Relè termico per un motore elettrico: principio di funzionamento, dispositivo, come scegliere

Durante il funzionamento delle apparecchiature di potenza, è costantemente influenzato da sovraccarichi di corrente, che riducono la durata. La protezione in tali situazioni è un relè termico per il motore elettrico, che interrompe l'alimentazione in caso di circostanze insolite.

Offriamo di comprendere il design, il principio di funzionamento, i tipi e le sfumature dei dispositivi di protezione di collegamento. Inoltre, ti diremo quali parametri e caratteristiche dovrebbero essere considerati nella scelta di un relè termico.

Design a relè termico

I relè termici di tutti i tipi hanno un dispositivo simile. L'elemento più importante di ognuno di essi è una piastra bimetallica sensibile.

Il valore della corrente di intervento è influenzato dagli indicatori di temperatura del mezzo in cui opera il relè. Un aumento della temperatura riduce i tempi di risposta.

Per ridurre al minimo questo effetto, gli sviluppatori di dispositivi scelgono la temperatura più alta possibile del bimetallo. Allo stesso scopo, alcuni relè forniscono una piastra di compensazione aggiuntiva.

Il dispositivo è costituito da un corpo, un riscaldatore a nicromo, una piastra bimetallica, un fermo, una vite, una leva, un contatto mobile e un pulsante di ritorno (+)

Se i riscaldatori di nicromo sono inclusi nella progettazione del relè, sono collegati in un circuito parallelo, seriale o parallelo-seriale con una piastra.

Il valore corrente nel bimetallo viene regolato mediante shunt. Tutte le parti sono montate nella custodia. L'elemento bimetallico a forma di U è fissato sull'asse.

La molla elicoidale è appoggiata contro un'estremità della piastra. L'altra estremità si basa su un blocco isolante bilanciato, effettua rotazioni attorno all'asse ed è un supporto per il ponte di contatto dotato di contatti argentati.

Per coordinare la corrente di setpoint, la piastra bimetallica è collegata con la sua estremità sinistra al suo meccanismo. La regolazione si verifica a causa dell'effetto sulla deformazione primaria della placca.

Se l'entità delle correnti di sovraccarico diventa uguale o maggiore delle impostazioni, il blocco isolante ruota sotto l'influenza della piastra. Durante il suo ribaltamento, il contatto di disconnessione del dispositivo viene disconnesso.

Relè TPT termico in una sezione. Gli elementi principali qui sono: alloggiamento (1), meccanismo di setpoint (2), pulsante (3), asse (4), contatti d'argento (5), ponte di contatto (6), blocco di isolamento (7), molla (8), piastra bimetallico (9), asse (10)

Automaticamente, il relè effettua un reset. Il processo di ritorno automatico non richiede più di 3 minuti dal momento in cui la protezione è attivata. È anche possibile il ripristino manuale, per questo viene fornito uno speciale tasto di ripristino.

Quando lo si utilizza, il dispositivo assume la posizione iniziale in 1 minuto. Per attivare il pulsante, viene ruotato in senso antiorario fino a quando non sale sopra il corpo. La corrente di installazione è generalmente indicata sul pannello.

Il principio di funzionamento del dispositivo

Esecuzione di una funzione protettiva, interruttore automatico disconnette i circuiti di alimentazione. Il relè termico differisce da esso in quanto quando il carico viene superato, emette semplicemente un segnale di controllo. Con questa protezione, le piccole correnti vengono commutate nello stesso circuito di controllo.

Nel circuito prima del relè termico è starter magnetico. Quando i circuiti si aprono in caso di emergenza, non è necessario duplicare il contattore. Pertanto, non viene utilizzato materiale per la fabbricazione di gruppi di contatti di potenza.

I più popolari sono strumenti dotati di piastre bimetalliche. La piastra stessa è composta da due elementi simili.

Uno di questi ha un coefficiente di temperatura significativo e l'altro è leggermente più basso. Questi due componenti si adattano perfettamente insieme.

Poiché i componenti della piastra bimetallica sono realizzati con una coppia di metalli diversi con coefficienti di espansione diversi, il riscaldamento fa sì che si pieghi e interagisca con i contatti

Un tale legame rigido è assicurato dalla saldatura o dalla laminazione a caldo. A causa del fatto che la piastra è fissata immobile, quando riscaldata, si osserva la sua flessione verso l'elemento con un coefficiente di temperatura inferiore. Questo principio viene preso come base durante la creazione relè termici.

Nella loro produzione vengono utilizzati acciaio al cromo-nichel e non magnetici, che hanno un elevato coefficiente di temperatura. Come materiale con un piccolo valore di questo parametro, viene utilizzato Invar, un composto di nichel con ferro.

Secondo questo schema, funziona un relè termico. L'estremità libera della piastra bimetallica quando viene deviata influenza i contatti del relè termico (+)

Una piastra di bimetallo è corrente di carico riscaldata. Scorrono più spesso attraverso un riscaldatore speciale. C'è anche un riscaldamento combinato, in cui, oltre al calore emesso dal riscaldatore, il bimetallo riscalda anche la corrente che lo attraversa.

Come collegare un relè termico

Un contatto chiuso (normalmente collegato), per mezzo del quale il modulo termico è collegato ad un avviatore magnetico, è designato NC o NC, che sta per normalmente chiuso. La combinazione di lettere NO indica un contatto normalmente aperto.

In un semplice circuito, viene utilizzato per fornire un segnale che indica che la protezione del motore è stata attivata a causa del superamento della temperatura di soglia.

Quando implementato in circuiti di controllo complessi, è in grado di generare in un ordine di emergenza un segnale per rimuovere il trasportatore dallo stato operativo.

Il relè termico è posizionato dietro i contattori, ma davanti al motore elettrico. Il normale contatto di connessione è collegato al pulsante "Stop" sul pannello di controllo in modo sequenziale (+)

La designazione dei terminali dei contattori determina GOST: normalmente chiuso - 95-96, normalmente aperto - 97-98. Un dispositivo di avviamento è collegato alla prima coppia, il secondo viene utilizzato per i circuiti di segnalazione.Poiché il motore e il relè termico devono essere protetti contro i cortocircuiti, il circuito deve contenere un interruttore automatico.

Lo schema del dispositivo include i pulsanti “Test” e “Stop” o “Reset”. Utilizzando il primo, controllano l'operabilità e il secondo - disabilita manualmente la protezione.

Con l'aiuto dell'interruttore di armamento rotativo, dopo l'attivazione della protezione, il motore elettrico viene riavviato. La copertura in vetro del prodotto è contrassegnata e sigillata.

In base al tipo di connessione, si possono distinguere due grandi gruppi di relè termici:

• primo gruppo - dispositivi montati dietro un dispositivo di avviamento magnetico e quelli collegati mediante ponticelli;
• secondo gruppo - dispositivi installati direttamente sul contattore dell'avviatore.

In quest'ultimo caso, all'avvio, il carico principale cade sul contattore. Qui, il modulo termico è dotato di contatti in rame collegati direttamente agli ingressi di avviamento.

Circuito relè termico. Le designazioni degli elementi di controllo e le conclusioni sono applicate ad esso. Per diversi modelli, queste designazioni possono differire (+)

Per TR collegare i fili dal motore. Il relè stesso in tale circuito rappresenta un'unità intermedia che analizza la corrente che fluisce in transito verso il motore dall'avviatore magnetico.

Sfumature durante l'installazione del dispositivo

Non solo i sovraccarichi di corrente, ma anche gli indicatori della temperatura esterna possono influire sulla velocità di risposta del modulo termico. La protezione funzionerà anche in assenza di sovraccarico.

Succede anche che sotto l'influenza della ventilazione forzata il motore sia soggetto a sovraccarico termico, ma la protezione non funziona.

Per evitare tali fenomeni, è necessario seguire le raccomandazioni degli specialisti:

1. Quando si sceglie un relè, concentrarsi sulla temperatura operativa massima consentita.
2. Montare la protezione in una stanza con l'oggetto protetto.
3. Per l'installazione, selezionare luoghi in cui non vi sono fonti di calore o dispositivi di ventilazione.
4. È necessario regolare il modulo termico, concentrandosi sulla temperatura ambiente effettiva.
5. L'opzione migliore è la presenza di compensazione termica integrata nella progettazione del relè.

Un'ulteriore opzione del relè termico è la protezione in caso di mancanza di fase o di una rete di alimentazione completamente. Per i motori trifase, questo momento è particolarmente rilevante.

La corrente nel relè termico si sposta in sequenza attraverso il suo modulo di riscaldamento e oltre fino al motore. Contatti aggiuntivi collegano il dispositivo all'avvolgimento del motorino di avviamento (+)

Se si verifica un malfunzionamento in una fase, gli altri due assumono una corrente maggiore. Di conseguenza, si verifica rapidamente un surriscaldamento e quindi lo spegnimento. Se il relè si guasta, sia il motore che il cablaggio possono fallire.

Tipi di dispositivi esistenti

La classe di relè termici comprende diversi tipi: TRN, RTL, TRP, RTI, PTT. L'uso di ciascuno è dovuto alle caratteristiche del design.

Relè di corrente bifase (TRN), utilizzato principalmente per la protezione elettrica dei motori a induzione con rotore a gabbia di scoiattolo. Di norma, operano da una rete con un rating fino a 500 V, una frequenza di 50 Hz.

Il relè è dotato di un meccanismo di controllo manuale dei contatti. Le dimensioni del TRN consentono di integrarli in dispositivi completi di stazioni di tipo sia chiuso che aperto coordinando il funzionamento degli azionamenti. Non svolgono la funzione di protezione da cortocircuito e ne hanno bisogno.

Relè TRP hanno un meccanismo resistente alle vibrazioni, alloggiamento antiurto. Progettato per la protezione di motori asincroni trifase che operano in condizioni di elevati carichi meccanici.

Sono progettati per una corrente massima di 600 A e una tensione di un massimo di 500 V e nei circuiti CC - 440 V. L'automazione è insensibile alla temperatura esterna e si attiva quando l'indicatore supera i 200 ° C.

Dispositivi RTL - trifase, oltre a proteggere il motore da sovraccarichi, protegge il rotore da inceppamenti. Lo assicurano contro guasti in caso di squilibrio di fase, con un avvio prolungato.

Funzionano autonomamente con le morsettiere KRL e nella modifica con l'avviatore magnetico PML. L'attuale intervallo di lavoro va da 0,10 a 86 A.

Contattore associato a un relè termico. Quando il dispositivo scatta, un contatto normalmente chiuso e normalmente aperto cambia in modo sincrono la sua posizione

PTT - il dispositivo protegge i motori a induzione da sovratensioni, squilibri di fase, inceppamenti e altre situazioni di emergenza. È utilizzato sia come dispositivo indipendente che come installazione in avviatori PMA e PME.

Prodotto RTI trifase dotato delle stesse funzioni della precedente, ma viene utilizzato nella modifica con avviatori KTM e KMI.

Come scegliere un relè termico

Un motore ha bisogno di un relè di protezione quando, per motivi tecnologici, esiste una potenziale minaccia di congestione. Il secondo caso è la necessità di limitare l'ora di inizio in condizioni di bassa tensione.

Questi requisiti sono contenuti nelle relative istruzioni. Che stabilisce il desiderio di dotare il prodotto di protezione di un ritardo. Realizzano tutto ciò con l'aiuto di relè termici.

Caratteristiche di base dei dispositivi

I dati di base del dispositivo che protegge il motore sono:

1. Prestazioni di contatto in base ai parametri correnti - indicatore tempo-corrente.
2. La corrente operativa alla quale viene attivato il TP.
3. Impostazioni limite corrente. In tutti i dispositivi prodotti da produttori diversi, questo parametro differisce leggermente. Il superamento del valore nominale del 20% comporta il funzionamento del dispositivo in circa 25 minuti.
4. Corrente nominale di una piastra bimetallica funzionante. Ciò si riferisce a un valore al di sopra del quale il relè non si disattiva immediatamente.
5. L'intervallo corrente in cui viene attivato il relè.

Le informazioni sul relè termico possono essere ottenute decodificandone i segni. Il simbolo per il tipo di prestazione può variare.

Contattore associato a un relè termico. Quando il dispositivo funziona, un contatto normalmente chiuso e normalmente aperto cambia in modo sincrono la sua posizione (+)

Le posizioni dei TP nazionali sono regolate da GOST 15150. Il loro lavoro è influenzato da momenti quali l'altezza di elevazione sul livello del mare, vibrazioni, urti, accelerazioni.

I produttori riflettono tutte queste sfumature nell'etichettatura dei loro prodotti. Alcuni di essi includono inoltre informazioni sulla possibilità di lavorare in presenza di sostanze nocive e gas esplosivi.

Scelta di un dispositivo secondo le regole

I requisiti per il relè termico sono indicati nelle istruzioni. Qui è anche stabilito che la protezione deve avere un ritardo. Realizzano tutte le richieste utilizzando dispositivi speciali.

Caratteristiche della corrente temporale di TR e motore protetto. A correnti di corto circuito, gli elementi riscaldanti del relè diventano instabili termicamente (+)

Quando si analizzano le caratteristiche della corrente temporale di un TR, si deve tener conto del fatto che l'operazione può avvenire da uno stato surriscaldato o freddo.

Una protezione impeccabile presuppone che la curva che rappresenta la dipendenza ottimale della durata del flusso di corrente dall'ampiezza della corrente per il relè e il motore sia ottimale per un funzionamento senza problemi dell'apparecchiatura. Il primo dovrebbe essere inferiore al secondo.

La tabella mostra le caratteristiche tecniche del relè termico RTL. Su di esso puoi raccogliere un dispositivo di protezione con i parametri necessari per la potenza del motore (+)

La corretta selezione del prodotto protettivo si basa su un parametro come la corrente nominale di funzionamento. Il suo valore è correlato alla corrente di carico nominale del motore elettrico.

Sia le norme internazionali che quelle nazionali stabiliscono che la corrente nominale del motore è simile all'impostazione della corrente di funzionamento del relè termico.

Ciò significa che l'inclusione nel funzionamento del dispositivo si verifica con un sovraccarico dal 20 al 30% o con Iav.x1.2 o 1.3 entro e non oltre 20 minuti.

Procedendo da questo, la scelta deve essere fatta in modo tale che la corrente di guasto del TR superi la corrente nominale dell'oggetto coperto di una media del 12%. Il valore di In viene visualizzato nel passaporto del dispositivo e sulla piastra montata sull'alloggiamento.

Sulla base di esso, selezionano sia il TR che lo starter corrispondente. La scala del relè è calibrata in ampere e, di regola, corrisponde al valore corrente impostato.

Un esempio è la selezione di un relè termico per un motore a induzione collegato a una rete a 380 V con una potenza di 1,5 kW.

La corrente nominale di funzionamento per questo è 2,8 A, il che significa che la corrente di soglia per il relè termico sarà: 1,2 * 2,8 = 3,36 A. Secondo la tabella, la selezione deve essere arrestata su RTL-1008, il cui campo di regolazione è in limiti da 2,4 a 4 A.

Quando la protezione è attivata, eliminare prima la causa principale dell'arresto, quindi riportare il "calore" al suo stato originale utilizzando il tasto Invio

Quando i dati della targhetta del motore non sono noti, la corrente viene determinata utilizzando dispositivi speciali: pinze o un multimetro con l'opzione corrispondente. Le misurazioni vengono eseguite su ciascuna delle fasi.

È importante quando si sceglie di prestare attenzione alla tensione indicata sul dispositivo. Se si prevede di utilizzare lo starter TP tandem, è necessario considerare il numero di contatti.

Quando si accende il dispositivo in una rete trifase, è necessario un modulo con una funzione di protezione in caso di esaurimento dei conduttori o squilibrio di fase.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Schema di protezione efficace del motore:

Componenti di un relè termico:

Il principio di interazione di vari dispositivi in ​​diverse opzioni per il collegamento di un relè termico è lo stesso. Per un migliore orientamento nei circuiti, si deve essere in grado di "leggere" i contrassegni del dispositivo. Idealmente, tutti i lavori sulla connessione dovrebbero essere eseguiti da un master che abbia il permesso di lavorare in condizioni di alta tensione.

C'è qualcosa da integrare o hai domande sulla selezione e l'uso di un relè termico? Puoi lasciare commenti sulla pubblicazione, partecipare a discussioni e condividere la tua esperienza nell'uso dei dispositivi. Il modulo di contatto si trova nel blocco inferiore.