Termiskt relä: funktionsprincip, typer, anslutningsschema + justering och märkning

Hållbarheten och driftsäkerheten för alla installationer med en elmotor beror på olika faktorer. Strömöverbelastningar påverkar dock motorns livslängd avsevärt.För att varna dem är ett termiskt relä anslutet, vilket skyddar den elektriska maskinens huvudarbetselement.

Vi kommer att berätta hur du väljer en enhet som förutsäger de förestående nödsituationerna när de maximalt tillåtna strömvärdena överskrids. Artikeln vi presenterade beskriver driftprincipen, ger sorter och deras egenskaper. Råd om anslutning och korrekt konfiguration ges.

Varför behövs skyddsanordningar?

Även om den elektriska drivenheten är korrekt utformad och använd utan att bryta mot de grundläggande driftreglerna, finns det alltid risk för funktionsfel.

Nöddriftslägen inkluderar enfasiga och flerfasiga kortslutningar, termiska överbelastningar av elektrisk utrustning, blockering av rotorn och förstörelse av lagerenheten, fasförlust.

Vid drift under hög belastning förbrukar en elmotor en enorm mängd elektricitet. Och när märkspänningen regelbundet överskrids, värms utrustningen upp intensivt.

Som ett resultat av detta slits isoleringen snabbt ut, vilket leder till en betydande minskning av livslängden för elektromekaniska installationer. För att eliminera sådana situationer är ett termiskt skyddsrelä anslutet till den elektriska strömkretsen. Deras huvudsakliga funktion är att säkerställa normal drift av konsumenterna.

De stänger av motorn med en viss tidsfördröjning, och i vissa fall omedelbart, för att förhindra förstörelse av isolering eller skador på enskilda delar av den elektriska installationen.

Strömreläet skyddar ständigt elmotorn från fasfel och tekniska överbelastningar, såväl som rotorbromsning. Dessa är huvudorsakerna till att nödsituationer uppstår

För att förhindra en minskning av isolationsmotståndet används skyddande avstängningsanordningar, men om uppgiften är att förhindra kylningsfel ansluts speciella anordningar med inbyggt termiskt skydd.

Utformning och funktionsprincip för TR:n

Strukturellt sett är ett standard elektrotermiskt relä en liten enhet som består av en känslig bimetallisk platta, en värmeslinga, ett spak-fjädersystem och elektriska kontakter.

En bimetallisk platta är gjord av två olika metaller, vanligtvis Invar och krom-nickelstål, som är ordentligt sammanfogade genom en svetsprocess. En metall har en högre temperaturutvidgningskoefficient än en annan, så de värms upp i olika hastigheter.

Under en strömöverbelastning böjer den ofixade delen av plattan mot materialet med en lägre termisk expansionskoefficient. Detta utövar en kraft på kontaktsystemet i skyddsanordningen och aktiverar avstängning av den elektriska installationen vid överhettning.

De flesta modeller av mekaniska termiska reläer har två grupper av kontakter. Ett par är normalt öppet, det andra är permanent stängt. När skyddsanordningen utlöses ändras kontakternas tillstånd. De första stänger och de andra blir öppna.

Elektroniska TR:er använder speciella sensorer och känsliga sonder som svarar på ökad ström.Mikroprocessorn för sådana skyddsanordningar är programmerad med parametrar som bestämmer situationer när det är nödvändigt att stänga av strömförsörjningen

Strömmen detekteras av en integrerad transformator, varefter elektroniken bearbetar mottagna data. Om det aktuella värdet för närvarande är större än inställningen, överförs pulsen direkt till omkopplaren.

Genom att öppna den externa kontaktorn blockerar reläet med en elektronisk mekanism belastningen. Själv termiskt relä för elmotor installerad på kontaktorn.

Bimetallremsan kan värmas upp direkt - på grund av inverkan av toppbelastningsströmmen på metallremsan eller indirekt med ett separat termoelement. Ofta kombineras dessa principer i en termisk skyddsanordning. Med kombinerad uppvärmning har enheten bättre prestandaegenskaper.

Efter kylning återgår plattan till sitt ursprungliga tillstånd. Byte av kontakter stängs automatiskt eller så måste du tvinga dem till ett stängt tillstånd

Grundläggande egenskaper hos ett strömrelä

Det huvudsakliga kännetecknet för en termisk skyddsomkopplare är det uttalade beroendet av svarstiden på strömmen som flyter genom den - ju högre värde, desto snabbare kommer den att fungera. Detta indikerar en viss tröghet hos reläelementet.

Riktad rörelse av laddningsbärarpartiklar genom alla elektriska enheter, cirkulationspump och en elpanna som alstrar värme. Vid märkström tenderar dess tillåtna varaktighet att vara oändlig.

Och vid värden som överstiger de nominella värdena ökar temperaturen i utrustningen, vilket leder till för tidigt slitage av isoleringen.

En bruten krets blockerar omedelbart ytterligare temperaturökningar.Detta gör det möjligt att förhindra överhettning av motorn och förhindra nödfel i den elektriska installationen.

Den nominella belastningen på själva motorn är en nyckelfaktor som avgör valet av enhet. En indikator i intervallet 1,2-1,3 indikerar framgångsrik drift med en strömöverbelastning på 30 % under en tidsperiod på 1200 sekunder.

Överbelastningens varaktighet kan negativt påverka tillståndet hos elektrisk utrustning - med en kortvarig exponering på 5-10 minuter värms endast motorlindningen, som har en liten massa, upp. Och om det varar länge, värms hela motorn upp, vilket kan leda till allvarliga skador. Eller så kan det till och med bli nödvändigt att byta ut utbränd utrustning mot ny.

För att skydda objektet så mycket som möjligt från överbelastning bör du använda ett termiskt skyddsrelä specifikt för det, vars svarstid kommer att motsvara de maximalt tillåtna överbelastningsvärdena för en viss elmotor.

I praktiken samla spänningskontrollrelä för varje typ av motor är opraktiskt. Ett reläelement används för att skydda motorer av olika utförande. Samtidigt är det omöjligt att garantera tillförlitligt skydd över hela driftintervallet begränsat av minsta och maximala belastning.

En ökning av nuvarande indikatorer leder inte omedelbart till ett farligt nödläge för utrustningen. Det kommer att ta lite tid innan rotorn och statorn når sin maximala temperatur.

Därför är det inte absolut nödvändigt att skyddsanordningen reagerar på varje, till och med liten, ökning av strömmen. Reläet bör endast stänga av elmotorn i de fall då det finns risk för snabbt slitage av isoleringsskiktet.

Typer av termiska skyddsreläer

Det finns flera typer av reläer för att skydda elmotorer från fasbortfall och strömöverbelastningar. De skiljer sig alla åt i designegenskaper, vilken typ av MP som används och deras användning i olika motorer.

TRP. Enpolig kopplingsanordning med kombinerat värmesystem. Designad för att skydda asynkrona trefasiga elmotorer från strömöverbelastningar. TRP används i likströmsnät med en basspänning under normala driftsförhållanden på högst 440 V. Den är resistent mot vibrationer och stötar.

RTL. Ge motorskydd i följande fall:

• när en av de tre faserna misslyckas;
• asymmetri av strömmar och överbelastningar;
• försenad start;
• blockering av ställdonet.

De kan installeras med KRL-terminaler separat från magnetstartare eller monteras direkt på PML. Monteras på standardskenor, skyddsklass – IP20.

PTT. De skyddar asynkrona trefasmaskiner med en ekorrburrotor från en fördröjd start av mekanismen, långvarig överbelastning och asymmetri, det vill säga fasobalans.

RTT:er kan användas som komponenter i olika elektriska drivkretsar, såväl som för integrering i PMA-seriestartare

TRN. Tvåfasbrytare som styr uppstarten av en elektrisk installation och motorns driftläge. De är praktiskt taget oberoende av omgivningstemperaturen, de har bara ett system för att manuellt återföra kontakterna till sitt ursprungliga tillstånd. De kan användas i DC-nätverk.

RTI. Elektriska kopplingsanordningar med konstant, om än liten, elförbrukning. Monteras på kontaktorer i KMI-serien. Arbeta tillsammans med säkringar/automatiska omkopplare.

Solid State strömreläer. De är små trefas elektroniska enheter utan rörliga delar.

De arbetar enligt principen att beräkna medelvärdena för motortemperaturer, för detta ändamål övervakar ständigt drift- och startströmmen. De är ogenomträngliga för förändringar i miljön och används därför i farliga områden.

RTK. Startomkopplare för temperaturkontroll i elektriska utrustningshöljen. De används i automationskretsar där termiska reläer fungerar som komponenter.

För att säkerställa tillförlitlig drift av elektrisk utrustning måste reläelementet ha sådana egenskaper som känslighet och hastighet, såväl som selektivitet

Det är viktigt att komma ihåg att ingen av de ovan diskuterade enheterna är lämpliga för att skydda kretsar från kortslutning.

Termiska skyddsanordningar förhindrar endast nödsituationer som uppstår under onormal drift av mekanismen eller överbelastning.

Elektrisk utrustning kan brinna ut redan innan reläet börjar fungera. För ett heltäckande skydd måste de kompletteras med säkringar eller kompakta brytare i modulär design.

Anslutning, justering och märkning

Överbelastningsbrytaren bryter, till skillnad från en elektrisk strömbrytare, inte strömkretsen direkt, utan skickar bara en signal om att tillfälligt stänga av anläggningen i nödläge. Dess normalt kopplade kontakt fungerar som en kontaktor "stopp"-knapp och är ansluten i en seriekrets.

Anslutningsschema för enheten

I relädesignen finns det inget behov av att upprepa absolut alla funktioner för effektkontakterna vid framgångsrik drift, eftersom den är ansluten direkt till MP. Denna design möjliggör betydande besparingar i material för kraftkontakter. Det är mycket lättare att koppla en liten ström i styrkretsen än att omedelbart koppla bort tre faser med en stor.

I många scheman för att ansluta ett termiskt relä till ett objekt används en permanent stängd kontakt. Den är ansluten i serie med "stopp"-knappen på kontrollpanelen och betecknas NC - normalt stängd, eller NC - normalansluten.

En öppen kontakt med ett sådant schema kan användas för att initiera driften av termiskt skydd. Anslutningsscheman för elmotorer där ett termiskt skyddsrelä är anslutet kan variera avsevärt beroende på närvaron av ytterligare enheter eller tekniska egenskaper.

I en vanlig enkel krets är TP ansluten till utgången av en lågspänningsstartare på en elmotor. Ytterligare kontakter på enheten måste anslutas i serie med startspolen

Detta ger tillförlitligt skydd mot överbelastning av elektrisk utrustning. I händelse av oacceptabelt överskridande av nuvarande gränsvärden kommer reläelementet att öppna kretsen och omedelbart koppla bort MP och motorn från strömförsörjningen.

Anslutningen och installationen av ett termiskt relä utförs som regel tillsammans med en magnetstartare utformad för att byta och starta en elektrisk drivning. Det finns dock typer som monteras på en DIN-skena eller en speciell panel.

Finesser av justerande reläelement

Ett av huvudkraven för elektriska motorskyddsanordningar är den exakta driften av enheterna i händelse av nöddrift av motorn. Det är mycket viktigt att välja det korrekt och justera inställningarna, eftersom falska positiva är absolut oacceptabla.

Ett elektrotermiskt relä, som är optimalt lämpat för en specifik motortyp i alla tekniska parametrar, kan ge ett tillförlitligt skydd mot överbelastning i varje fas, förhindra en förlängd start av installationen och förhindra nödsituationer med blockering av rotorn

Bland fördelarna med att använda strömskyddselement bör man också notera en ganska hög hastighet och ett brett svarsområde och enkel installation. För att säkerställa snabb avstängning av elmotorn under överbelastning måste termoskyddsreläet konfigureras på en speciell plattform/stativ.

I detta fall elimineras felaktigheter på grund av den naturliga ojämna spridningen av märkströmmar i NE. För att testa skyddsanordningen på en bänk används den fiktiva belastningsmetoden.

En elektrisk ström med reducerad spänning leds genom termoelementet för att simulera den faktiska termiska belastningen. Efter detta bestäms den exakta drifttiden exakt med hjälp av timern.

När du ställer in grundläggande parametrar bör du sträva efter följande indikatorer:

• vid 1,5 gånger strömmen bör enheten stänga av motorn efter 150 s;
• vid 5...6 gånger strömmen bör den stänga av motorn efter 10 s.

Om svarstiden inte är korrekt måste reläelementet justeras med manöverskruven.

För korrekt drift är det nödvändigt att ställa in enheten på högsta tillåtna elektriska ström för motorn och lufttemperaturen

Detta görs i de fall där de nominella strömvärdena för NE och motorn skiljer sig åt, såväl som om omgivningstemperaturen är under den nominella (+40 ºC) med mer än 10 grader Celsius.

Driftströmmen för den elektrotermiska omkopplaren minskar med ökande temperatur runt objektet i fråga, eftersom uppvärmningen av bimetallremsan beror på denna parameter. Om det finns betydande skillnader är det nödvändigt att ytterligare justera termoelementet eller välja ett mer lämpligt termoelement.

Kraftiga temperaturfluktuationer påverkar i hög grad prestandan hos det aktuella reläet. Därför är det mycket viktigt att välja en NE som effektivt kan utföra grundläggande funktioner, med hänsyn till verkliga värden.

Det rekommenderas att placera TR:n i samma rum som den skyddade elinstallationen. De bör inte installeras nära värmegeneratorer, värmeugnar och andra värmekällor.

Dessa begränsningar gäller inte temperaturkompenserade reläer. Ströminställningen för skyddsanordningen kan justeras i intervallet 0,75-1,25x från termoelementets märkström. Installationen görs i etapper.

Först och främst beräknas korrigeringen E₁ utan temperaturkompensation:

E₁=(Jag_nom-Jag_ne)/c×I_ne,

Var

• jag_nom – märkmotorbelastningsström,
• jag_ne – märkström för det fungerande värmeelementet i reläet,
• c är priset på skalindelningen, det vill säga excentriken (c=0,055 för skyddade starter, c=0,05 för öppna).

Nästa steg är att fastställa E-korrigeringen₂ till omgivningstemperatur:

E₂=(t_a-30)/10,

Där t_a (omgivningstemperatur) – omgivningstemperatur i grader Celsius.

Det sista steget är att hitta den totala korrigeringen:

E=E₁+E₂.

Den totala korrigeringen E kan vara med ett "+" eller "-" tecken.Om resultatet är ett bråktal måste det avrundas nedåt till ett heltal nedåt/större i storlek, beroende på den aktuella lastens karaktär.

För att justera reläet överförs excentern till det resulterande värdet av den totala korrigeringen. En hög reaktionstemperatur minskar beroendet av skyddsanordningens funktion på externa indikatorer.

Det termiska skyddsreläet tillåter manuell mjuk justering av enhetens driftström inom ±25 % av den elektromekaniska installationens märkström

Justeringen av dessa indikatorer utförs av en speciell spak, vars rörelse ändrar den initiala böjningen av den bimetalliska plattan. Driftströmmen kan justeras över ett bredare område genom att byta ut termoelementen.

Moderna överbelastningsskyddsbrytare har en testknapp som gör att du kan kontrollera enhetens användbarhet utan ett speciellt stativ. Det finns också en nyckel för att återställa alla inställningar. De kan återställas automatiskt eller manuellt. Dessutom är produkten utrustad med en indikator för den elektriska apparatens nuvarande tillstånd.

Märkning av elektrotermiska reläer

Skyddsanordningar väljs beroende på elmotorns effekt. Huvuddelen av nyckelegenskaperna är gömd i symbolen.

Så här ser märkningen av termiska reläer från KEAZ-anläggningen ut. Vid val är det viktigt att vara uppmärksam på den aktuella modellens märkström så att den räcker

Du bör fokusera på vissa punkter:

1. Området för inställning av aktuella värden (anges inom parentes) varierar minimalt mellan olika tillverkare.
2. Bokstavsbeteckningarna för en specifik typ av utförande kan variera.
3. Klimatprestanda presenteras ofta i form av ett intervall.Till exempel ska UHL3O4 läsas på följande sätt: UHL3-O4.

Idag kan du köpa en mängd olika enhetsvarianter: reläer för växel- och likström, monostabila och bistabila, enheter med retardation vid på/av, termiska skyddsreläer med accelererande element, termiska skyddsreläer utan hålllindning, med en eller flera lindningar .

Dessa parametrar visas inte alltid i märkningen av enheter, utan måste anges i databladet för elektriska produkter.

Bekanta dig med elektromagnetiska reläers struktur, typer och märkningar nästa artikel, som vi rekommenderar att du bekantar dig med.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Konstruktionen och funktionsprincipen för ett strömrelä för effektivt skydd av en elmotor med hjälp av exemplet på RTT 32P-enheten:

Rätt skydd mot överbelastning och fasavbrott är nyckeln till långvarig problemfri drift av en elmotor. Video om hur reläelementet reagerar vid onormal drift av mekanismen:

Hur man ansluter en termisk skyddsenhet till en MP, kretsscheman för ett elektrotermiskt relä:

Termiskt överbelastningsskyddsrelä är ett obligatoriskt funktionselement i alla elektriska drivsystem. Den reagerar på strömmen som passerar till motorn och aktiveras när temperaturen på den elektromekaniska installationen når sina gränsvärden. Detta gör det möjligt att maximera livslängden på miljövänliga elmotorer.

Skriv gärna kommentarer i blocket nedan. Berätta för oss hur du valde och konfigurerade ett termiskt relä för din egen elmotor. Dela användbar information, ställ frågor, posta fotografier relaterade till ämnet för artikeln.