Thermorelais: Funktionsprinzip, Typen, Anschlussplan + Einstellung und Kennzeichnung

Die Haltbarkeit und Betriebssicherheit einer Installation mit einem Elektromotor hängt von verschiedenen Faktoren ab. Stromüberlastungen wirken sich jedoch erheblich auf die Lebensdauer des Motors aus. Um dies zu verhindern, schließen sie ein thermisches Relais an, das den Hauptarbeitskörper der elektrischen Maschine schützt.

Wir erklären Ihnen, wie Sie ein Gerät auswählen, das das Auftreten von Notfallsituationen vorhersagt, die über die maximal zulässigen Stromindikatoren hinausgehen. Der von uns vorgestellte Artikel beschreibt das Wirkprinzip, die Sorten und ihre Eigenschaften. Tipps zum Anschließen und zur kompetenten Konfiguration werden gegeben.

Warum sind Schutzvorrichtungen notwendig?

Auch wenn der Antrieb korrekt konstruiert und verwendet wird, ohne die grundlegenden Betriebsregeln zu verletzen, besteht immer die Möglichkeit einer Fehlfunktion.

Notbetriebsarten sind einphasige und mehrphasige Fehler, thermische Überlastungen elektrischer Geräte, Blockierung des Rotors und Zerstörung der Lagerbaugruppe, Phasenausfall.

Der Elektromotor arbeitet im Hochlastmodus und verbraucht viel Strom. Und bei einem regelmäßigen Überschuss der Nennspannung erwärmt sich das Gerät intensiv.

Infolgedessen nutzt sich die Isolierung schnell ab, was zu einer erheblichen Verkürzung der Lebensdauer elektromechanischer Anlagen führt. Um solche Situationen auszuschließen, ist im Stromkreis ein Wärmeschutzrelais angeschlossen. Ihre Hauptfunktion besteht darin, den normalen Betrieb der Verbraucher sicherzustellen.

Sie schalten den Motor mit einer gewissen Verzögerung und in einigen Fällen sofort aus, um die Zerstörung der Isolierung oder die Beschädigung einzelner Teile der elektrischen Anlage zu verhindern.

Das Stromrelais schützt den Elektromotor ständig vor Phasenausfällen und technologischen Überlastungen sowie vor Rotorbremsen. Dies sind die Hauptgründe für Notfälle.

Um eine Abnahme des Isolationswiderstands zu verhindern, werden Schutzabschaltvorrichtungen verwendet. Wenn jedoch eine Verletzung der Kühlung verhindert werden soll, werden spezielle Vorrichtungen mit eingebautem Wärmeschutz angeschlossen.

Das Gerät und das Funktionsprinzip von TR

Strukturell ist das elektrothermische Standardrelais eine kleine Vorrichtung, die aus einer empfindlichen Bimetallplatte, einer Heizspule, einem Hebelfedersystem und elektrischen Kontakten besteht.

Eine Bimetallplatte besteht in der Regel aus zwei unterschiedlichen Metallen, Invar und Chrom-Nickel-Stahl, die während des Schweißprozesses fest miteinander verbunden sind. Ein Metall hat einen höheren Temperaturausdehnungskoeffizienten als das andere, daher erwärmen sie sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten.

Bei Stromüberlastung biegt sich der nicht fixierte Teil der Platte mit einem niedrigeren Wärmeausdehnungskoeffizienten zum Material. Dies übt eine Krafteinwirkung auf das Kontaktsystem in der Schutzeinrichtung aus und aktiviert das Abschalten der elektrischen Anlage während einer Überhitzung.

Die meisten mechanischen Thermorelaismodelle haben zwei Kontaktgruppen. Ein Paar ist normalerweise offen, das andere ist ständig geschlossen. Wenn die Schutzeinrichtung auslöst, ändert sich der Status der Kontakte. Die ersteren sind geschlossen und die letzteren werden offen.

In elektronischen TRs werden spezielle Sensoren und empfindliche Sonden verwendet, die auf einen Stromanstieg reagieren. Im Mikroprozessor solcher Schutzvorrichtungen sind Parameter programmiert, die Situationen bestimmen, in denen die Stromversorgung ausgeschaltet werden muss

Ein integrierter Transformator erfasst den Strom, wonach die Elektronik die empfangenen Daten verarbeitet. Ist der aktuelle Wert aktuell größer als der Sollwert, wird der Impuls sofort direkt an den Schalter übertragen.

Durch Öffnen des externen Schützes blockiert ein Relais mit elektronischem Mechanismus die Last. Selbst thermisches Relais für Elektromotor am Schütz montiert.

Die Bimetallplatte kann direkt erwärmt werden - aufgrund des Einflusses des Spitzenlaststroms auf das Metallband oder indirekt mit einem separaten Thermoelement. Oft werden diese Prinzipien in einer einzigen Wärmeschutzvorrichtung kombiniert. Mit kombinierter Heizung hat das Gerät die beste Leistung.

Nach dem Abkühlen kehrt die Platte in ihren ursprünglichen Zustand zurück. Die Schaltkontakte werden automatisch geschlossen oder Sie müssen sie in einen geschlossenen Zustand zwingen

Grundlegende Eigenschaften eines Stromrelais

Das Hauptmerkmal des Wärmeschutzschalters ist eine ausgeprägte Abhängigkeit der Reaktionszeit vom durch ihn fließenden Strom - je größer der Wert, desto schneller arbeitet er. Dies zeigt eine bestimmte Trägheit des Relaiselements an.

Richtungsbewegung von Trägerteilchen durch ein elektrisches Gerät, Umwälzpumpe und ein Elektrokessel erzeugt Wärme. Bei Nennstrom tendiert seine zulässige Dauer gegen unendlich.

Bei Werten über den Nennwerten steigt die Temperatur im Gerät an, was zu vorzeitigem Isolationsverschleiß führt.

Ein offener Stromkreis blockiert sofort einen weiteren Temperaturanstieg. Dies ermöglicht es, eine Überhitzung des Motors und einen Notfallausfall der elektrischen Installation zu verhindern

Die Nennlast des Motors selbst ist ein Schlüsselfaktor für die Wahl des Geräts. Eine Anzeige im Bereich von 1,2 bis 1,3 zeigt einen erfolgreichen Betrieb mit einer Stromüberlastung von 30% über einen Zeitraum von 1200 Sekunden an.

Die Dauer der Überlastung kann sich nachteilig auf den Zustand elektrischer Geräte auswirken - bei einer kurzfristigen Exposition von 5-10 Minuten wird nur die Motorwicklung mit geringer Masse erwärmt. Und bei längerer Erwärmung erwärmt sich der gesamte Motor, was mit ernsthaften Schäden behaftet ist.Oder es kann erforderlich sein, das verbrannte Gerät durch ein neues zu ersetzen.

Um das Objekt maximal vor Überlastung zu schützen, muss ein speziell darunter liegendes Wärmeschutzrelais verwendet werden, dessen Reaktionszeit den maximal zulässigen Überlastanzeigen eines bestimmten Elektromotors entspricht.

In der Praxis sammeln Spannungsüberwachungsrelais unter jedem Motortyp ist unpraktisch. Ein Relaiselement dient zum Schutz von Motoren unterschiedlicher Bauart. Gleichzeitig ist es unmöglich, einen zuverlässigen Schutz während des gesamten Arbeitsintervalls zu gewährleisten, das durch die minimale und maximale Last begrenzt ist.

Ein Anstieg des Stroms führt nicht sofort zu einem gefährlichen Notfallzustand des Geräts. Bevor der Rotor und der Stator auf die Grenztemperatur erwärmt werden, dauert es einige Zeit

Daher ist es nicht unbedingt erforderlich, dass die Schutzeinrichtung auf jeden reagiert, auch nicht auf einen leichten Stromanstieg. Das Relais darf den Motor nur dann ausschalten, wenn die Gefahr eines schnellen Verschleißes der Isolierschicht besteht.

Arten von Wärmeschutzrelais

Es gibt verschiedene Arten von Relais zum Schutz von Elektromotoren vor Phasenausfall und Stromüberlastung. Alle unterscheiden sich in den Konstruktionsmerkmalen, der Art des verwendeten MP und der Anwendung in verschiedenen Motoren.

TRP. Einpoliges Schaltgerät mit Kombiheizung. Entwickelt, um asynchrone Drehstrommotoren vor Stromüberlastungen zu schützen. TRP wird im Normalbetrieb in Gleichstromnetzen mit einer Basisspannung von 440 V eingesetzt und zeichnet sich durch seine Beständigkeit gegen Vibrationen und Stöße aus.

RTL. Schützen Sie die Motoren in folgenden Fällen:

• wenn eine der drei Phasen ausfällt;
• Asymmetrien von Strömen und Überlastungen;
• verzögerter Start;
• Blockieren des Stellantriebs.

Sie können mit den KRL-Klemmen getrennt von Magnetstartern installiert oder direkt an der PML montiert werden. Montage auf Standardschienen, Schutzart - IP20.

PTT. Sie schützen asynchrone Dreiphasenmaschinen mit einem Käfigläufer vor dem verzögerten Start des Mechanismus, längeren Überlastungen und Asymmetrien, dh Phasenungleichgewichten.

PTT kann als Komponenten in verschiedenen Antriebssteuerkreisen sowie zur Integration in Starter der PMA-Serie verwendet werden

TRN. Zweiphasenschalter, die den Start der elektrischen Anlage und den Betriebsmodus des Motors steuern. Sie sind praktisch unabhängig von der Umgebungstemperatur, sie haben nur ein System, um Kontakte manuell in ihren Ausgangszustand zurückzubringen. Sie können in Gleichstromnetzen verwendet werden.

RTI. Elektrische Schaltgeräte mit konstantem, wenn auch geringem Stromverbrauch. Auf Schützen der KMI-Serie montiert. Mit Sicherungen zusammenarbeiten /Leistungsschalter.

Halbleiterstromrelais. Es handelt sich um kleine elektronische Geräte in drei Phasen, bei deren Konstruktion keine beweglichen Teile vorhanden sind.

Sie arbeiten nach dem Prinzip der Berechnung von Mittelwerten der Motortemperaturen, wobei eine konstante Überwachung der Betriebs- und Anlaufströme durchgeführt wird. Sie zeichnen sich durch Immunität gegen Umweltveränderungen aus und werden daher in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt.

RTK. Startschalter zur Temperaturregelung im Gehäuse elektrischer Geräte. Sie werden in Automatisierungsschaltungen eingesetzt, in denen Thermorelais als Komponenten fungieren.

Um einen zuverlässigen Betrieb elektrischer Geräte zu gewährleisten, muss das Relaiselement Eigenschaften wie Empfindlichkeit und Geschwindigkeit sowie Selektivität aufweisen

Es ist wichtig zu beachten, dass keines der oben genannten Geräte zum Schutz von Stromkreisen vor Kurzschlüssen geeignet ist.

Wärmeschutzvorrichtungen verhindern nur Notfälle, die während eines abnormalen Betriebs des Mechanismus oder einer Überlastung auftreten.

Elektrische Geräte können durchbrennen, bevor das Relais in Betrieb genommen wird. Für einen umfassenden Schutz müssen sie durch Sicherungen oder Kompaktleistungsschalter mit modularem Aufbau ergänzt werden.

Anschluss, Einstellung und Kennzeichnung

Das Schaltüberlastgerät unterbricht im Gegensatz zu einer elektrischen Maschine den Stromkreis nicht direkt, sondern gibt nur ein Signal zum vorübergehenden Abschalten des Objekts im Notfallmodus. Ein normalerweise eingeschalteter Kontakt funktioniert wie ein Stoppknopf an einem Schütz und ist in Reihe geschaltet.

Geräteanschlussdiagramm

Bei der Konstruktion des Relais ist es nicht erforderlich, bei erfolgreichem Betrieb unbedingt alle Funktionen der Leistungskontakte zu wiederholen, da es direkt mit dem MP verbunden ist. Durch dieses Design können Sie erheblich Material für Stromkontakte einsparen. Es ist viel einfacher, einen kleinen Strom im Steuerkreis anzuschließen, als drei Phasen sofort von einer großen zu trennen.

In vielen Schemata zum Anschließen eines thermischen Relais an ein Objekt wird ein permanent geschlossener Kontakt verwendet. Es ist in Reihe mit der Stopptaste des Bedienfelds geschaltet und wird als NC - normalerweise geschlossen oder NC - normal verbunden bezeichnet.

Ein offener Kontakt mit einem solchen Stromkreis kann verwendet werden, um den Betrieb des Wärmeschutzes einzuleiten. Die Anschlusspläne von Elektromotoren, an die das Wärmeschutzrelais angeschlossen ist, können je nach Verfügbarkeit zusätzlicher Geräte oder technischer Merkmale erheblich variieren.

In einer einfachen Standardschaltung ist ein TR an den Ausgang eines Niederspannungsstarters eines Elektromotors angeschlossen. Zusätzliche Kontakte des Geräts sind notwendigerweise in Reihe mit der Anlasserspule geschaltet

Dies bietet einen zuverlässigen Schutz gegen Überlastung elektrischer Geräte. Im Falle eines nicht akzeptablen Überschreitens der Strombegrenzungswerte öffnet das Relaiselement den Stromkreis und trennt sofort den MP und den Motor von der Stromversorgung.

Der Anschluss und die Installation eines thermischen Relais erfolgt in der Regel zusammen mit einem Magnetstarter zum Schalten und Starten eines elektrischen Antriebs. Es gibt jedoch Typen, die auf einer DIN-Schiene oder einer speziellen Platte montiert sind.

Feinheiten der Einstellung der Relaiselemente

Eine der Hauptanforderungen an Motorschutzgeräte ist der genaue Betrieb der Geräte im Notfallbetrieb des Motors. Es ist sehr wichtig, die richtige Auswahl zu treffen und die Einstellungen anzupassen, da Fehlalarme absolut nicht akzeptabel sind.

Das elektrothermische Relais, das in allen technischen Parametern optimal für einen bestimmten Motortyp geeignet ist, kann in jeder Phase einen zuverlässigen Schutz gegen Überlast bieten, einen verzögerten Start der Installation verhindern und Unfälle mit Blockierung des Rotors verhindern

Zu den Vorteilen der Verwendung aktueller Schutzelemente gehört auch eine relativ hohe Geschwindigkeit und ein breiter Ansprechbereich sowie eine einfache Installation. Um ein rechtzeitiges Abschalten des Elektromotors bei Überlast zu gewährleisten, muss das Wärmeschutzrelais auf einer speziellen Plattform / einem speziellen Ständer konfiguriert werden.

In diesem Fall wird die Ungenauigkeit aufgrund der natürlichen ungleichmäßigen Verteilung der Nennströme im NE beseitigt. Zur Überprüfung der Schutzeinrichtung am Ständer wird die Methode der Scheinlasten angewendet.

Ein elektrischer Niederspannungsstrom wird durch ein Thermoelement geleitet, um eine reale thermische Last zu simulieren. Danach wird die genaue Reaktionszeit vom Timer genau bestimmt.

Beim Einrichten grundlegender Parameter sollten Sie folgende Indikatoren anstreben:

• Bei dem 1,5-fachen des Stroms muss das Gerät den Motor nach 150 s ausschalten.
• Bei 5 ... 6-fachem Strom sollte der Motor nach 10 s ausgeschaltet werden.

Wenn die Reaktionszeit nicht korrekt ist, muss das Relaiselement mit der Steuerschraube eingestellt werden.

Für einen korrekten Betrieb ist es unbedingt erforderlich, das Gerät auf den höchstzulässigen elektrischen Strom des Motors und die Lufttemperatur abzustimmen

Dies geschieht in Fällen, in denen die Werte des Nennstroms von NE und Motor unterschiedlich sind und auch wenn die Umgebungstemperatur um mehr als 10 Grad Celsius unter der Nenntemperatur (+40 ºC) liegt.

Der Ansprechstrom des elektrothermischen Schalters nimmt mit zunehmender Temperatur um das betreffende Objekt herum ab, da die Erwärmung des Bimetallstreifens von diesem Parameter abhängt. Bei signifikanten Unterschieden ist es notwendig, den TP weiter einzustellen oder ein geeigneteres Thermoelement zu wählen.

Starke Schwankungen der Temperaturanzeigen wirken sich stark auf die Leistung des Stromrelais aus. Daher ist es sehr wichtig, einen NE zu wählen, der die Grundfunktionen unter Berücksichtigung der realen Werte effektiv ausführen kann.

Es wird empfohlen, TR in einem Raum mit einer geschützten elektrischen Installation zu platzieren. Sie dürfen nicht in der Nähe von Wärmeerzeugern, Heizöfen oder anderen Wärmequellen montiert werden.

Temperaturkompensierte Relais enthalten diese Einschränkungen nicht. Die Stromeinstellung der Schutzeinrichtung kann im Bereich von 0,75 bis 1,25x von den Werten des Nennstroms des Thermoelements eingestellt werden. Die Einrichtung erfolgt schrittweise.

Berechnen Sie zunächst die Korrektur E.₁ ohne Temperaturkompensation:

E.₁= (I._nom-I_ne) / c × I._ne,

Wo

• Ich_nom - Nennstrom der Motorlast,
• Ich_ne - Nennstrom des Arbeitsheizelements im Relais,
• c ist der Preis für die Skalenteilung, dh ein Exzentriker (c = 0,055 für geschützte Starter, c = 0,05 für offene Starter).

Der nächste Schritt besteht darin, die Änderung E festzulegen₂ Umgebungstemperatur:

E.₂= (t_a-30)/10,

Wo t_a (Umgebungstemperatur) - Umgebungstemperatur in Grad Celsius.

Der letzte Schritt besteht darin, die Gesamtkorrektur zu finden:

E = e₁+ E.₂.

Die Gesamtkorrektur E kann mit einem "+" oder "-" Vorzeichen versehen sein. Wenn das Ergebnis ein Bruchwert ist, muss es je nach Art der aktuellen Last in einer kleineren / größeren Modulorichtung auf das nächste Ganze gerundet werden.

Zur Konfiguration des Relais wird der Exzenter auf den erhaltenen Wert der Gesamtkorrektur übertragen. Eine hohe Reaktionstemperatur verringert die Abhängigkeit der Schutzeinrichtung von externen Anzeigen.

Das Wärmeschutzrelais ermöglicht eine manuelle reibungslose Einstellung des Betriebsstroms des Geräts innerhalb von ± 25% des Nennstroms der elektromechanischen Anlage

Die Einstellung dieser Indikatoren erfolgt über einen speziellen Hebel, dessen Bewegung die anfängliche Biegung der Bimetallplatte verändert. Das Einstellen des Betriebsstroms in einem größeren Bereich erfolgt durch Ersetzen der Thermoelemente.

In modernen Schaltgeräten zum Überlastschutz gibt es eine Testtaste, mit der Sie den Zustand des Geräts ohne speziellen Ständer überprüfen können. Es gibt auch eine Taste zum Zurücksetzen aller Einstellungen. Sie können sie automatisch oder manuell zurücksetzen. Zusätzlich ist das Produkt mit einer Anzeige des aktuellen Zustands des Geräts ausgestattet.

Thermische Relaismarkierung

Schutzvorrichtungen werden abhängig vom Wert der Leistung des Elektromotors ausgewählt. Der Hauptteil der Schlüsselmerkmale ist im Symbol verborgen.

Dies ist die Kennzeichnung der thermischen Relais der KEAZ-Anlage. Bei der Auswahl des Wertes des Nennstroms des betreffenden Modells ist es wichtig, dass dieser ausreicht

Der Schwerpunkt sollte auf bestimmten Punkten liegen:

1. Der Wertebereich der eingestellten Ströme (in Klammern angegeben) unterscheidet sich für verschiedene Hersteller minimal.
2. Die Buchstabenbezeichnungen für eine bestimmte Art von Aufführung können variieren.
3. Klimaleistung wird oft als Bereich gedient. Zum Beispiel sollte UHL3O4 folgendermaßen gelesen werden: UHL3-O4.

Heute können Sie eine Vielzahl von Instrumentenvarianten kaufen: Relais für AC und DC, monostabil und bistabil, Geräte mit einer Verlangsamung beim Ein- und Ausschalten, Wärmeschutzrelais mit Beschleunigungselementen, TR ohne Haltewicklung, mit einer oder mehreren Wicklungen.

Diese Parameter werden nicht immer in der Kennzeichnung von Geräten angezeigt, sondern müssen im Datenblatt der elektrischen Produkte angegeben werden.

Mit dem Gerät werden Sorten und Kennzeichnung des elektromagnetischen Relais bekannt nächster ArtikelWir empfehlen Ihnen, sich damit vertraut zu machen.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Das Gerät und das Funktionsprinzip des Stromrelais zum wirksamen Schutz des Elektromotors am Beispiel des PTT 32P-Geräts:

Der richtige Schutz vor Überlastung und Phasenausfall ist der Schlüssel für einen langen störungsfreien Betrieb des Elektromotors. Video darüber, wie das Relaiselement bei abnormalem Betrieb des Mechanismus reagiert:

So schließen Sie ein Wärmeschutzgerät an einen MP an, Schaltpläne eines elektrothermischen Relais:

Das thermische Überlastrelais ist ein wesentliches Funktionselement jeder Antriebssteuerung. Es reagiert auf den zum Motor fließenden Strom und wird aktiviert, wenn die Temperatur der elektromechanischen Anlage ihre Grenzwerte erreicht. Dies ermöglicht es, die Lebensdauer umweltfreundlicher Elektromotoren zu verlängern.

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