Relè termico: principio di funzionamento, tipi, schema di collegamento + regolazione e marcatura

La durata e l'affidabilità operativa di qualsiasi installazione con un motore elettrico dipende da vari fattori. Tuttavia, i sovraccarichi di corrente influiscono in modo significativo sulla durata del motore. Per evitarli, collegano un relè termico che protegge il corpo principale di lavoro della macchina elettrica.

Ti diremo come scegliere un dispositivo che prevede l'emergere di situazioni di emergenza in eccesso rispetto agli indicatori di corrente massima consentita. Nell'articolo che abbiamo presentato, viene descritto il principio di azione, vengono fornite le varietà e le loro caratteristiche. Vengono forniti suggerimenti per la connessione e la configurazione competente.

Perché sono necessari i dispositivi di protezione?

Anche se l'unità è progettata e utilizzata correttamente senza violare le regole operative di base, esiste sempre la possibilità di un malfunzionamento.

Le modalità di funzionamento di emergenza comprendono guasti monofase e multifase, sovraccarichi termici delle apparecchiature elettriche, inceppamento del rotore e distruzione del gruppo cuscinetto, guasto di fase.

Operando in modalità di carico elevato, il motore elettrico consuma un'enorme quantità di elettricità. E con un eccesso regolare della tensione nominale, l'apparecchiatura si riscalda intensamente.

Di conseguenza, l'isolamento si consuma rapidamente, il che porta a una significativa riduzione della vita operativa degli impianti elettromeccanici. Per escludere tali situazioni, un relè di protezione termica è collegato nel circuito di corrente elettrica. La loro funzione principale è garantire il normale funzionamento dei consumatori.

Spengono il motore con un certo ritardo, e in alcuni casi - istantaneamente, per impedire la distruzione dell'isolamento o danni alle singole parti dell'impianto elettrico.

Il relè di corrente protegge costantemente il motore elettrico da guasti di fase e sovraccarichi tecnologici, nonché dalla frenatura del rotore. Questi sono i motivi principali che causano condizioni di emergenza.

Al fine di prevenire una riduzione della resistenza di isolamento, vengono utilizzati dispositivi di arresto di protezione, ma se il compito è prevenire una violazione del raffreddamento, vengono collegati speciali dispositivi di protezione termica incorporati.

Il dispositivo e il principio di funzionamento di TR

Strutturalmente, il relè elettrotermico standard è un piccolo apparato costituito da una piastra bimetallica sensibile, una serpentina di riscaldamento, un sistema a molla a leva e contatti elettrici.

Una piastra bimetallica è composta da due metalli diversi, di norma, Invar e acciaio al cromo-nichel, collegati saldamente insieme durante il processo di saldatura. Un metallo ha un coefficiente di dilatazione della temperatura più elevato rispetto all'altro, quindi si riscaldano a velocità diverse.

In caso di sovraccarico di corrente, la parte non fissa della piastra si piega sul materiale con un coefficiente di dilatazione termica inferiore. Ciò esercita un effetto di forza sul sistema di contatto nel dispositivo di protezione e attiva l'arresto dell'impianto elettrico durante il surriscaldamento.

La maggior parte dei modelli di relè termici meccanici ha due gruppi di contatti. Una coppia è normalmente aperta, l'altra è costantemente chiusa. Quando il dispositivo di protezione interviene, lo stato dei contatti cambia. I primi sono chiusi e i secondi diventano aperti.

Nei TR elettronici vengono utilizzati sensori speciali e sonde sensibili che rispondono a un aumento della corrente. Nel microprocessore di tali dispositivi di protezione, sono programmati parametri che determinano situazioni in cui è necessario interrompere l'alimentazione

Un trasformatore integrato rileva la corrente, dopodiché l'elettronica elabora i dati ricevuti. Se il valore corrente è attualmente maggiore del setpoint, l'impulso viene immediatamente trasmesso direttamente all'interruttore.

Aprendo il contattore esterno, un relè con un meccanismo elettronico blocca il carico. stesso relè termico per motore elettrico montato sul contattore.

La piastra bimetallica può essere riscaldata direttamente - a causa dell'influenza della corrente di carico di picco sulla striscia di metallo o indirettamente, utilizzando una termocoppia separata. Spesso questi principi sono combinati in un unico apparato di protezione termica. Con il riscaldamento combinato, il dispositivo ha le migliori prestazioni.

Dopo il raffreddamento, la piastra ritorna al suo stato originale. I contatti di commutazione vengono automaticamente chiusi o è necessario forzarli in uno stato chiuso

Caratteristiche di base di un relè di corrente

La caratteristica principale dell'interruttore di protezione termica è una pronunciata dipendenza del tempo di risposta dalla corrente che lo attraversa: maggiore è il valore, più velocemente funzionerà. Ciò indica una certa inerzia dell'elemento relè.

Movimento direzionale delle particelle portanti attraverso qualsiasi dispositivo elettrico, pompa di circolazione e una caldaia elettrica genera calore. Alla corrente nominale, la sua durata ammissibile tende all'infinito.

E a valori che superano i valori nominali, la temperatura nell'apparecchiatura aumenta, il che porta a un'usura precoce dell'isolamento.

Un circuito aperto blocca istantaneamente un ulteriore aumento della temperatura. Ciò consente di prevenire il surriscaldamento del motore e prevenire un guasto di emergenza dell'impianto elettrico

Il carico nominale del motore stesso è un fattore chiave nel determinare la scelta del dispositivo. Un indicatore nell'intervallo 1.2-1.3 indica un'operazione riuscita con un sovraccarico di corrente del 30% per un periodo di tempo di 1200 secondi.

La durata del sovraccarico può influire negativamente sullo stato delle apparecchiature elettriche - con un'esposizione a breve termine di 5-10 minuti, viene riscaldato solo l'avvolgimento del motore, che ha una piccola massa. E a lungo, l'intero motore si riscalda, che è irto di gravi danni.Oppure potrebbe essere necessario sostituire l'apparecchiatura bruciata con una nuova.

Per proteggere al massimo l'oggetto dal sovraccarico, è necessario utilizzare un relè di protezione termica specificamente sotto di esso, il cui tempo di risposta corrisponderà agli indicatori di sovraccarico massimo ammissibili di un particolare motore elettrico.

In pratica, raccogli relè di monitoraggio della tensione sotto ogni tipo di motore è poco pratico. Un elemento relè viene utilizzato per proteggere motori di vari design. Allo stesso tempo, è impossibile garantire una protezione affidabile nell'intero intervallo di lavoro limitato dal carico minimo e massimo.

Un aumento di corrente non comporta immediatamente una pericolosa condizione di emergenza dell'apparecchiatura. Prima che il rotore e lo statore siano riscaldati alla temperatura limite, ci vorrà del tempo

Pertanto, non è assolutamente necessario che il dispositivo di protezione reagisca a ogni, anche un leggero aumento di corrente. Il relè deve spegnere il motore solo nei casi in cui vi sia il rischio di rapida usura dello strato isolante.

Tipi di relè di protezione termica

Esistono diversi tipi di relè per proteggere i motori elettrici da guasti di fase e sovraccarichi di corrente. Tutti si differenziano per le caratteristiche di design, il tipo di MP utilizzato e l'applicazione in diversi motori.

TRP. Dispositivo di commutazione unipolare con sistema di riscaldamento combinato. Progettato per proteggere i motori elettrici trifase asincroni dai sovraccarichi di corrente. TRP viene utilizzato nelle reti di alimentazione CC con una tensione di base di 440 V durante il normale funzionamento e si distingue per la sua resistenza a vibrazioni e urti.

RTL. Fornire protezione ai motori in questi casi:

• quando una delle tre fasi cade;
• asimmetrie di correnti e sovraccarichi;
• partenza ritardata;
• inceppamento dell'attuatore.

Possono essere installati con i terminali KRL separatamente dagli avviatori magnetici o montati direttamente sul PML. Montato su binari di tipo standard, classe di protezione - IP20.

PTT. Proteggono le macchine trifase asincrone con un rotore a gabbia di scoiattolo dall'avvio ritardato del meccanismo, sovraccarichi prolungati e asimmetrie, cioè squilibrio di fase.

Il PTT può essere utilizzato come componente in vari circuiti di controllo dell'azionamento, nonché per l'integrazione negli avviatori serie PMA

TRN. Interruttori bifase che controllano l'avvio dell'impianto elettrico e la modalità di funzionamento del motore. Sono praticamente indipendenti dalla temperatura ambiente, hanno solo un sistema per riportare manualmente i contatti al loro stato iniziale. Possono essere utilizzati nelle reti DC.

RTI. Dispositivi elettrici di commutazione con un consumo costante, sebbene basso. Montato su contattori della serie KMI. Collaborare con i fusibili /interruttori automatici.

Relè di corrente a stato solido. Sono piccoli dispositivi elettronici in tre fasi, nella cui progettazione non ci sono parti mobili.

Funzionano secondo il principio del calcolo dei valori medi delle temperature del motore, per cui viene eseguito un monitoraggio costante delle correnti di funzionamento e di avviamento. Si distinguono per l'immunità ai cambiamenti nell'ambiente e quindi vengono utilizzati in aree pericolose.

RTC. Interruttori di avviamento per il controllo della temperatura nella custodia di apparecchiature elettriche. Sono utilizzati nei circuiti di automazione, dove i relè termici fungono da componenti.

Per garantire un funzionamento affidabile delle apparecchiature elettriche, l'elemento relè deve possedere qualità quali sensibilità, velocità e selettività

È importante ricordare che nessuno dei dispositivi sopra indicati è adatto a proteggere i circuiti dai cortocircuiti.

I dispositivi di protezione termica impediscono solo le condizioni di emergenza che si verificano durante il funzionamento anomalo del meccanismo o il sovraccarico.

Le apparecchiature elettriche potrebbero esaurirsi prima che il relè inizi a funzionare. Per una protezione completa, devono essere integrati con fusibili o interruttori automatici compatti con design modulare.

Connessione, regolazione e marcatura

Il dispositivo di sovraccarico di commutazione, a differenza di una macchina elettrica, non interrompe direttamente il circuito di alimentazione, ma dà solo un segnale per spegnere temporaneamente l'oggetto in modalità di emergenza. Un contatto normalmente acceso funziona come un pulsante di arresto su un contattore ed è collegato in serie.

Schema di collegamento del dispositivo

Nella progettazione del relè, non è necessario ripetere assolutamente tutte le funzioni dei contatti di potenza in caso di funzionamento corretto, poiché è collegato direttamente all'MP. Questo design consente di risparmiare significativamente materiali per i contatti di potenza. È molto più semplice collegare una piccola corrente nel circuito di controllo piuttosto che disconnettere immediatamente tre fasi con una grande.

In molti schemi di collegamento di un relè termico a un oggetto, viene utilizzato un contatto chiuso in modo permanente. È collegato in serie con il tasto di arresto del pannello di controllo ed è indicato come NC - normalmente chiuso o NC - normalmente collegato.

Un contatto aperto con un tale circuito può essere utilizzato per avviare il funzionamento della protezione termica. Gli schemi di collegamento dei motori elettrici a cui è collegato il relè di protezione termica possono variare in modo significativo a seconda della disponibilità di dispositivi aggiuntivi o caratteristiche tecniche.

In un circuito semplice standard, un TR è collegato all'uscita di un avviatore a bassa tensione su un motore elettrico. Contatti aggiuntivi del dispositivo sono necessariamente collegati in serie con la bobina di avviamento

Ciò fornirà una protezione affidabile contro i sovraccarichi delle apparecchiature elettriche. In caso di eccesso inaccettabile dei valori limite di corrente, l'elemento relè aprirà il circuito, scollegando istantaneamente il MP e il motore dall'alimentazione.

Il collegamento e l'installazione di un relè termico, di norma, vengono eseguiti insieme a un dispositivo di avviamento magnetico progettato per la commutazione e l'avvio di un azionamento elettrico. Tuttavia, ci sono tipi che sono montati su una guida DIN o un pannello speciale.

Sottigliezze di regolazione degli elementi relè

Uno dei requisiti principali per i dispositivi di protezione del motore è il funzionamento preciso dei dispositivi in ​​caso di funzionamento del motore di emergenza. È molto importante sceglierlo correttamente e regolare le impostazioni, poiché i falsi allarmi sono assolutamente inaccettabili.

Il relè elettrotermico, che si adatta perfettamente a un tipo specifico di motore in tutti i parametri tecnici, è in grado di fornire una protezione affidabile contro i sovraccarichi in ogni fase, prevenire un avvio ritardato dell'installazione e prevenire incidenti con inceppamento del rotore

Tra i vantaggi dell'utilizzo degli attuali elementi di protezione, va notato anche una velocità piuttosto elevata e un ampio intervallo di risposta, facilità di installazione. Per garantire l'arresto tempestivo del motore elettrico durante il sovraccarico, il relè di protezione termica deve essere configurato su una piattaforma / supporto speciale.

In questo caso, l'imprecisione viene eliminata a causa della diffusione irregolare naturale delle correnti nominali nel NE. Per controllare il dispositivo di protezione sul supporto, viene utilizzato il metodo dei carichi fittizi.

Una corrente elettrica a bassa tensione viene fatta passare attraverso una termocoppia per simulare un carico termico reale. Successivamente, il tempo esatto di risposta viene determinato con precisione dal timer.

Quando si impostano i parametri di base, è necessario cercare i seguenti indicatori:

• a 1,5 volte la corrente, il dispositivo deve spegnere il motore dopo 150 s;
• a 5 ... 6 volte la corrente, dovrebbe spegnere il motore dopo 10 s.

Se il tempo di risposta non è corretto, l'elemento relè deve essere regolato mediante la vite di controllo.

Per un corretto funzionamento, è assolutamente necessario regolare il dispositivo sulla corrente elettrica massima consentita del motore e sulla temperatura dell'aria

Questo viene fatto nei casi in cui i valori della corrente nominale di NE e del motore sono diversi, e anche se la temperatura ambiente è inferiore alla temperatura nominale (+40 ºC) di oltre 10 gradi Celsius.

La corrente di risposta dell'interruttore elettrotermico diminuisce con l'aumentare della temperatura intorno all'oggetto in questione, poiché il riscaldamento della striscia bimetallica dipende da questo parametro. Con differenze significative, è necessario regolare ulteriormente il TP o scegliere una termocoppia più adatta.

Le forti fluttuazioni degli indicatori di temperatura influiscono notevolmente sulle prestazioni del relè di corrente. Pertanto, è molto importante scegliere un NE in grado di svolgere efficacemente le funzioni di base, tenendo conto dei valori reali.

Si consiglia di posizionare TR in una stanza con un'installazione elettrica protetta. Non devono essere montati vicino a generatori di calore, forni di riscaldamento o altre fonti di calore.

I relè con compensazione della temperatura non includono queste limitazioni. L'impostazione attuale del dispositivo di protezione può essere regolata nell'intervallo 0,75-1,25x dai valori della corrente nominale della termocoppia. L'installazione viene eseguita in più fasi.

Innanzitutto, calcola la correzione E₁ senza compensazione della temperatura:

E₁= (I_Mr.-I_NE) / c × I_NE,

dove

• io_Mr. - corrente nominale del carico del motore,
• io_NE - corrente nominale dell'elemento riscaldante funzionante nel relè,
• c è il prezzo di divisione della scala, ovvero un eccentrico (c = 0,055 per i principianti protetti, c = 0,05 per l'apertura).

Il prossimo passo è determinare l'emendamento E₂ temperatura ambiente:

E₂= (t_un-30)/10,

Dove t_un (temperatura ambiente) - temperatura ambiente in gradi Celsius.

L'ultimo passo è trovare la correzione totale:

E = e₁+ E₂.

La correzione totale E può essere con un segno “+” o “-”. Se il risultato è un valore frazionario, deve essere arrotondato all'intero più vicino in una direzione modulo più piccola / più grande, a seconda della natura del carico corrente.

Per configurare il relè, l'eccentrico viene trasferito al valore ottenuto della correzione totale. La temperatura di risposta elevata riduce la dipendenza del dispositivo di protezione da indicatori esterni.

Il relè di protezione termica consente una regolazione manuale regolare della corrente operativa del dispositivo entro ± 25% della corrente nominale dell'installazione elettromeccanica

La regolazione di questi indicatori viene eseguita da una leva speciale, il cui movimento modifica la flessione iniziale della piastra bimetallica. L'impostazione della corrente di funzionamento in un intervallo più ampio viene effettuata sostituendo le termocoppie.

Nei moderni dispositivi di commutazione per la protezione da sovraccarico, è presente un pulsante di prova che consente di verificare lo stato del dispositivo senza un supporto speciale. C'è anche un tasto per ripristinare tutte le impostazioni. Puoi ripristinarli automaticamente o manualmente. Inoltre, il prodotto è dotato di un indicatore dello stato corrente dell'apparecchio.

Marcatura del relè termico

I dispositivi di protezione vengono selezionati in base al valore della potenza del motore elettrico. La parte principale delle caratteristiche chiave è nascosta nel simbolo.

Questa è la marcatura dei relè termici dell'impianto KEAZ. È importante quando si sceglie di prestare attenzione al valore della corrente nominale del modello in questione, in modo che sia sufficiente

L'enfasi dovrebbe essere su alcuni punti:

1. L'intervallo di valori delle correnti impostate (indicato tra parentesi) differisce minimamente per i diversi produttori.
2. Le designazioni delle lettere per un particolare tipo di prestazione possono variare.
3. Le prestazioni climatiche sono spesso utilizzate come intervallo. Ad esempio, UHL3O4 dovrebbe essere letto in questo modo: UHL3-O4.

Oggi è possibile acquistare una varietà di varianti di strumenti: relè per AC e DC, monostabili e bistabili, dispositivi con rallentamento all'accensione / spegnimento, relè di protezione termica con elementi di accelerazione, TR senza avvolgimento di mantenimento, con un avvolgimento o più.

Questi parametri non sono sempre visualizzati nell'etichettatura dei dispositivi, ma devono essere indicati nella scheda tecnica dei prodotti elettrici.

Con il dispositivo, le varietà e l'etichettatura del relè elettromagnetico verranno a conoscenza prossimo articoloche ti consigliamo di familiarizzare con.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Il dispositivo e il principio di funzionamento del relè di corrente per un'efficace protezione del motore elettrico sull'esempio del dispositivo PTT 32P:

Una protezione adeguata contro sovraccarichi e guasti di fase è la chiave per un lungo funzionamento senza problemi del motore elettrico. Video su come reagisce l'elemento relè in caso di funzionamento anomalo del meccanismo:

Come collegare un dispositivo di protezione termica a un MP, schemi elettrici di un relè elettrotermico:

Il relè di sovraccarico termico è un elemento funzionale essenziale di qualsiasi sistema di controllo dell'azionamento. Reagisce alla corrente che fluisce al motore e si attiva quando la temperatura dell'impianto elettromeccanico raggiunge i suoi valori limite. Ciò consente di prolungare la durata dei motori elettrici ecologici.

Si prega di scrivere commenti nel blocco sottostante. Raccontaci come hai selezionato e configurato il relè termico per il tuo motore elettrico. Condividi informazioni utili, fai domande, pubblica immagini sull'argomento dell'articolo.