřívá, což je vážně poškozeno.Nebo může být nutné vyměnit spálené zařízení za nové.

Pro maximální ochranu objektu před přetížením je nutné použít speciálně pod ním relé tepelné ochrany, jehož doba odezvy bude odpovídat maximálním přípustným ukazatelům přetížení konkrétního elektromotoru.

V praxi sbírejte relé pro monitorování napětí pod každým typem motoru je nepraktické. Jeden reléový prvek se používá k ochraně motorů různých konstrukcí. Zároveň není možné zaručit spolehlivou ochranu v plném pracovním intervalu omezeném minimálním a maximálním zatížením.

Zvýšení proudu nevede okamžitě k nebezpečnému nouzovému stavu zařízení. Než se rotor a stator zahřejí na mezní teplotu, bude to nějakou dobu trvat

Proto není bezpodmínečně nutné, aby ochranné zařízení reagovalo na každý, i když jen mírný nárůst proudu. Relé musí vypnout motor pouze v případech, kdy existuje riziko rychlého opotřebení izolační vrstvy.

Druhy tepelných ochranných relé

Existuje několik typů relé pro ochranu elektromotorů před výpadkem fáze a přetížením proudem. Všechny se liší konstrukčními vlastnostmi, typem použitého MP a aplikací v různých motorech.

TRP. Jednopólové spínací zařízení s kombinovaným topným systémem. Určeno k ochraně asynchronních třífázových elektromotorů před přetížením. TRP se používá v DC napájecích sítích se základním napětím 440 V. Při normálním provozu se vyznačuje odolností vůči vibracím a otřesům.

RTL. Zajistěte ochranu motorů v těchto případech:

• když jedna ze tří fází vypadne;
• asymetrie proudů a přetížení;
• odložený start;
• zaseknutí ovladače.

Mohou být instalovány s terminály KRL odděleně od magnetických spouštěčů nebo namontovány přímo na PML. Namontováno na standardní kolejnice, třída ochrany - IP20.

PTT. Chrání asynchronní třífázové stroje rotorem veverkové klece před zpožděným startem mechanismu, prodlouženým přetížením a asymetriemi, tj. Fázovou nerovnováhou.

PTT lze použít jako součást různých řídicích obvodů měniče a také pro integraci do spouštěčů řady PMA

TRN. Dvoufázové spínače, které řídí spouštění elektrické instalace a provozní režim motoru. Téměř nezávisle na okolní teplotě mají pouze systém pro ruční navrácení kontaktů do původního stavu. Mohou být použity v DC sítích.

RTI. Elektrické spínací přístroje s konstantní, i když nízkou spotřebou energie. Montáž na stykače řady KMI. Spolupracujte s pojistkami /vypínače.

Polovodičová relé proudu. Jsou to malá elektronická zařízení ve třech fázích, v jejichž konstrukci nejsou žádné pohyblivé části.

Fungují podle principu výpočtu průměrných hodnot teplot motoru, pro které je prováděno stálé monitorování provozních a spouštěcích proudů. Vyznačují se odolností vůči změnám prostředí, a proto se používají v nebezpečných oblastech.

RTK. Spouštěcí spínače pro regulaci teploty v krytu elektrických zařízení. Používají se v automatizačních obvodech, kde tepelné komponenty fungují jako komponenty.

Aby byl zajištěn spolehlivý provoz elektrického zařízení, musí mít reléový prvek takové vlastnosti, jako je citlivost a rychlost, jakož i selektivita

Je důležité si uvědomit, že žádné z výše uvedených zařízení není vhodné pro ochranu obvodů před zkraty.

Tepelná ochranná zařízení zabraňují pouze nouzovým stavům, které se vyskytují během neobvyklého provozu mechanismu nebo přetížení.

Než začne relé fungovat, může dojít k vyhoření elektrického zařízení. Aby byla zajištěna komplexní ochrana, musí být doplněny pojistkami nebo kompaktními vypínači modulární konstrukce.

Připojení, seřízení a označení

Přepínací zařízení proti přetížení, na rozdíl od elektrického stroje, nepřerušuje výkonový obvod přímo, ale dává pouze signál k dočasnému vypnutí objektu v nouzovém režimu. Normálně zapnutý kontakt funguje jako tlačítko zastavení na stykači a je zapojen v sérii.

Schéma připojení zařízení

Při konstrukci relé není nutné po úspěšném provozu zcela opakovat všechny funkce silových kontaktů, protože je připojeno přímo k MP. Tato konstrukce umožňuje výrazně šetřit materiály pro kontakty napájení. Je mnohem snazší připojit malý proud v řídicím obvodu, než okamžitě odpojit tři fáze s velkým.

V mnoha schématech připojení tepelného relé k objektu se používá trvale uzavřený kontakt. Je zapojen v sérii pomocí tlačítka Stop na ovládacím panelu a je označen NC - normálně uzavřeno nebo NC - normálně připojeno.

Otevřený kontakt s takovým obvodem může být použit pro zahájení činnosti tepelné ochrany. Schémata zapojení elektrických motorů, ve kterých je připojeno relé tepelné ochrany, se mohou výrazně lišit v závislosti na dostupnosti dalších zařízení nebo technických vlastností.

Ve standardním jednoduchém obvodu je TR připojen k výstupu nízkonapěťového spouštěče na elektromotoru. Další kontakty zařízení jsou nutně zapojeny do série se startovací cívkou

To poskytne spolehlivou ochranu před přetížením elektrických zařízení. V případě nepřijatelného překročení mezních hodnot proudu reléový obvod rozepne obvod a okamžitě odpojí MP a motor od napájení.

Připojení a instalace tepelného relé se zpravidla provádí společně s magnetickým spouštěčem určeným pro spínání a spouštění elektrického pohonu. Existují však typy, které jsou namontovány na DIN lištu nebo speciální panel.

Jemnosti nastavení reléových prvků

Jedním z hlavních požadavků na zařízení na ochranu motoru je přesný provoz zařízení v případě nouzového provozu motoru. Je velmi důležité zvolit jej správně a upravit nastavení, protože falešné poplachy jsou naprosto nepřijatelné.

Elektrotermické relé, které je optimálně vhodné pro určitý typ motoru ve všech technických parametrech, je schopno poskytnout spolehlivou ochranu proti přetížení v každé fázi, zabránit zpožděnému zahájení instalace a zabránit nehodám s uvíznutím rotoru

Mezi výhody použití současných ochranných prvků je třeba také poznamenat poměrně vysokou rychlost a široký rozsah odezvy, snadnou instalaci. Aby bylo zajištěno včasné vypnutí elektromotoru během přetížení, musí být relé tepelné ochrany nakonfigurováno na speciální platformě / stojanu.

V tomto případě je nepřesnost vyloučena v důsledku přirozeného nerovnoměrného šíření jmenovitých proudů v NE. Ke kontrole ochranného zařízení na stojanu se používá metoda figuríny.

Elektrický proud nízkého napětí prochází termočlánkem, který simuluje skutečné tepelné zatížení. Poté je přesná doba odezvy přesně určena časovačem.

Při nastavování základních parametrů byste měli usilovat o následující ukazatele:

• při 1,5násobku proudu musí zařízení po 150 s vypnout motor;
• při 5 ... 6násobném proudu by měl motor po 10 s vypnout.

Pokud není doba odezvy správná, musí být reléový prvek seřízen pomocí ovládacího šroubu.

Pro správnou funkci je bezpodmínečně nutné nakonfigurovat zařízení na nejvyšší přípustný elektrický proud motoru a teploty vzduchu

To se děje v případech, kdy jsou hodnoty jmenovitého proudu NE a motoru odlišné, a také v případě, že okolní teplota je o více než 10 stupňů Celsia nižší než jmenovitá hodnota (+40 ºC).

Proud odezvy elektrotermálního spínače klesá se zvyšující se teplotou kolem předmětného objektu, protože zahřívání bimetalického pásu závisí na tomto parametru. Při významných rozdílech je nutné dále upravit TP nebo zvolit vhodnější termočlánek.

Ostré kolísání teplotních indikátorů výrazně ovlivňuje výkon aktuálního relé. Proto je velmi důležité zvolit NE, který je schopen účinně vykonávat základní funkce, přičemž zohledňuje skutečné hodnoty.

TR se doporučuje umístit do jedné místnosti s chráněnou elektrickou instalací. Nesmějí být namontovány v blízkosti tepelných generátorů, topných pecí nebo jiných zdrojů tepla.

Teplotně kompenzovaná relé tato omezení nezahrnují. Nastavení proudu ochranného zařízení lze nastavit v rozsahu 0,75-1,25x od hodnot jmenovitého proudu termočlánku. Nastavení se provádí ve fázích.

Nejprve vypočítejte korekci E₁ bez teplotní kompenzace:

E₁= (Já_nom-I_ne) / c × I_ne,

Kde

• Já_nom - jmenovitý proud zatížení motoru,
• Já_ne - jmenovitý proud pracovního topného článku v relé,
• c je cena divizní stupnice, tj. excentrická (c = 0,055 pro chráněné startéry, c = 0,05 pro otevřené).

Dalším krokem je určení změny E₂ okolní teplota:

E₂= (t_a-30)/10,

Kde t_a (okolní teplota) - okolní teplota ve stupních Celsia.

Posledním krokem je nalezení celkové korekce:

E = e₁+ E₂.

Celková korekce E může být se znaménkem „+“ nebo „-“. Pokud je výsledkem zlomková hodnota, musí být zaokrouhlena na nejbližší celek v menším / větším směru modulo, v závislosti na povaze aktuálního zatížení.

Pro konfiguraci relé je excentr přenesen na získanou hodnotu celkové korekce. Vysoká teplota odezvy snižuje závislost ochranného zařízení na externích indikátorech.

Tepelné ochranné relé umožňuje ruční plynulé nastavení provozního proudu zařízení v rozmezí ± 25% jmenovitého proudu elektromechanické instalace

Nastavení těchto indikátorů se provádí speciální pákou, jejíž pohyb mění počáteční ohyb bimetalické desky. Nastavení provozního proudu v širším rozsahu se provádí výměnou termočlánků.

V moderních spínacích zařízeních pro ochranu před přetížením je k dispozici zkušební tlačítko, které vám umožní zkontrolovat stav zařízení bez zvláštního stojanu. K dispozici je také tlačítko pro resetování všech nastavení. Můžete je resetovat automaticky nebo ručně. Kromě toho je produkt vybaven indikátorem aktuálního stavu spotřebiče.

Značení tepelného relé

Ochranná zařízení jsou vybírána v závislosti na hodnotě výkonu elektrického motoru. Hlavní část klíčových charakteristik je v symbolu skrytá.

Toto je označení tepelných relé závodu KEAZ. Při výběru je třeba věnovat pozornost hodnotě jmenovitého proudu daného modelu, aby to postačovalo

Důraz by měl být kladen na některé body:

1. Rozsah hodnot nastavených proudů (uvedených v závorkách) se liší pro různé výrobce minimálně.
2. Označení písmen pro konkrétní typ výkonu se může lišit.
3. Klimatický výkon se často používá jako rozsah. Například UHL3O4 je třeba číst takto: UHL3-O4.

Dnes si můžete zakoupit různé varianty přístrojů: relé pro střídavý a stejnosměrný proud, monostabilní a bistabilní, zařízení se zpomalením při zapnutí / vypnutí, relé tepelné ochrany s urychlovači, TR bez přidržovacího vinutí, s jedním nebo několika vinutími.

Tyto parametry nejsou vždy uvedeny v označení zařízení, ale musí být uvedeny v datovém listu elektrických výrobků.

Se zařízením se seznámí odrůdy a označení elektromagnetického relé další článekcož vám doporučujeme seznámit se.

Závěry a užitečné video na toto téma

Zařízení a princip fungování proudového relé pro účinnou ochranu elektromotoru na příkladu zařízení PTT 32P:

Správná ochrana proti přetížení a výpadku fáze je klíčem k dlouhodobému bezporuchovému provozu elektromotoru. Video o tom, jak reléový prvek reaguje v případě neobvyklého fungování mechanismu:

Jak připojit tepelné ochranné zařízení k MP, schémata zapojení elektrotermického relé:

Tepelné přetížení relé je nezbytným funkčním prvkem každého systému řízení pohonu. Reaguje na proud, který teče do motoru a aktivuje se, když teplota elektromechanické instalace dosáhne svých mezních hodnot. To umožňuje prodloužit životnost ekologických elektromotorů.

Do níže uvedeného bloku napište komentáře. Sdělte nám, jak jste vybrali a nakonfigurovali tepelné relé pro svůj vlastní elektromotor. Sdílejte užitečné informace, klást otázky, zveřejňovat obrázky k tématu článku.