Relais thermique: principe de fonctionnement, types, schéma de raccordement + réglage et marquage

La durabilité et la fiabilité opérationnelle de toute installation équipée d'un moteur électrique dépendent de différents facteurs. Cependant, les surcharges de courant affectent considérablement la durée de vie du moteur. Pour les éviter, ils connectent un relais thermique qui protège le corps principal de travail de la machine électrique.

Nous vous dirons comment choisir un appareil qui prédit l'émergence de situations d'urgence au-delà des indicateurs de courant maximum autorisés. Dans l'article que nous avons présenté, le principe d'action est décrit, les variétés et leurs caractéristiques sont données. Des conseils sur la connexion et la configuration compétente sont donnés.

Pourquoi des dispositifs de protection sont-ils nécessaires?

Même si le variateur est correctement conçu et utilisé sans enfreindre les règles de fonctionnement de base, il existe toujours la possibilité d'un dysfonctionnement.

Les modes de fonctionnement d'urgence comprennent les défauts monophasés et polyphasés, les surcharges thermiques des équipements électriques, le blocage du rotor et la destruction de l'ensemble de roulement, la défaillance de phase.

Fonctionnant en mode charge élevée, le moteur électrique consomme une énorme quantité d'électricité. Et avec un excès régulier de la tension nominale, l'équipement chauffe intensément.

En conséquence, l'isolation s'use rapidement, ce qui entraîne une réduction significative de la durée de vie opérationnelle des installations électromécaniques. Pour exclure de telles situations, un relais de protection thermique est connecté dans le circuit de courant électrique. Leur fonction principale est d'assurer le fonctionnement normal des consommateurs.

Ils coupent le moteur avec un certain retard, et dans certains cas - instantanément, pour éviter la destruction de l'isolation ou des dommages aux parties individuelles de l'installation électrique.

Le relais de courant protège en permanence le moteur électrique contre les défaillances de phase et les surcharges technologiques, ainsi que le freinage du rotor. Ce sont les principales raisons qui provoquent des conditions d'urgence.

Afin d'éviter une diminution de la résistance d'isolement, des dispositifs d'arrêt de protection sont utilisés, mais si la tâche est d'empêcher une violation du refroidissement, des dispositifs spéciaux de protection thermique intégrée sont connectés.

L'appareil et le principe de fonctionnement de TR

Structurellement, le relais électrothermique standard est un petit appareil qui se compose d'une plaque bimétallique sensible, d'une bobine de chauffage, d'un système de ressort à levier et de contacts électriques.

Une plaque bimétallique est composée de deux métaux différents, en règle générale, l'Invar et l'acier au chrome-nickel, solidement connectés ensemble pendant le processus de soudage. Un métal a un coefficient de dilatation de température plus élevé que l'autre, de sorte qu'ils chauffent à des vitesses différentes.

En cas de surcharge de courant, la partie non fixe de la plaque se plie au matériau avec un coefficient de dilatation thermique plus faible. Cela exerce un effet de force sur le système de contact dans le dispositif de protection et active l'arrêt de l'installation électrique lors d'une surchauffe.

La plupart des modèles de relais thermiques mécaniques ont deux groupes de contacts. Une paire est normalement ouverte, l'autre est constamment fermée. Lorsque le dispositif de protection se déclenche, l'état des contacts change. Les premiers sont fermés et les seconds ouverts.

Dans les TR électroniques, des capteurs spéciaux et des sondes sensibles qui répondent à une augmentation de courant sont utilisés. Dans le microprocesseur de ces dispositifs de protection, des paramètres sont programmés qui déterminent les situations où il est nécessaire de couper l'alimentation

Un transformateur intégré détecte le courant, après quoi l'électronique traite les données reçues. Si la valeur actuelle est actuellement supérieure au point de consigne, l'impulsion est instantanément transmise directement au commutateur.

En ouvrant le contacteur externe, un relais avec un mécanisme électronique bloque la charge. Lui-même relais thermique pour moteur électrique monté sur le contacteur.

La plaque bimétallique peut être chauffée directement - en raison de l'influence du courant de charge de pointe sur la bande métallique ou indirectement, à l'aide d'un thermocouple séparé. Souvent, ces principes sont combinés dans un seul appareil de protection thermique. Avec un chauffage combiné, l'appareil a les meilleures performances.

Après refroidissement, la plaque revient à son état d'origine. Les contacts de commutation sont automatiquement fermés ou vous devez les forcer dans un état fermé

Caractéristiques de base d'un relais de courant

La caractéristique principale de l'interrupteur de protection thermique est une dépendance prononcée du temps de réponse du courant qui le traverse - plus la valeur est élevée, plus il fonctionnera rapidement. Cela indique une certaine inertie de l'élément relais.

Mouvement directionnel des particules porteuses à travers tout appareil électrique, pompe de circulation et une chaudière électrique génère de la chaleur. Au courant nominal, sa durée admissible tend vers l'infini.

Et à des valeurs dépassant les valeurs nominales, la température dans l'équipement augmente, ce qui entraîne une usure prématurée de l'isolation.

Un circuit ouvert bloque instantanément une nouvelle augmentation de la température. Cela permet d'éviter une surchauffe du moteur et d'éviter une panne d'urgence de l'installation électrique

La charge nominale du moteur lui-même est un facteur clé pour déterminer le choix de l'appareil. Un indicateur compris entre 1,2 et 1,3 indique une opération réussie avec une surcharge de courant de 30% sur une période de 1200 secondes.

La durée de la surcharge peut nuire à l'état des équipements électriques - avec une exposition à court terme de 5 à 10 minutes, seul le bobinage du moteur, qui a une petite masse, est chauffé. Et avec prolongé, l'ensemble du moteur chauffe, ce qui est lourd de dommages graves.Ou il peut être nécessaire de remplacer l'équipement brûlé par un neuf.

Afin de protéger au maximum l'objet contre les surcharges, il est nécessaire d'utiliser un relais de protection thermique spécifiquement en dessous, dont le temps de réponse correspondra aux indicateurs de surcharge maximale admissible d'un moteur électrique particulier.

En pratique, collectez relais de surveillance de tension sous chaque type de moteur est impossible. Un élément de relais est utilisé pour protéger les moteurs de différentes conceptions. Dans le même temps, il est impossible de garantir une protection fiable dans tout l'intervalle de travail limité par la charge minimale et maximale.

Une augmentation du courant n'entraîne pas immédiatement une situation d'urgence dangereuse de l'équipement. Avant que le rotor et le stator soient chauffés à la température limite, cela prendra un certain temps

Par conséquent, il n'est pas absolument nécessaire que le dispositif de protection réagisse à chaque, même une légère augmentation de courant. Le relais ne doit arrêter le moteur qu'en cas de risque d'usure rapide de la couche isolante.

Types de relais de protection thermique

Il existe plusieurs types de relais pour protéger les moteurs électriques contre les défaillances de phase et les surcharges de courant. Tous diffèrent par leurs caractéristiques de conception, le type de MP utilisé et l'application dans différents moteurs.

TRP. Appareil de commutation unipolaire avec système de chauffage combiné. Conçu pour protéger les moteurs électriques triphasés asynchrones contre les surcharges de courant. Le TRP est utilisé dans les réseaux électriques à courant continu avec une tension de base de 440 V. Il se distingue par sa résistance aux vibrations et aux chocs.

RTL. Protégez les moteurs dans de tels cas:

• lorsque l'une des trois phases se termine;
• asymétries de courants et de surcharges;
• démarrage différé;
• blocage de l'actionneur.

Ils peuvent être installés avec les bornes KRL séparément des démarreurs magnétiques ou montés directement sur le PML. Monté sur rails de type standard, classe de protection - IP20.

PTT. Ils protègent les machines triphasées asynchrones avec un rotor à cage d'écureuil du démarrage retardé du mécanisme, des surcharges prolongées et des asymétries, c'est-à-dire un déséquilibre de phase.

Le PTT peut être utilisé comme composants dans divers circuits de commande de variateur, ainsi que pour l'intégration dans les démarreurs de la série PMA

TRN. Interrupteurs biphasés qui contrôlent le démarrage de l'installation électrique et le mode de fonctionnement du moteur. Ils sont pratiquement indépendants de la température ambiante, ils ne disposent que d'un système de retour manuel des contacts à leur état initial. Ils peuvent être utilisés dans les réseaux DC.

RTI. Dispositifs de commutation électrique avec une consommation d'énergie constante, quoique faible. Monté sur contacteurs de la série KMI. Travailler avec des fusibles /disjoncteurs.

Relais de courant à semi-conducteurs. Ce sont de petits appareils électroniques en trois phases, dans la conception desquels il n'y a pas de pièces mobiles.

Ils fonctionnent selon le principe du calcul des valeurs moyennes des températures du moteur, pour lequel une surveillance constante des courants de fonctionnement et de démarrage est effectuée. Ils se distinguent par leur immunité aux changements de l'environnement et sont donc utilisés dans des zones dangereuses.

RTK. Interrupteurs de démarrage pour le contrôle de la température dans le boîtier des équipements électriques. Ils sont utilisés dans les circuits d'automatisation, où les relais thermiques agissent comme des composants.

Pour assurer un fonctionnement fiable de l'équipement électrique, l'élément de relais doit posséder des qualités telles que la sensibilité et la vitesse, ainsi que la sélectivité

Il est important de se rappeler qu'aucun des dispositifs ci-dessus ne convient pour protéger les circuits contre les courts-circuits.

Les dispositifs de protection thermique empêchent uniquement les situations d'urgence qui surviennent lors d'un fonctionnement anormal du mécanisme ou d'une surcharge.

L'équipement électrique peut brûler avant que le relais ne commence à fonctionner. Pour une protection complète, ils doivent être complétés par des fusibles ou des disjoncteurs compacts de conception modulaire.

Connexion, réglage et marquage

Le dispositif de surcharge de commutation, contrairement à une machine électrique, ne coupe pas directement le circuit d'alimentation, mais donne uniquement un signal pour éteindre temporairement l'objet en mode d'urgence. Un contact normalement allumé fonctionne comme un bouton d'arrêt sur un contacteur et est connecté en série.

Schéma de connexion des périphériques

Dans la conception du relais, il n'est pas nécessaire de répéter absolument toutes les fonctions des contacts de puissance lors du bon fonctionnement, car il est connecté directement au MP. Cette conception vous permet d'économiser considérablement des matériaux pour les contacts de puissance. Il est beaucoup plus facile de connecter un petit courant dans le circuit de commande que de déconnecter immédiatement trois phases avec une grande.

Dans de nombreux schémas de connexion d'un relais thermique à un objet, un contact fermé en permanence est utilisé. Il est connecté en série avec la touche d'arrêt du panneau de commande et est désigné NC - normalement fermé, ou NC - normalement connecté.

Un contact ouvert avec un tel circuit peut être utilisé pour déclencher le fonctionnement de la protection thermique. Les schémas de connexion des moteurs électriques dans lesquels le relais de protection thermique est connecté peuvent varier considérablement en fonction de la disponibilité d'appareils supplémentaires ou de caractéristiques techniques.

Dans un circuit simple standard, un TR est connecté à la sortie d'un démarreur basse tension sur un moteur électrique. Les contacts supplémentaires de l'appareil sont nécessairement connectés en série avec la bobine de démarrage

Cela fournira une protection fiable contre les surcharges de l'équipement électrique. En cas de dépassement inacceptable des valeurs limites de courant, l'élément relais ouvrira le circuit, déconnectant instantanément le MP et le moteur de l'alimentation.

La connexion et l'installation d'un relais thermique sont généralement effectuées avec un démarreur magnétique conçu pour commuter et démarrer un entraînement électrique. Cependant, il existe des types qui sont montés sur un rail DIN ou un panneau spécial.

Subtilités de réglage des éléments de relais

L'une des principales exigences pour les dispositifs de protection du moteur est le fonctionnement précis des dispositifs en cas de fonctionnement d'urgence du moteur. Il est très important de le choisir correctement et d'ajuster les paramètres, car les fausses alarmes sont absolument inacceptables.

Le relais électrothermique, qui est parfaitement adapté à un type spécifique de moteur dans tous les paramètres techniques, est capable de fournir une protection fiable contre les surcharges à chaque phase, d'éviter un démarrage retardé de l'installation et d'éviter les accidents avec blocage du rotor

Parmi les avantages de l'utilisation des éléments de protection actuels, il convient également de noter une vitesse assez élevée et une large plage de réponse, une facilité d'installation. Pour assurer l'arrêt rapide du moteur électrique en cas de surcharge, le relais de protection thermique doit être configuré sur une plate-forme / un support spécial.

Dans ce cas, l'inexactitude est éliminée en raison de la répartition inégale naturelle des courants assignés dans le NE. Pour vérifier le dispositif de protection sur le support, la méthode des charges factices est utilisée.

Un courant électrique basse tension traverse un thermocouple pour simuler une charge thermique réelle. Après cela, le temps de réponse exact est déterminé avec précision par la minuterie.

Lors de la configuration des paramètres de base, vous devez viser les indicateurs suivants:

• à 1,5 fois le courant, l'appareil doit arrêter le moteur après 150 s;
• à 5 ... 6 fois le courant, il devrait éteindre le moteur après 10 s.

Si le temps de réponse n'est pas correct, l'élément de relais doit être réglé à l'aide de la vis de commande.

Pour un fonctionnement correct, il est absolument nécessaire de régler l'appareil sur le courant électrique maximal autorisé du moteur et la température de l'air

Cela se fait dans les cas où les valeurs du courant nominal du NE et du moteur sont différentes, et aussi si la température ambiante est inférieure à la valeur nominale (+40 ºC) de plus de 10 degrés Celsius.

Le courant de réponse de l'interrupteur électrothermique diminue avec l'augmentation de la température autour de l'objet en question, car l'échauffement de la bande bimétallique dépend de ce paramètre. Avec des différences importantes, il est nécessaire d'ajuster davantage le TP ou de choisir un thermocouple plus approprié.

De fortes fluctuations des indicateurs de température affectent considérablement les performances du relais de courant. Par conséquent, il est très important de choisir un élément NE capable d'exécuter efficacement les fonctions de base, en tenant compte des valeurs réelles.

TR est recommandé d'être placé dans une pièce avec une installation électrique protégée. Ils ne doivent pas être montés à proximité de générateurs de chaleur, de fours de chauffage ou d'autres sources de chaleur.

Les relais compensés en température ne comprennent pas ces limitations. Le réglage actuel du dispositif de protection peut être ajusté dans la plage de 0,75 à 1,25x à partir des valeurs du courant nominal du thermocouple. La configuration se fait par étapes.

Calculez d'abord la correction E₁ sans compensation de température:

E₁= (I_nom-Je_ne) / c × I_ne,

O Where

• Je_nom - courant nominal de charge moteur,
• Je_ne - courant nominal de l'élément chauffant actif dans le relais,
• c est le prix de division de l'échelle, c'est-à-dire un excentrique (c = 0,055 pour les démarreurs protégés, c = 0,05 pour les ouvertures).

L'étape suivante consiste à déterminer l'amendement E₂ température ambiante:

E₂= (t_un-30)/10,

Où t_un (température ambiante) - température ambiante en degrés Celsius.

La dernière étape consiste à trouver la correction totale:

E = e₁+ E₂.

La correction totale E peut être avec un signe «+» ou «-». Si le résultat est une valeur fractionnaire, il doit être arrondi à l'entier le plus proche dans une direction modulo plus petite / plus grande, selon la nature de la charge actuelle.

Pour configurer le relais, l'excentrique est transféré à la valeur obtenue de la correction totale. Une température de réponse élevée réduit la dépendance du dispositif de protection vis-à-vis des indicateurs externes.

Le relais de protection thermique permet un réglage manuel en douceur du courant de fonctionnement de l'appareil à ± 25% du courant nominal de l'installation électromécanique

Le réglage de ces indicateurs est effectué par un levier spécial, dont le mouvement modifie la flexion initiale de la plaque bimétallique. Le réglage du courant de fonctionnement dans une plage plus large s'effectue en remplaçant les thermocouples.

Dans les appareils de commutation modernes pour la protection contre les surcharges, il y a un bouton de test qui vous permet de vérifier la santé de l'appareil sans support spécial. Il existe également une clé pour réinitialiser tous les paramètres. Vous pouvez les réinitialiser automatiquement ou manuellement. De plus, le produit est équipé d'un indicateur de l'état actuel de l'appareil.

Marquage relais thermique

Les dispositifs de protection sont sélectionnés en fonction de la valeur de la puissance du moteur électrique. La partie principale des caractéristiques clés est cachée dans le symbole.

Il s'agit du marquage des relais thermiques de l'usine KEAZ. Il est important lors du choix de faire attention à la valeur du courant nominal du modèle en question, afin qu'il soit suffisant

L'accent devrait être mis sur certains points:

1. La plage de valeurs des courants réglés (indiquée entre parenthèses) diffère légèrement pour les différents fabricants.
2. Les désignations des lettres pour un type particulier de performance peuvent varier.
3. La performance climatique est souvent utilisée comme une gamme. Par exemple, UHL3O4 doit être lu comme suit: UHL3-O4.

Aujourd'hui, vous pouvez acheter une variété de variations d'instruments: relais pour AC et DC, monostables et bistables, appareils avec un ralentissement lorsqu'ils sont allumés / éteints, relais de protection thermique avec éléments d'accélération, TR sans enroulement de maintien, avec un ou plusieurs enroulements.

Ces paramètres ne sont pas toujours affichés dans l'étiquetage des appareils, mais doivent être indiqués dans la fiche technique des produits électriques.

Avec l'appareil, les variétés et l'étiquetage du relais électromagnétique se familiariseront article suivantdont nous vous recommandons de vous familiariser.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Le dispositif et le principe de fonctionnement du relais de courant pour une protection efficace du moteur électrique sur l'exemple du dispositif PTT 32P

Une protection adéquate contre les surcharges et les défaillances de phase est la clé d'un fonctionnement long et sans problème du moteur électrique. Vidéo sur la réaction de l'élément relais en cas de fonctionnement anormal du mécanisme:

Comment connecter un dispositif de protection thermique à un MP, schémas électriques d'un relais électrothermique:

Le relais de surcharge thermique est un élément fonctionnel essentiel de tout système de commande d'entraînement. Il réagit au courant qui circule vers le moteur et est activé lorsque la température de l'installation électromécanique atteint ses valeurs limites. Cela permet de prolonger la durée de vie des moteurs électriques respectueux de l'environnement.

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