Przekaźnik termiczny: zasada działania, typy, schemat połączeń + regulacja i oznaczenie

Trwałość i niezawodność działania każdej instalacji z silnikiem elektrycznym zależy od różnych czynników. Jednak przeciążenia prądowe znacząco wpływają na żywotność silnika. Aby temu zapobiec, podłączają przekaźnik termiczny, który chroni główny korpus roboczy maszyny elektrycznej.

Powiemy Ci, jak wybrać urządzenie, które przewiduje wystąpienie sytuacji awaryjnych przekraczających maksymalne dopuszczalne wskaźniki prądu. W prezentowanym artykule opisano zasadę działania, podano odmiany i ich cechy charakterystyczne. Podano wskazówki dotyczące podłączania i właściwej konfiguracji.

Dlaczego potrzebne są urządzenia ochronne?

Nawet jeśli napęd jest prawidłowo zaprojektowany i używany bez naruszania podstawowych zasad działania, zawsze istnieje możliwość awarii.

Awaryjne tryby działania obejmują uszkodzenia jednofazowe i wielofazowe, przeciążenia termiczne urządzeń elektrycznych, zakleszczenie wirnika i zniszczenie zespołu łożyska, awaria fazy.

Silnik elektryczny pracujący w trybie dużego obciążenia zużywa ogromną ilość energii elektrycznej. A przy regularnym przekroczeniu napięcia znamionowego sprzęt nagrzewa się intensywnie.

W rezultacie izolacja szybko się zużywa, co prowadzi do znacznego skrócenia żywotności instalacji elektromechanicznych. Aby wykluczyć takie sytuacje, przekaźnik zabezpieczenia termicznego jest podłączony do obwodu prądu elektrycznego. Ich główną funkcją jest zapewnienie normalnego działania konsumentów.

Wyłączają silnik z pewnym opóźnieniem, aw niektórych przypadkach - natychmiast, aby zapobiec zniszczeniu izolacji lub uszkodzeniu poszczególnych części instalacji elektrycznej.

Przekaźnik prądowy stale chroni silnik elektryczny przed zanikiem faz i przeciążeniami technologicznymi, a także hamowaniem wirnika. Są to główne przyczyny, które powodują warunki awaryjne.

Aby zapobiec spadkowi rezystancji izolacji, stosuje się ochronne urządzenia wyłączające, ale jeśli zadaniem jest zapobieganie naruszeniu chłodzenia, podłączane są specjalne urządzenia z wbudowanym zabezpieczeniem termicznym.

Urządzenie i zasada działania TR

Strukturalnie, standardowy przekaźnik elektrotermiczny jest małym urządzeniem, które składa się z czułej płyty bimetalicznej, cewki grzejnej, układu sprężyny dźwigniowej i styków elektrycznych.

Płyta bimetaliczna jest wykonana z dwóch różnych metali, z reguły Invar i stali chromowo-niklowej, mocno połączonych ze sobą podczas procesu spawania. Jeden metal ma wyższy współczynnik rozszerzalności temperaturowej niż drugi, więc nagrzewają się z różnymi prędkościami.

W przypadku przeciążenia prądowego niezamocowana część płyty zgina się do materiału o niższym współczynniku rozszerzalności cieplnej. Wywiera to wpływ siły na układ styków w urządzeniu ochronnym i aktywuje wyłączenie instalacji elektrycznej podczas przegrzania.

Większość modeli mechanicznych przekaźników termicznych ma dwie grupy styków. Jedna para jest normalnie otwarta, druga jest stale zamknięta. Kiedy zadziała urządzenie ochronne, zmienia się stan styków. Te pierwsze są zamknięte, a te drugie stają się otwarte.

W elektronicznych TR stosuje się specjalne czujniki i czułe sondy, które reagują na wzrost prądu. W mikroprocesorze takich urządzeń ochronnych programowane są parametry, które określają sytuacje, w których konieczne jest wyłączenie zasilania

Zintegrowany transformator wykrywa prąd, po którym elektronika przetwarza otrzymane dane. Jeśli bieżąca wartość jest obecnie większa niż wartość zadana, impuls jest natychmiast przesyłany bezpośrednio do przełącznika.

Po otwarciu zewnętrznego stycznika przekaźnik z mechanizmem elektronicznym blokuje obciążenie. Sama przekaźnik termiczny do silnika elektrycznego zamontowany na styczniku.

Płytkę bimetaliczną można ogrzewać bezpośrednio - ze względu na wpływ szczytowego prądu obciążenia na pasek metalowy lub pośrednio, za pomocą oddzielnej termopary. Często zasady te są łączone w jednym urządzeniu ochrony termicznej. Dzięki połączeniu ogrzewania urządzenie ma najlepszą wydajność.

Po schłodzeniu płytka powraca do pierwotnego stanu. Styki przełączające są automatycznie zamykane lub trzeba je zmusić do zamknięcia

Podstawowe cechy przekaźnika prądowego

Główną cechą przełącznika zabezpieczenia termicznego jest wyraźna zależność czasu odpowiedzi od przepływającego przez niego prądu - im większa wartość, tym szybciej będzie działać. Wskazuje to na pewną bezwładność elementu przekaźnikowego.

Kierunkowy ruch cząstek nośnika przez dowolne urządzenie elektryczne, pompa obiegowa a kocioł elektryczny wytwarza ciepło. Przy prądzie znamionowym jego dopuszczalny czas trwania dąży do nieskończoności.

A przy wartościach przekraczających wartości nominalne wzrasta temperatura urządzenia, co prowadzi do przedwczesnego zużycia izolacji.

Otwarty obwód natychmiast blokuje dalszy wzrost temperatury. Umożliwia to zapobieganie przegrzaniu silnika i awaryjne awarie instalacji elektrycznej

Znamionowe obciążenie samego silnika jest kluczowym czynnikiem decydującym o wyborze urządzenia. Wskaźnik w zakresie 1,2-1,3 wskazuje udaną operację przy przeciążeniu prądowym 30% w okresie 1200 sekund.

Czas trwania przeciążenia może niekorzystnie wpłynąć na stan urządzeń elektrycznych - przy krótkotrwałym narażeniu wynoszącym 5-10 minut ogrzewane jest tylko uzwojenie silnika, które ma małą masę. A przy dłuższym czasie cały silnik nagrzewa się, co jest obarczone poważnymi uszkodzeniami.Lub może być konieczna wymiana spalonego sprzętu na nowy.

Aby maksymalnie zabezpieczyć obiekt przed przeciążeniem, konieczne jest zastosowanie pod nim przekaźnika zabezpieczenia termicznego, którego czas reakcji będzie odpowiadał maksymalnym dopuszczalnym wskaźnikom przeciążenia określonego silnika elektrycznego.

W praktyce zbieraj przekaźnik monitorujący napięcie pod każdym typem silnika jest niepraktyczne. Jeden element przekaźnikowy służy do ochrony silników różnych konstrukcji. Jednocześnie niemożliwe jest zagwarantowanie niezawodnej ochrony w pełnym okresie pracy ograniczonym przez minimalne i maksymalne obciążenie.

Wzrost prądu nie prowadzi od razu do niebezpiecznego stanu awaryjnego urządzenia. Zanim wirnik i stojan zostaną podgrzane do temperatury granicznej, zajmie to trochę czasu

Dlatego nie jest absolutnie konieczne, aby urządzenie ochronne reagowało na każdy, nawet niewielki wzrost prądu. Przekaźnik musi wyłączyć silnik tylko w przypadkach, w których istnieje ryzyko szybkiego zużycia warstwy izolacyjnej.

Rodzaje przekaźników zabezpieczenia termicznego

Istnieje kilka rodzajów przekaźników do ochrony silników elektrycznych przed zanikiem faz i przeciążeniami prądowymi. Wszystkie różnią się cechami konstrukcyjnymi, rodzajem zastosowanego MP i zastosowaniem w różnych silnikach.

TRP. Jednobiegunowe urządzenie przełączające z połączonym systemem grzewczym. Zaprojektowany do ochrony asynchronicznych trójfazowych silników elektrycznych przed przeciążeniami prądowymi. TRP jest stosowany w sieciach prądu stałego o napięciu bazowym 440 V. W normalnej pracy wyróżnia się odpornością na wibracje i wstrząsy.

RTL. W takich przypadkach zapewnić ochronę silników:

• gdy wypadnie jedna z trzech faz;
• asymetrie prądów i przeciążeń;
• opóźniony start;
• zakleszczanie się siłownika.

Mogą być instalowane z zaciskami KRL oddzielnie od starterów magnetycznych lub montowane bezpośrednio na PML. Montowany na szynach standardowych, stopień ochrony - IP20.

PTT. Chronią asynchroniczne maszyny trójfazowe za pomocą wirnika klatkowego przed opóźnionym uruchomieniem mechanizmu, przedłużonymi przeciążeniami i asymetriami, czyli nierównowagą faz.

PTT może być stosowany jako komponenty w różnych obwodach sterowania napędem, a także do integracji z rozrusznikami serii PMA

TRN. Dwufazowe przełączniki kontrolujące uruchomienie instalacji elektrycznej i tryb pracy silnika. Są praktycznie niezależne od temperatury otoczenia, mają tylko system ręcznego przywracania kontaktów do stanu początkowego. Można je stosować w sieciach prądu stałego.

RTI. Elektryczne urządzenia przełączające o stałym, choć niskim zużyciu energii. Montowany na stycznikach serii KMI. Współpracuj z bezpiecznikami /wyłączniki automatyczne.

Przekaźniki prądu półprzewodnikowego. Są to małe urządzenia elektroniczne w trzech fazach, w konstrukcji których nie ma ruchomych części.

Działają zgodnie z zasadą obliczania średnich wartości temperatur silnika, w tym celu wykonywany jest stały monitoring prądów roboczych i rozruchowych. Wyróżniają się odpornością na zmiany środowiska i dlatego są stosowane w obszarach niebezpiecznych.

RTK. Włączniki rozruchowe do kontroli temperatury w obudowie urządzeń elektrycznych. Są stosowane w obwodach automatyki, w których przekaźniki termiczne działają jako elementy.

Aby zapewnić niezawodne działanie sprzętu elektrycznego, element przekaźnikowy musi posiadać takie cechy, jak czułość i prędkość, a także selektywność

Należy pamiętać, że żadne z powyższych urządzeń nie nadaje się do ochrony obwodów przed zwarciem.

Zabezpieczenia termiczne zapobiegają jedynie sytuacjom awaryjnym, które występują podczas nienormalnej pracy mechanizmu lub przeciążenia.

Sprzęt elektryczny może się przepalić, zanim przekaźnik zacznie działać. Aby zapewnić kompleksową ochronę, należy je uzupełnić bezpiecznikami lub wyłącznikami kompaktowymi o budowie modułowej.

Podłączenie, regulacja i oznaczenie

Przełączające urządzenie przeciążeniowe, w przeciwieństwie do maszyny elektrycznej, nie przerywa bezpośrednio obwodu zasilania, a jedynie daje sygnał do tymczasowego odcięcia obiektu w trybie awaryjnym. Zwykle włączony styk działa jak przycisk stop na styczniku i jest połączony szeregowo.

Schemat połączeń urządzenia

W konstrukcji przekaźnika nie jest konieczne powtarzanie absolutnie wszystkich funkcji styków mocy po udanej pracy, ponieważ jest on podłączony bezpośrednio do MP. Ta konstrukcja pozwala znacznie zaoszczędzić materiały na styki zasilania. O wiele łatwiej jest podłączyć mały prąd do obwodu sterującego niż natychmiast odłączyć trzy fazy za pomocą dużej.

W wielu schematach podłączania przekaźnika termicznego do obiektu stosuje się styk na stałe zamknięty. Jest połączony szeregowo z klawiszem stop panelu sterowania i jest oznaczony jako NC - normalnie zamknięty lub NC - normalnie podłączony.

Otwarty kontakt z takim obwodem może być wykorzystany do zainicjowania działania zabezpieczenia termicznego. Schematy połączeń silników elektrycznych, w których podłączony jest przekaźnik zabezpieczenia termicznego, mogą się znacznie różnić w zależności od dostępności dodatkowych urządzeń lub cech technicznych.

W standardowym prostym obwodzie TR jest podłączony do wyjścia rozrusznika niskiego napięcia w silniku elektrycznym. Dodatkowe styki urządzenia są koniecznie połączone szeregowo z cewką rozruchową

Zapewni to niezawodną ochronę przed przeciążeniem urządzeń elektrycznych. W przypadku niedopuszczalnego przekroczenia wartości granicznych prądu element przekaźnikowy otworzy obwód, natychmiast odłączając MP i silnik od źródła zasilania.

Podłączenie i instalacja przekaźnika termicznego z reguły odbywa się wraz z rozrusznikiem magnetycznym przeznaczonym do przełączania i uruchamiania napędu elektrycznego. Istnieją jednak typy montowane na szynie DIN lub specjalnym panelu.

Subtelności regulacji elementów przekaźnikowych

Jednym z głównych wymagań dla urządzeń zabezpieczających silnik jest precyzyjne działanie urządzeń w przypadku awaryjnego działania silnika. Bardzo ważne jest, aby wybrać go poprawnie i dostosować ustawienia, ponieważ fałszywe alarmy są absolutnie niedopuszczalne.

Przekaźnik elektrotermiczny, który jest optymalnie dostosowany do określonego typu silnika we wszystkich parametrach technicznych, jest w stanie zapewnić niezawodną ochronę przed przeciążeniami w każdej fazie, zapobiec opóźnionemu uruchomieniu instalacji i zapobiec wypadkom z zablokowaniem wirnika

Wśród zalet stosowania prądowych elementów zabezpieczających należy również zauważyć dość dużą prędkość i szeroki zakres reakcji, łatwość instalacji. Aby zapewnić terminowe wyłączenie silnika elektrycznego podczas przeciążenia, przekaźnik zabezpieczenia termicznego należy skonfigurować na specjalnej platformie / stojaku.

W takim przypadku niedokładność jest eliminowana z powodu naturalnego nierównomiernego rozproszenia prądów znamionowych w NE. Aby sprawdzić urządzenie ochronne na stojaku, stosuje się metodę obciążeń obojętnych.

Prąd elektryczny niskiego napięcia przepływa przez termoparę w celu symulacji rzeczywistego obciążenia cieplnego. Następnie dokładny czas reakcji jest dokładnie określany przez timer.

Podczas konfigurowania podstawowych parametrów należy dążyć do następujących wskaźników:

• przy 1,5-krotności prądu urządzenie musi wyłączyć silnik po 150 s;
• przy 5 ... 6-krotnym prądzie, powinien wyłączyć silnik po 10 s.

Jeśli czas reakcji jest nieprawidłowy, element przekaźnikowy należy wyregulować za pomocą śruby sterującej.

Aby zapewnić prawidłowe działanie, absolutnie konieczne jest dostrojenie urządzenia do najwyższego dopuszczalnego prądu elektrycznego silnika i temperatury powietrza

Odbywa się to w przypadkach, w których wartości prądu znamionowego NE i silnika są różne, a także gdy temperatura otoczenia jest niższa od nominalnej (+40 ºC) o więcej niż 10 stopni Celsjusza.

Prąd odpowiedzi przełącznika elektrotermicznego zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury wokół przedmiotowego obiektu, ponieważ ogrzewanie paska bimetalicznego zależy od tego parametru. Przy znacznych różnicach konieczna jest dalsza regulacja TP lub wybranie bardziej odpowiedniej termopary.

Ostre wahania wskaźników temperatury znacznie wpływają na działanie przekaźnika prądowego. Dlatego bardzo ważne jest, aby wybrać NE, który jest w stanie skutecznie wykonywać podstawowe funkcje, biorąc pod uwagę rzeczywiste wartości.

TR zaleca się umieszczać w jednym pomieszczeniu z chronioną instalacją elektryczną. Nie wolno ich montować w pobliżu generatorów ciepła, pieców grzewczych lub innych źródeł ciepła.

Przekaźniki z kompensacją temperatury nie zawierają tych ograniczeń. Bieżące ustawienie urządzenia ochronnego można regulować w zakresie 0,75-1,25x od wartości prądu znamionowego termopary. Konfiguracja odbywa się etapami.

Najpierw obliczyć poprawkę E.₁ bez kompensacji temperatury:

E₁= (I_nom-I_ne) / c × I_ne,

Gdzie

• Ja_nom - prąd znamionowy obciążenia silnika,
• Ja_ne - prąd znamionowy pracującego elementu grzejnego w przekaźniku,
• c jest ceną podziału skali, czyli ekscentryczną (c = 0,055 dla starterów chronionych, c = 0,05 dla otwartych).

Następnym krokiem jest ustalenie poprawki E.₂ temperatura otoczenia:

E₂= (t_a)-30)/10,

Gdzie t_a) (temperatura otoczenia) - temperatura otoczenia w stopniach Celsjusza.

Ostatnim krokiem jest znalezienie całkowitej korekty:

E = e₁+ E₂.

Całkowita korekcja E może być oznaczona znakiem „+” lub „-”. Jeżeli wynikiem jest wartość ułamkowa, należy ją zaokrąglić do najbliższej całości w kierunku mniejszego / większego modułu, w zależności od charakteru bieżącego obciążenia.

Aby skonfigurować przekaźnik, ekscentryczny jest przenoszony do uzyskanej wartości całkowitej korekcji. Wysoka temperatura reakcji zmniejsza zależność urządzenia ochronnego od wskaźników zewnętrznych.

Przekaźnik zabezpieczenia termicznego umożliwia ręczną płynną regulację prądu roboczego urządzenia w zakresie ± 25% prądu znamionowego instalacji elektromechanicznej

Regulacja tych wskaźników odbywa się za pomocą specjalnej dźwigni, której ruch zmienia początkowe zgięcie płyty bimetalicznej. Ustawienie prądu roboczego w szerszym zakresie odbywa się poprzez wymianę termopar.

W nowoczesnych urządzeniach przełączających do ochrony przed przeciążeniem znajduje się przycisk testowy, który pozwala sprawdzić stan urządzenia bez specjalnego stojaka. Istnieje również klucz do zresetowania wszystkich ustawień. Możesz je zresetować automatycznie lub ręcznie. Ponadto produkt jest wyposażony we wskaźnik bieżącego stanu urządzenia.

Oznaczenie przekaźnika termicznego

Urządzenia ochronne dobierane są w zależności od wartości mocy silnika elektrycznego. Główna część kluczowych cech jest ukryta w symbolu.

Jest to oznaczenie przekaźników termicznych zakładu KEAZ. Ważne jest, aby zdecydować się zwrócić uwagę na wartość prądu znamionowego danego modelu, aby był on wystarczający

Nacisk należy położyć na pewne punkty:

1. Zakres wartości ustawionych prądów (wskazanych w nawiasach) różni się minimalnie dla różnych producentów.
2. Oznaczenia literowe dla określonego rodzaju wykonania mogą się różnić.
3. Wydajność klimatyczna często służy jako zakres. Na przykład UHL3O4 należy czytać w następujący sposób: UHL3-O4.

Dzisiaj możesz kupić różne warianty instrumentów: przekaźniki na prąd przemienny i stały, monostabilne i bistabilne, urządzenia ze spowolnieniem po włączeniu / wyłączeniu, przekaźniki zabezpieczenia termicznego z elementami przyspieszającymi, TR bez uzwojenia podtrzymującego, z jednym lub kilkoma uzwojeniami.

Parametry te nie zawsze są wyświetlane na etykietach urządzeń, ale muszą być wskazane w karcie danych produktów elektrycznych.

Dzięki urządzeniu poznają odmiany i oznakowanie przekaźnika elektromagnetycznego następny artykułz którymi zalecamy się zapoznać.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Urządzenie i zasada działania przekaźnika prądowego do skutecznej ochrony silnika elektrycznego na przykładzie urządzenia PTT 32P:

Właściwa ochrona przed przeciążeniem i zanikiem fazy jest kluczem do długiej bezawaryjnej pracy silnika elektrycznego. Film o tym, jak reaguje element przekaźnikowy w przypadku nienormalnej pracy mechanizmu:

Jak podłączyć urządzenie termiczne do MP, schematy obwodu przekaźnika elektrotermicznego:

Przekaźnik termiczny jest niezbędnym elementem funkcjonalnym każdego układu sterowania napędem. Reaguje na prąd płynący do silnika i jest aktywowany, gdy temperatura instalacji elektromechanicznej osiągnie wartości graniczne. Umożliwia to przedłużenie żywotności przyjaznych środowisku silników elektrycznych.

Proszę pisać komentarze w bloku poniżej. Powiedz nam, jak wybrałeś i skonfigurowałeś przekaźnik termiczny dla własnego silnika elektrycznego. Dziel się użytecznymi informacjami, zadawaj pytania, publikuj zdjęcia na temat artykułu.