Termisk relé: driftsprinsipp, typer, koblingsskjema + justering og merking

Holdbarheten og driftssikkerheten til enhver installasjon med en elektrisk motor avhenger av ulike faktorer. Imidlertid påvirker strømoverbelastninger motorens levetid betydelig.For å advare dem er et termisk relé tilkoblet, som beskytter hovedarbeidselementet til den elektriske maskinen.

Vi vil fortelle deg hvordan du velger en enhet som forutsier de forestående nødsituasjonene når de maksimalt tillatte strømverdiene overskrides. Artikkelen vi presenterte beskriver operasjonsprinsippet, gir varianter og deres egenskaper. Det gis råd om tilkobling og riktig konfigurasjon.

Hvorfor er det nødvendig med verneutstyr?

Selv om den elektriske stasjonen er riktig utformet og brukt uten å bryte de grunnleggende driftsreglene, er det alltid en mulighet for funksjonsfeil.

Nøddriftsmoduser inkluderer enfase- og flerfasekortslutninger, termisk overbelastning av elektrisk utstyr, blokkering av rotoren og ødeleggelse av lagerenheten, fasetap.

Ved drift under høy belastning bruker en elektrisk motor en enorm mengde strøm. Og når merkespenningen regelmessig overskrides, varmes utstyret opp intenst.

Som et resultat slites isolasjonen raskt ut, noe som fører til en betydelig reduksjon i levetiden til elektromekaniske installasjoner. For å eliminere slike situasjoner er et termisk beskyttelsesrelé koblet til den elektriske strømkretsen. Hovedfunksjonen deres er å sikre normal drift av forbrukere.

De slår av motoren med en viss tidsforsinkelse, og i noen tilfeller umiddelbart, for å forhindre ødeleggelse av isolasjon eller skade på individuelle deler av den elektriske installasjonen.

Strømreléet beskytter konstant den elektriske motoren mot fasefeil og teknologiske overbelastninger, samt rotorbremsing. Dette er hovedårsakene til at nødsituasjoner oppstår

For å forhindre en reduksjon i isolasjonsmotstanden brukes beskyttende avstengningsenheter, men hvis oppgaven er å forhindre kjølesvikt, kobles spesielle enheter med innebygd termisk beskyttelse.

Design og prinsipp for drift av TR

Strukturelt sett er et standard elektrotermisk relé en liten enhet som består av en følsom bimetallplate, en varmespole, et spak-fjærsystem og elektriske kontakter.

En bimetallplate er laget av to forskjellige metaller, vanligvis Invar og krom-nikkelstål, fast forbundet med en sveiseprosess. Ett metall har en høyere temperaturutvidelseskoeffisient enn et annet, så de varmes opp med forskjellige hastigheter.

Under en strømoverbelastning bøyer den ufikserte delen av platen seg mot materialet med en lavere termisk ekspansjonskoeffisient. Dette utøver en kraft på kontaktsystemet i beskyttelsesanordningen og aktiverer avstengning av den elektriske installasjonen i tilfelle overoppheting.

De fleste modeller av mekaniske termiske reléer har to grupper av kontakter. Ett par er normalt åpent, det andre er permanent lukket. Når beskyttelsesanordningen utløses, endres tilstanden til kontaktene. De første lukkes, og de andre blir åpne.

Elektroniske TR-er bruker spesielle sensorer og følsomme sonder som reagerer på økt strøm.Mikroprosessoren til slike beskyttelsesenheter er programmert med parametere som bestemmer situasjoner når det er nødvendig å slå av strømforsyningen

Strømmen detekteres av en integrert transformator, hvoretter elektronikken behandler de mottatte dataene. Hvis gjeldende verdi for øyeblikket er større enn innstillingen, overføres pulsen umiddelbart direkte til bryteren.

Ved å åpne den eksterne kontaktoren blokkerer reléet med en elektronisk mekanisme lasten. Selv termisk relé for elektrisk motor installert på kontaktoren.

Den bimetalliske stripen kan varmes opp direkte - på grunn av påvirkningen av topplaststrømmen på metallstripen eller indirekte ved hjelp av et separat termoelement. Ofte er disse prinsippene kombinert i en termisk beskyttelsesanordning. Med kombinert oppvarming har enheten bedre ytelsesegenskaper.

Etter avkjøling går platen tilbake til sin opprinnelige tilstand. Bytte kontakter lukkes automatisk, eller du må tvinge dem til en lukket tilstand

Grunnleggende egenskaper for et strømrelé

Hovedkarakteristikken til en termisk beskyttelsesbryter er den uttalte avhengigheten av responstiden på strømmen som strømmer gjennom den - jo større verdi, jo raskere vil den fungere. Dette indikerer en viss treghet til reléelementet.

Rettet bevegelse av ladningsbærerpartikler gjennom enhver elektrisk enhet, sirkulasjonspumpe og en elektrisk kjele som genererer varme. Ved merkestrøm har dens tillatte varighet en tendens til uendelig.

Og ved verdier som overstiger de nominelle verdiene, øker temperaturen i utstyret, noe som fører til for tidlig slitasje på isolasjonen.

En ødelagt krets blokkerer øyeblikkelig ytterligere temperaturøkninger.Dette gjør det mulig å forhindre overoppheting av motoren og forhindre nødsvikt i den elektriske installasjonen.

Den nominelle belastningen til selve motoren er en nøkkelfaktor for valg av enhet. En indikator i området 1,2-1,3 indikerer vellykket drift med en strømoverbelastning på 30 % over en tidsperiode på 1200 sekunder.

Varigheten av overbelastningen kan påvirke tilstanden til elektrisk utstyr negativt - med en kortvarig eksponering på 5-10 minutter varmer bare motorviklingen, som har en liten masse, opp. Og hvis det varer lenge, varmes hele motoren opp, noe som kan føre til alvorlig skade. Eller det kan til og med være nødvendig å erstatte utbrent utstyr med nytt.

For å beskytte objektet så mye som mulig mot overbelastning, bør du bruke et termisk beskyttelsesrelé spesielt for det, hvis responstid vil tilsvare de maksimalt tillatte overbelastningsverdiene til en bestemt elektrisk motor.

I praksis samle spenningskontrollrelé for hver type motor er upraktisk. Ett reléelement brukes til å beskytte motorer av ulike design. Samtidig er det umulig å garantere pålitelig beskyttelse over hele driftsintervallet begrenset av minimums- og maksimumsbelastningen.

En økning i strømindikatorer fører ikke umiddelbart til en farlig nødsituasjon for utstyret. Det vil ta litt tid før rotoren og statoren når sin maksimale temperatur.

Derfor er det ikke absolutt nødvendig for beskyttelsesanordningen å reagere på hver, selv liten, strømøkning. Reléet skal bare slå av den elektriske motoren i tilfeller der det er fare for rask slitasje på isolasjonslaget.

Typer termiske beskyttelsesreleer

Det finnes flere typer releer for å beskytte elektriske motorer mot fasefeil og strømoverbelastning. De er alle forskjellige i designfunksjoner, typen MP som brukes og deres bruk i forskjellige motorer.

TRP. Enpolet koblingsenhet med kombinert varmesystem. Designet for å beskytte asynkrone trefasede elektriske motorer mot strømoverbelastning. TRP brukes i likestrømsnettverk med en grunnspenning under normale driftsforhold på ikke mer enn 440 V. Den er motstandsdyktig mot vibrasjoner og støt.

RTL. Sørg for motorbeskyttelse i følgende tilfeller:

• når en av de tre fasene svikter;
• asymmetri av strømmer og overbelastninger;
• forsinket start;
• blokkering av aktuatoren.

De kan installeres med KRL-terminaler separat fra magnetiske startere eller monteres direkte på PML. Monteres på standard skinner, beskyttelsesklasse – IP20.

PTT. De beskytter asynkrone trefasemaskiner med en ekorn-burrotor fra en forsinket start av mekanismen, langvarig overbelastning og asymmetri, det vil si faseubalanse.

RTT-er kan brukes som komponenter i forskjellige elektriske styrekretser, så vel som for integrering i PMA-seriestartere

TRN. To-fase brytere som styrer oppstarten av en elektrisk installasjon og driftsmodusen til motoren. De er praktisk talt uavhengige av omgivelsestemperaturen, de har bare et system for manuelt å returnere kontaktene til utgangstilstanden. De kan brukes i DC-nettverk.

RTI. Elektriske koblingsenheter med konstant, om enn lite, strømforbruk. Montert på kontaktorer i KMI-serien. Samarbeid med sikringer/automatiske brytere.

Solid State strømreleer. De er små trefasede elektroniske enheter uten bevegelige deler.

De opererer etter prinsippet om å beregne gjennomsnittsverdiene for motortemperaturer, for dette formålet overvåker drifts- og startstrømmen kontinuerlig. De er ugjennomtrengelige for endringer i miljøet, og brukes derfor i farlige områder.

RTK. Startbrytere for temperaturkontroll i elektrisk utstyrshus. De brukes i automasjonskretser der termiske reléer fungerer som komponenter.

For å sikre pålitelig drift av elektrisk utstyr, må reléelementet ha slike egenskaper som følsomhet og hastighet, samt selektivitet

Det er viktig å huske at ingen av enhetene diskutert ovenfor er egnet for å beskytte kretser mot kortslutninger.

Termiske beskyttelsesanordninger forhindrer bare nødsituasjoner som oppstår under unormal drift av mekanismen eller overbelastning.

Elektrisk utstyr kan brenne ut selv før releet begynner å fungere. For omfattende beskyttelse må de suppleres med sikringer eller kompakte effektbrytere i modulær design.

Tilkobling, justering og merking

Overbelastningsbryteren, i motsetning til en elektrisk effektbryter, bryter ikke strømkretsen direkte, men sender bare et signal om å midlertidig stenge anlegget i nødmodus. Dens normalt svitsjede kontakt fungerer som en kontaktor "stopp"-knapp og er koblet i en seriekrets.

Enhetskoblingsskjema

I relédesignet er det ikke nødvendig å gjenta absolutt alle funksjonene til strømkontaktene ved vellykket drift, siden den er koblet direkte til MP. Denne utformingen gir betydelige besparelser i materialer for strømkontakter. Det er mye lettere å koble en liten strøm i kontrollkretsen enn å umiddelbart koble fra tre faser med en stor.

I mange ordninger for å koble et termisk relé til et objekt, brukes en permanent lukket kontakt. Den er koblet i serie med "stopp"-knappen på kontrollpanelet og er betegnet NC - normalt lukket, eller NC - normalkoblet.

En åpen kontakt med et slikt opplegg kan brukes til å starte driften av termisk beskyttelse. Tilkoblingsskjemaer for elektriske motorer der et termisk beskyttelsesrelé er tilkoblet kan variere betydelig avhengig av tilstedeværelsen av tilleggsenheter eller tekniske funksjoner.

I en standard enkel krets er TP koblet til utgangen til en lavspentstarter på en elektrisk motor. Ytterligere kontakter til enheten må kobles i serie med startspolen

Dette vil gi pålitelig beskyttelse mot overbelastning av elektrisk utstyr. I tilfelle uakseptabelt overskridelse av gjeldende grenseverdier, vil reléelementet åpne kretsen, og umiddelbart koble MP og motoren fra strømforsyningen.

Tilkobling og installasjon av et termisk relé utføres som regel sammen med en magnetisk starter designet for å bytte og starte en elektrisk stasjon. Det finnes imidlertid typer som monteres på DIN-skinne eller spesialpanel.

Finesser av justering av reléelementer

Et av hovedkravene til elektriske motorverninnretninger er den nøyaktige driften av enhetene i tilfelle nøddrift av motoren. Det er veldig viktig å velge den riktig og justere innstillingene, siden falske positiver er absolutt uakseptable.

Et elektrotermisk relé, som er optimalt egnet til en bestemt type motor i alle tekniske parametere, er i stand til å gi pålitelig beskyttelse mot overbelastning i hver fase, forhindre en forlenget start av installasjonen og forhindre nødsituasjoner med blokkering av rotoren

Blant fordelene med å bruke strømbeskyttelseselementer, bør man også merke seg en ganske høy hastighet og et bredt responsområde, og enkel installasjon. For å sikre rettidig stans av den elektriske motoren under overbelastning, må termisk beskyttelsesrelé konfigureres på en spesiell plattform/stativ.

I dette tilfellet elimineres unøyaktighet på grunn av den naturlige ujevne spredningen av merkestrømmer i NE. For å teste beskyttelsesanordningen på en benk, brukes den fiktive belastningsmetoden.

En elektrisk strøm med redusert spenning føres gjennom termoelementet for å simulere den faktiske termiske belastningen. Etter dette bestemmes den nøyaktige driftstiden nøyaktig ved hjelp av timeren.

Når du setter opp grunnleggende parametere, bør du strebe etter følgende indikatorer:

• ved 1,5 ganger strømmen, bør enheten slå av motoren etter 150 s;
• ved 5...6 ganger strømmen skal den slå av motoren etter 10 s.

Dersom responstiden ikke er riktig, må reléelementet justeres med styreskruen.

For korrekt drift er det nødvendig å stille inn enheten til den høyeste tillatte elektriske strømmen til motoren og lufttemperaturen

Dette gjøres i tilfeller der de nominelle strømverdiene til NE og motoren er forskjellige, så vel som hvis omgivelsestemperaturen er under den nominelle (+40 ºC) med mer enn 10 grader Celsius.

Driftsstrømmen til den elektrotermiske bryteren avtar med økende temperatur rundt det aktuelle objektet, siden oppvarmingen av den bimetalliske stripen avhenger av denne parameteren. Hvis det er betydelige forskjeller, er det nødvendig å justere termoelementet ytterligere eller velge et mer passende termoelement.

Skarpe temperatursvingninger påvirker i stor grad ytelsen til det nåværende reléet. Derfor er det svært viktig å velge en NE som effektivt kan utføre grunnleggende funksjoner, under hensyntagen til reelle verdier.

Det anbefales å plassere TR i samme rom som den beskyttede elektriske installasjonen. De bør ikke installeres i nærheten av varmegeneratorer, varmeovner og andre varmekilder.

Disse begrensningene gjelder ikke for temperaturkompenserte releer. Strøminnstillingen til beskyttelsesanordningen kan justeres i området 0,75-1,25x fra termoelementets merkestrøm. Oppsettet gjøres i etapper.

Først og fremst beregnes korreksjonen E₁ uten temperaturkompensasjon:

E₁=(jeg_{ingen m}-JEG_ne)/c×I_ne,

Hvor

• Jeg_{ingen m} – nominell motorlaststrøm,
• Jeg_ne – merkestrømmen til det fungerende varmeelementet i reléet,
• c er prisen på skalainndelingen, det vil si den eksentriske (c=0,055 for beskyttede startere, c=0,05 for åpne).

Det neste trinnet er å bestemme E-korreksjonen₂ til omgivelsestemperatur:

E₂=(t_en-30)/10,

Hvor t_en (omgivelsestemperatur) – omgivelsestemperatur i grader Celsius.

Den siste fasen er å finne den totale korreksjonen:

E=E₁+E₂.

Den totale korreksjonen E kan være med et "+" eller "-" tegn.Hvis resultatet er en brøkverdi, må den rundes ned til et helt tall nedover/større i størrelse, avhengig av den aktuelle belastningens art.

For å justere reléet, overføres eksentrikken til den resulterende verdien av den totale korreksjonen. En høy responstemperatur reduserer avhengigheten av driften av beskyttelsesanordningen på eksterne indikatorer.

Det termiske beskyttelsesreléet tillater manuell jevn justering av enhetens driftsstrøm innenfor ±25 % av merkestrømmen til den elektromekaniske installasjonen

Justeringen av disse indikatorene utføres av en spesiell spak, hvis bevegelse endrer den første bøyningen av bimetallplaten. Driftsstrømmen kan justeres over et større område ved å bytte ut termoelementene.

Moderne bryterenheter for overbelastningsbeskyttelse har en testknapp som lar deg sjekke enhetens brukbarhet uten et spesielt stativ. Det er også en nøkkel for å tilbakestille alle innstillinger. De kan tilbakestilles automatisk eller manuelt. I tillegg er produktet utstyrt med en indikator for gjeldende tilstand til det elektriske apparatet.

Merking av elektrotermiske releer

Beskyttelsesinnretninger velges avhengig av kraften til den elektriske motoren. Hoveddelen av nøkkelegenskapene er skjult i symbolet.

Slik ser merkingen av termiske reléer fra KEAZ-anlegget ut. Ved valg er det viktig å ta hensyn til merkestrømmen til den aktuelle modellen slik at den er tilstrekkelig

Du bør fokusere på visse punkter:

1. Området for innstilling av gjeldende verdier (angitt i parentes) varierer minimalt mellom forskjellige produsenter.
2. Bokstavbetegnelsene for en bestemt type utførelse kan variere.
3. Klimaytelse presenteres ofte i form av en rekkevidde.For eksempel bør UHL3O4 leses som følger: UHL3-O4.

I dag kan du kjøpe en rekke enhetsvarianter: releer for vekselstrøm og likestrøm, monostabile og bistabile, enheter med retardasjon når de slås på/av, termiske beskyttelsesreleer med akselererende elementer, termiske beskyttelsesreleer uten holdevikling, med en vikling eller flere .

Disse parameterne vises ikke alltid i merkingen av enheter, men må angis i databladet for elektriske produkter.

Gjør deg kjent med strukturen, typene og merkingene til elektromagnetiske reléer neste artikkel, som vi anbefaler at du gjør deg kjent med.

Konklusjoner og nyttig video om temaet

Utformingen og prinsippet for drift av et strømrelé for effektiv beskyttelse av en elektrisk motor ved å bruke eksemplet med RTT 32P-enheten:

Riktig beskyttelse mot overbelastning og fasefeil er nøkkelen til langsiktig problemfri drift av en elektrisk motor. Video om hvordan reléelementet reagerer ved unormal drift av mekanismen:

Hvordan koble en termisk beskyttelsesenhet til en MP, kretsdiagrammer for et elektrotermisk relé:

Termisk overbelastningsbeskyttelsesrelé er et obligatorisk funksjonselement i ethvert elektrisk styresystem. Den reagerer på strømmen som går til motoren og aktiveres når temperaturen på den elektromekaniske installasjonen når grenseverdiene. Dette gjør det mulig å maksimere levetiden til miljøvennlige elektriske motorer.

Skriv kommentarer i blokken nedenfor. Fortell oss hvordan du valgte og konfigurerte et termisk relé for din egen elektriske motor. Del nyttig informasjon, still spørsmål, legg ut bilder relatert til emnet for artikkelen.