Thermisch relais: werkingsprincipe, typen, aansluitschema + afstelling en markering

De duurzaamheid en bedrijfszekerheid van elke installatie met een elektromotor hangt af van verschillende factoren. Huidige overbelastingen hebben echter een aanzienlijke invloed op de levensduur van de motor. Om ze te voorkomen, sluiten ze een thermisch relais aan dat het hoofdwerk van de elektrische machine beschermt.

We zullen u vertellen hoe u een apparaat kiest dat de opkomst van noodsituaties voorspelt die de maximaal toegestane stroomindicatoren overschrijden. In het artikel dat we hebben gepresenteerd, wordt het werkingsprincipe beschreven, worden de variëteiten en hun kenmerken gegeven. Tips voor het verbinden en bekwame configuratie worden gegeven.

Waarom zijn beschermende apparaten nodig?

Zelfs als de drive correct is ontworpen en gebruikt zonder de basisregels te overtreden, bestaat altijd de mogelijkheid van een storing.

Noodbedrijfsmodi omvatten eenfase- en meerfasefouten, thermische overbelasting van elektrische apparatuur, vastlopen van de rotor en vernietiging van de lagers, fase-uitval.

De elektromotor werkt in hoge belastingsmodus en verbruikt enorm veel elektriciteit. En met een regelmatig overschrijden van de nominale spanning, warmt de apparatuur intensief op.

Hierdoor slijt de isolatie snel, wat leidt tot een aanzienlijke verkorting van de levensduur van elektromechanische installaties. Om dergelijke situaties uit te sluiten, is een thermisch beveiligingsrelais aangesloten op het elektrische stroomcircuit. Hun belangrijkste functie is het verzekeren van de normale werking van consumenten.

Ze schakelen de motor uit met een bepaalde vertraging en in sommige gevallen - onmiddellijk, om de vernietiging van isolatie of schade aan afzonderlijke delen van de elektrische installatie te voorkomen.

Het stroomrelais beschermt de elektromotor constant tegen fase-uitval en technologische overbelasting, evenals tegen het remmen van de rotor. Dit zijn de belangrijkste redenen die noodsituaties veroorzaken.

Om een ​​afname van de isolatieweerstand te voorkomen, worden beschermende uitschakelapparatuur gebruikt, maar als het een taak is om een ​​overtreding van de koeling te voorkomen, worden speciale apparaten met ingebouwde thermische beveiliging aangesloten.

Het apparaat en het werkingsprincipe TR

Structureel is het standaard elektrothermische relais een klein apparaat dat bestaat uit een gevoelige bimetaalplaat, een verwarmingsspiraal, een hefboomveersysteem en elektrische contacten.

Een bimetaalplaat is gemaakt van twee verschillende metalen, in de regel Invar en chroomnikkelstaal, stevig met elkaar verbonden tijdens het lasproces. Het ene metaal heeft een hogere uitzettingscoëfficiënt dan het andere, waardoor ze met verschillende snelheden opwarmen.

In geval van stroomoverbelasting buigt het niet-vaste deel van de plaat naar het materiaal met een lagere thermische uitzettingscoëfficiënt. Dit oefent een kracht uit op het contactsysteem in de beveiligingsinrichting en activeert de uitschakeling van de elektrische installatie tijdens oververhitting.

De meeste mechanische thermische relaismodellen hebben twee groepen contacten. Het ene paar is normaal open, het andere is constant gesloten. Wanneer het beveiligingsapparaat struikelt, verandert de status van de contacten. De eerste zijn gesloten en de laatste worden open.

In elektronische TR's worden speciale sensoren en gevoelige sondes gebruikt die reageren op een toename van de stroom. In de microprocessor van dergelijke beschermende apparaten zijn parameters geprogrammeerd die situaties bepalen waarin het nodig is om de voeding uit te schakelen

Een geïntegreerde transformator detecteert de stroom, waarna de elektronica de ontvangen data verwerkt. Als de huidige waarde momenteel hoger is dan het setpoint, wordt de puls direct rechtstreeks naar de schakelaar verzonden.

Door de externe schakelaar te openen, blokkeert een relais met een elektronisch mechanisme de belasting. Zelf thermisch relais voor elektromotor gemonteerd op de contactor.

De bimetaalplaat kan direct worden verwarmd - door de invloed van de piekbelastingsstroom op de metalen strip of indirect met behulp van een apart thermokoppel. Vaak worden deze principes gecombineerd in een enkel thermisch beveiligingsapparaat. Met gecombineerde verwarming heeft het apparaat de beste prestaties.

Na afkoeling keert de plaat terug naar zijn oorspronkelijke staat. De schakelcontacten worden automatisch gesloten of u moet ze in een gesloten toestand dwingen

Basiskenmerken van een stroomrelais

Het belangrijkste kenmerk van de thermische beveiligingsschakelaar is een uitgesproken afhankelijkheid van de reactietijd van de stroom die er doorheen stroomt - hoe groter de waarde, hoe sneller deze zal werken. Dit duidt op een zekere traagheid van het relaiselement.

Directionele beweging van dragerdeeltjes door elk elektrisch apparaat, circulatiepomp en een elektrische ketel wekt warmte op. Bij nominale stroom heeft de toegestane duur de neiging tot oneindig.

En bij waarden die de nominale waarden overschrijden, stijgt de temperatuur in de apparatuur, wat leidt tot voortijdige isolatieslijtage.

Een open circuit blokkeert onmiddellijk een verdere temperatuurstijging. Dit maakt het mogelijk oververhitting van de motor te voorkomen en een noodstoring van de elektrische installatie te voorkomen

De nominale belasting van de motor zelf is een sleutelfactor bij het bepalen van de apparaatkeuze. Een indicator in het bereik van 1,2-1,3 geeft een succesvolle operatie aan met een huidige overbelasting van 30% over een periode van 1200 seconden.

De duur van de overbelasting kan de toestand van elektrische apparatuur nadelig beïnvloeden - met een kortdurende blootstelling van 5-10 minuten wordt alleen de motorwikkeling, die een kleine massa heeft, verwarmd. En bij langdurig gebruik wordt de hele motor warm, wat ernstige schade oploopt.Of het kan nodig zijn om de verbrande apparatuur te vervangen door een nieuwe.

Om het object maximaal te beschermen tegen overbelasting, is het noodzakelijk om er specifiek een thermisch beveiligingsrelais onder te gebruiken, waarvan de reactietijd overeenkomt met de maximaal toegestane overbelastingsindicatoren van een bepaalde elektromotor.

In de praktijk verzamelen spanningsbewakingsrelais onder elk type motor is onpraktisch. Eén relaiselement wordt gebruikt om motoren van verschillende uitvoeringen te beschermen. Tegelijkertijd is het onmogelijk om betrouwbare bescherming te garanderen tijdens het volledige werkinterval beperkt door de minimale en maximale belasting.

Een toename van de stroom leidt niet onmiddellijk tot een gevaarlijke noodtoestand van de apparatuur. Het duurt even voordat de rotor en stator tot de grenstemperatuur zijn verwarmd

Daarom is het niet absoluut noodzakelijk dat de beveiligingsinrichting op iedereen reageert, zelfs niet op een lichte toename van de stroom. Het relais mag de motor alleen uitschakelen als er een risico bestaat op snelle slijtage van de isolerende laag.

Soorten thermische beveiligingsrelais

Er zijn verschillende soorten relais om elektromotoren te beschermen tegen fase-uitval en stroomoverbelasting. Ze verschillen allemaal in ontwerpkenmerken, het type MP dat wordt gebruikt en de toepassing in verschillende motoren.

TRP. Enkelpolig schakelapparaat met gecombineerd verwarmingssysteem. Ontworpen om asynchrone driefasige elektromotoren te beschermen tegen stroomoverbelasting. TRP wordt gebruikt in gelijkstroomnetwerken met een basisspanning van 440 V. bij normaal gebruik en onderscheidt zich door zijn weerstand tegen trillingen en schokken.

RTL. Bied motoren in dergelijke gevallen bescherming:

• wanneer een van de drie fasen uitvalt;
• asymmetrie van stromen en overbelastingen;
• vertraagde start;
• vastlopen van de aandrijving.

Ze kunnen met de KRL-terminals afzonderlijk van magnetische starters worden geïnstalleerd of direct op de PML worden gemonteerd. Gemonteerd op standaard rails, beschermingsklasse - IP20.

PTT. Ze beschermen asynchrone driefasige machines met een eekhoornkooirotor tegen de vertraagde start van het mechanisme, langdurige overbelasting en asymmetrieën, dat wil zeggen fase-onbalans.

PTT kan worden gebruikt als componenten in verschillende aandrijfbesturingscircuits, maar ook voor integratie in PMA-serie starters

TRN. Tweefasenschakelaars die het opstarten van de elektrische installatie en de bedieningsmodus van de motor regelen. Ze zijn praktisch onafhankelijk van de omgevingstemperatuur, ze hebben alleen een systeem om contacten handmatig terug te zetten naar hun oorspronkelijke staat. Ze kunnen worden gebruikt in DC-netwerken.

RTI. Elektrische schakelinrichtingen met een constant, zij het laag stroomverbruik. Gemonteerd op schakelaars van de KMI-serie. Werk samen met zekeringen /stroomonderbrekers.

Stroomrelais in vaste toestand. Het zijn kleine elektronische apparaten in drie fasen, in het ontwerp waarvan er geen bewegende delen zijn.

Ze werken volgens het principe van het berekenen van gemiddelde waarden van motortemperaturen, waarvoor een constante bewaking van de bedrijfs- en startstromen wordt uitgevoerd. Ze onderscheiden zich door immuniteit voor veranderingen in de omgeving en worden daarom gebruikt in gevaarlijke gebieden.

RTK. Startschakelaars voor temperatuurregeling in de behuizing van elektrische apparatuur. Ze worden gebruikt in automatiseringsschakelingen, waar thermische relais als componenten fungeren.

Om een ​​betrouwbare werking van elektrische apparatuur te garanderen, moet het relaiselement eigenschappen hebben als gevoeligheid en snelheid, evenals selectiviteit

Het is belangrijk om te onthouden dat geen van de bovenstaande apparaten geschikt is om circuits tegen kortsluiting te beschermen.

Thermische beveiligingen voorkomen alleen noodsituaties die optreden tijdens abnormale werking van het mechanisme of overbelasting.

Elektrische apparatuur kan doorbranden voordat het relais begint te werken. Voor uitgebreide bescherming moeten ze worden aangevuld met zekeringen of compacte stroomonderbrekers met een modulair ontwerp.

Verbinding, afstelling en markering

Het overbelastingschakelapparaat, in tegenstelling tot een elektrische machine, verbreekt niet direct het stroomcircuit, maar geeft alleen een signaal om het object tijdelijk uit te schakelen in de noodmodus. Een normaal ingeschakeld contact werkt als een stopknop op een contactor en is in serie geschakeld.

Apparaataansluitschema

Bij het ontwerp van het relais is het niet nodig om absoluut alle functies van de vermogenscontacten te herhalen na een succesvolle werking, omdat het rechtstreeks op de MP is aangesloten. Met dit ontwerp kunt u materialen voor stroomcontacten aanzienlijk besparen. Het is veel gemakkelijker om een ​​kleine stroom in het regelcircuit aan te sluiten dan om drie fasen onmiddellijk met een grote te ontkoppelen.

In veel schema's voor het aansluiten van een thermisch relais op een object wordt een permanent gesloten contact gebruikt. Het is in serie verbonden met de stoptoets van het bedieningspaneel en wordt aangeduid als NC - normaal gesloten of NC - normaal aangesloten.

Een open contact met een dergelijk circuit kan worden gebruikt om de werking van thermische beveiliging te starten. De aansluitschema's van elektromotoren waarin het thermische beveiligingsrelais is aangesloten, kunnen aanzienlijk variëren afhankelijk van de beschikbaarheid van extra apparaten of technische kenmerken.

In een standaard eenvoudig circuit is een TR aangesloten op de uitgang van een laagspanningsstarter op een elektromotor. Extra contacten van het apparaat zijn noodzakelijkerwijs in serie verbonden met de starterspoel

Dit biedt betrouwbare bescherming tegen overbelasting van elektrische apparatuur. In het geval van een onaanvaardbare overschrijding van de huidige grenswaarden, zal het relaiselement het circuit openen, waardoor de MP en de motor onmiddellijk worden losgekoppeld van de voeding.

Aansluiting en installatie van een thermisch relais wordt in de regel uitgevoerd samen met een magnetische starter die is ontworpen voor het schakelen en starten van een elektrische aandrijving. Er zijn echter types die gemonteerd worden op een DIN-rail of een speciaal paneel.

Subtiliteiten van aanpassing van relaiselementen

Een van de belangrijkste vereisten voor motorbeveiligingen is de precieze werking van de apparaten in geval van noodbedrijf. Het is erg belangrijk om het correct te kiezen en de instellingen aan te passen, aangezien valse alarmen absoluut onaanvaardbaar zijn.

Het elektrothermische relais, dat in alle technische parameters optimaal geschikt is voor een specifiek type motor, kan in elke fase betrouwbare bescherming bieden tegen overbelasting, een vertraagde start van de installatie voorkomen en ongevallen met vastlopen van de rotor voorkomen

Onder de voordelen van het gebruik van huidige beveiligingselementen, moet men ook een vrij hoge snelheid en een breed responsbereik opmerken, installatiegemak. Om een ​​tijdige uitschakeling van de elektromotor tijdens overbelasting te garanderen, moet het thermische beveiligingsrelais worden geconfigureerd op een speciaal platform / standaard.

In dit geval wordt onnauwkeurigheid geëlimineerd vanwege de natuurlijke ongelijke spreiding van de nominale stromen in het NO. Om de beveiligingsinrichting op de standaard te controleren, wordt de methode van schijnladingen gebruikt.

Een elektrische laagspanning wordt door een thermokoppel geleid om een ​​echte thermische belasting te simuleren. Daarna wordt de exacte reactietijd nauwkeurig bepaald door de timer.

Bij het instellen van basisparameters moet u streven naar de volgende indicatoren:

• bij 1,5 keer de stroom moet het apparaat de motor na 150 s uitschakelen;
• bij 5 ... 6-voudige stroom moet de motor na 10 s worden uitgeschakeld.

Als de reactietijd niet correct is, moet het relaiselement worden afgesteld met de regelschroef.

Voor een juiste werking is het absoluut noodzakelijk om het apparaat te configureren voor de hoogst toegestane elektrische stroom van de motor en de luchttemperatuur

Dit wordt gedaan in gevallen waarin de waarden van de nominale stroom van de NE en de motor verschillend zijn, en ook als de omgevingstemperatuur meer dan 10 graden Celsius lager is dan de nominale (+40 ºC).

De reactiestroom van de elektrothermische schakelaar neemt af naarmate de temperatuur rond het betreffende object toeneemt, omdat de verwarming van de bimetaalstrip van deze parameter afhangt. Bij aanzienlijke verschillen is het nodig de TP verder aan te passen of een geschikter thermokoppel te kiezen.

Scherpe fluctuaties in temperatuurindicatoren hebben een grote invloed op de prestaties van het huidige relais. Daarom is het erg belangrijk om een ​​NE te kiezen die in staat is om basisfuncties effectief uit te voeren, rekening houdend met echte waarden.

TR wordt aanbevolen om in één ruimte te worden geplaatst met een beveiligde elektrische installatie. Ze mogen niet dicht bij warmtegeneratoren, verwarmingsovens of andere warmtebronnen worden gemonteerd.

Temperatuurgecompenseerde relais hebben deze beperkingen niet. De huidige instelling van het beveiligingsapparaat kan worden aangepast in het bereik van 0,75-1,25x van de waarden van de nominale stroom van het thermokoppel. De installatie gebeurt in fasen.

Bereken eerst de correctie E₁ zonder temperatuurcompensatie:

E₁= (Ik_nom-Ik_ne) / c × I_ne,

Waar

• Ik_nom - nominale stroom van motorbelasting,
• Ik_ne - nominale stroom van het werkende verwarmingselement in het relais,
• c is de schaalverdelingsprijs, dat wil zeggen een excentriek (c = 0,055 voor beschermde starters, c = 0,05 voor open).

De volgende stap is het bepalen van de wijziging E₂ omgevingstemperatuur:

E₂= (t_een-30)/10,

Waar t_een (omgevingstemperatuur) - omgevingstemperatuur in graden Celsius.

De laatste stap is het vinden van de totale correctie:

E = e₁+ E₂.

De totale correctie E kan een "+" of "-" teken hebben. Als het resultaat een fractionele waarde is, moet het worden afgerond op het dichtstbijzijnde geheel in een kleinere / grotere modulo-richting, afhankelijk van de aard van de huidige belasting.

Om het relais te configureren, wordt het excentriek overgedragen naar de verkregen waarde van de totale correctie. Een hoge reactietemperatuur vermindert de afhankelijkheid van het beveiligingsapparaat van externe indicatoren.

Het thermische beveiligingsrelais maakt een handmatige, soepele aanpassing van de bedrijfsstroom van het apparaat mogelijk binnen ± 25% van de nominale stroom van de elektromechanische installatie

De aanpassing van deze indicatoren wordt uitgevoerd door een speciale hendel, waarvan de beweging de initiële buiging van de bimetaalplaat verandert. Het instellen van de bedrijfsstroom in een groter bereik wordt uitgevoerd door thermokoppels te vervangen.

In moderne schakelapparatuur voor overbelastingsbeveiliging is er een testknop waarmee u de gezondheid van het apparaat kunt controleren zonder een speciale standaard. Er is ook een sleutel om alle instellingen te resetten. Je kunt ze automatisch of handmatig resetten. Daarnaast is het product voorzien van een indicator van de huidige staat van het apparaat.

Markering van thermische relais

Beveiligingen worden geselecteerd afhankelijk van de waarde van het vermogen van de elektromotor. Het grootste deel van de belangrijkste kenmerken is verborgen in het symbool.

Dit is de markering van de thermische relais van de KEAZ-fabriek. Het is belangrijk bij het kiezen om aandacht te besteden aan de waarde van de nominale stroom van het betreffende model, zodat deze voldoende is

De nadruk moet op bepaalde punten liggen:

1. Het waardebereik van de ingestelde stromen (tussen haakjes aangegeven) verschilt minimaal voor verschillende fabrikanten.
2. De letteraanduidingen voor een bepaald type uitvoering kunnen variëren.
3. Klimatologische prestaties worden vaak als een assortiment geserveerd. UHL3O4 moet bijvoorbeeld als volgt worden gelezen: UHL3-O4.

Tegenwoordig kunt u een verscheidenheid aan instrumentvarianten kopen: relais voor AC en DC, monostabiel en bistabiel, apparaten met vertraging bij in- / uitschakelen, thermische beveiligingsrelais met accelererende elementen, TR zonder vasthoudwikkeling, met één wikkeling of meerdere.

Deze parameters worden niet altijd weergegeven op de etikettering van apparaten, maar moeten worden vermeld in het gegevensblad van elektrische producten.

Met het apparaat zullen variëteiten en labels van het elektromagnetische relais bekend worden volgend artikelwaarmee we u vertrouwd moeten maken.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Het apparaat en het werkingsprincipe van het stroomrelais voor effectieve bescherming van de elektromotor op het voorbeeld van het PTT 32P-apparaat:

Een goede bescherming tegen overbelasting en fase-uitval is de sleutel tot een langdurige probleemloze werking van de elektromotor. Video over hoe het relaiselement reageert in geval van abnormale werking van het mechanisme:

Hoe een thermische beveiliging aan te sluiten op een MP, schakelschema's van een elektrothermisch relais:

Het thermische overbelastingsrelais is een essentieel functioneel element van elk aandrijfbesturingssysteem. Het reageert op de stroom die naar de motor stroomt en wordt geactiveerd wanneer de temperatuur van de elektromechanische installatie de grenswaarden bereikt. Dit maakt het mogelijk om de levensduur van milieuvriendelijke elektromotoren te verlengen.

Schrijf opmerkingen in het onderstaande blok. Vertel ons hoe u het thermische relais voor uw eigen elektromotor heeft geselecteerd en geconfigureerd. Deel nuttige informatie, stel vragen, plaats foto's over het onderwerp van het artikel.