Tepelné relé pro elektromotor: princip činnosti, zařízení, jak si vybrat

Při provozu energetického zařízení je neustále vystaveno proudovému přetížení, které snižuje jeho životnost.Ochranou v takových situacích je tepelné relé pro elektromotor, které při neobvyklých okolnostech vypne napájení.

Doporučujeme, abyste pochopili konstrukci, princip fungování, typy a nuance připojení ochranných zařízení. Kromě toho vám řekneme, jaké parametry a vlastnosti je třeba vzít v úvahu při výběru tepelného relé.

Návrh tepelných relé

Tepelná relé všech typů mají podobné zařízení. Nejdůležitějším prvkem každého z nich je citlivý bimetalový pásek.

Hodnota pracovního proudu je ovlivněna teplotou prostředí, ve kterém relé pracuje. Zvýšení teploty zkracuje dobu odezvy.

Pro minimalizaci tohoto vlivu volí vývojáři zařízení nejvyšší možnou teplotu bimetalu. Za stejným účelem jsou některá relé vybavena přídavnou kompenzační deskou.

Zařízení se skládá z pouzdra, nichromového ohřívače, bimetalové desky, západky, šroubu, páky, pohyblivého kontaktu a vratného tlačítka (+)

Pokud jsou v provedení relé zahrnuty nichromové ohřívače, jsou zapojeny v paralelním, sériovém nebo paralelně sériovém obvodu s deskou.

Hodnota proudu v bimetalu je regulována pomocí bočníků. Všechny části jsou zabudovány do těla. Bimetalový prvek ve tvaru U je upevněn na ose.

Vinutá pružina spočívá na jednom konci desky. Druhý konec je založen na vyváženém izolačním bloku, který se otáčí kolem osy a je podpěrou pro kontaktní můstek vybavený stříbrnými kontakty.

Pro koordinaci nastavovacího proudu je bimetalová deska připojena svým levým koncem k jejímu mechanismu. K seřízení dochází vlivem na primární deformaci desky.

Pokud se velikost přetěžovacích proudů rovná nebo je větší než nastavená hodnota, izolační blok se vlivem desky otáčí. Při jeho převrácení se normálně sepnutý kontakt zařízení vypne.

Tepelné relé TRT v sekci. Zde jsou hlavními prvky: pouzdro (1), nastavovací mechanismus (2), tlačítko (3), osa (4), stříbrné kontakty (5), kontaktní můstek (6), izolační blok (7), pružina (8), deska bimetalová (9), osa (10)

Relé se automaticky vrátí do původní polohy. Proces automatického návratu netrvá déle než 3 minuty od okamžiku zapnutí ochrany. Ruční reset je také možný, k tomu je k dispozici speciální tlačítko Reset.

Při použití zařízení zaujme svou původní polohu za 1 minutu. Tlačítko aktivujete otáčením proti směru hodinových ručiček, dokud se nezvedne nad tělo. Instalační proud je obvykle indikován na panelu.

Princip činnosti zařízení

Plní ochrannou funkci, jistič odpojí napájecí obvody. Tepelné relé se od něj liší tím, že při překročení zátěže jednoduše vydá řídicí signál. S takovou ochranou se spínají malé proudy v jednom řídicím obvodu.

V obvodu před tepelným relé je magnetický spínač. Při nouzovém otevření obvodů není potřeba duplikovat činnost stykače. V důsledku toho se na výrobu skupin silových kontaktů nespotřebovává žádný materiál.

Nejoblíbenější jsou zařízení vybavená bimetalovými deskami. Samotná deska se skládá ze dvou podobných prvků.

Jeden z nich má významný teplotní koeficient, zatímco druhý má o něco menší. Tyto dvě součásti do sebe těsně zapadají.

Vzhledem k tomu, že součásti bimetalového pásku jsou vyrobeny z páru různých kovů s nestejnými koeficienty roztažnosti, zahřívání způsobuje jeho ohýbání a interakci s kontakty.

Takové pevné upevnění je zajištěno svařováním nebo válcováním za tepla. Vzhledem k tomu, že deska je nehybně upevněna, při zahřátí se ohýbá směrem k prvku s nižším teplotním koeficientem. Tento princip byl vzat jako základ při tvorbě tepelná relé.

Při jejich výrobě se používá chromniklová ocel a nemagnetická ocel, které mají vysoký teplotní koeficient. Jako materiál s nízkou hodnotou tohoto parametru se používá invar, sloučenina niklu a železa.

Tepelné relé pracuje podle tohoto schématu. Volný konec bimetalové desky, když se ohýbá, ovlivňuje kontakty tepelného relé (+)

Bimetalová deska je zahřívána zátěžovými proudy. Nejčastěji protékají speciálním ohřívačem. Existuje také kombinované vytápění, při kterém se bimetal kromě tepla vydávaného ohřívačem ohřívá i procházejícím proudem.

Jak připojit tepelné relé

Sepnutý kontakt (normálně zapojen), který se používá k připojení tepelného modulu k magnetickému spouštěči, je označen NC nebo NC, což znamená normálně zavřený. Kombinace písmen NO označuje normálně otevřený kontakt.

V jednoduchém obvodu se používá k poskytování signálu indikujícího, že se ochrana motoru aktivovala kvůli překročení prahové teploty.

Při implementaci do komplexních řídicích obvodů je schopen generovat nouzový signál pro deaktivaci dopravníku.

Tepelné relé je umístěno za stykači, ale před elektromotorem. Připojení normálního kontaktu connectde k tlačítku „Stop“ na ovládacím panelu se provádí podle sekvenčního obvodu (+)

Označení svorek stykače je diktováno GOST: normálně uzavřeno - 95-96, normálně otevřeno - 97-98. K prvnímu páru je připojen startér, druhý slouží pro signalizační obvody. Protože motor a tepelné relé musí být chráněny před zkraty, obvod musí obsahovat jistič.

Obvod zařízení obsahuje tlačítka „Test“ a „Stop“ nebo „Reset“. První slouží ke kontrole funkčnosti a druhý slouží k ručnímu vypnutí ochrany.

Pomocí otočného napínacího spínače se po zapnutí ochrany elektromotor restartuje. Skleněný kryt výrobku je označen a zapečetěn.

Na základě typu připojení lze rozlišit dvě velké skupiny tepelných relé:

• první skupina - zařízení namontovaná za magnetickým startérem a zařízení připojená pomocí propojek;
• druhá skupina — zařízení instalovaná přímo na stykač spouštěče.

V druhém případě, během spouštění, hlavní zátěž dopadá na stykač.Zde je tepelný modul vybaven měděnými kontakty připojenými přímo ke startovacím vstupům.

Schéma tepelného relé. Jsou na něm vyznačena označení ovládacích prvků a výstupů. Tato označení se mohou u různých modelů lišit (+)

Vodiče od motoru jsou připojeny k TP. Samotné relé v takovém obvodu představuje mezilehlou jednotku, která analyzuje proud tekoucí při přechodu do motoru z magnetického spouštěče.

Nuance při instalaci zařízení

Rychlost odezvy tepelného modulu může být ovlivněna nejen proudovým přetížením, ale také externími indikátory teploty. Ochrana bude fungovat i bez přetížení.

Stává se také, že pod vlivem nuceného větrání je motor vystaven tepelnému přetížení, ale ochrana nefunguje.

Abyste se vyhnuli takovým jevům, musíte dodržovat doporučení odborníků:

1. Při výběru relé se zaměřte na maximální přípustnou provozní teplotu.
2. Nainstalujte ochranu ve stejné místnosti jako chráněný objekt.
3. Pro instalaci zvolte místa, kde nejsou žádné zdroje tepla ani ventilační zařízení.
4. Tepelný modul musíte nakonfigurovat na základě skutečné okolní teploty.
5. Nejlepší možností je mít v konstrukci relé zabudovanou tepelnou kompenzaci.

Další možností tepelného relé je ochrana v případě výpadku fáze nebo úplného výpadku napájení. U třífázových motorů je tento bod obzvláště důležitý.

Proud v tepelném relé prochází postupně jeho topným modulem a dále k motoru. Zařízení je připojeno k vinutí startéru pomocí dalších kontaktů (+)

Pokud je problém v jedné fázi, další dvě odebírají větší proud. Výsledkem je rychlé přehřátí a následné vypnutí.Pokud relé nepracuje efektivně, může selhat motor i kabeláž.

Stávající typy zařízení

Třída tepelných relé zahrnuje několik typů: TRN, RTL, TRP, RTI, RTT. Použití každého je určeno konstrukčními prvky.

Dvoufázové proudové relé (TRN), se používají především pro elektrickou ochranu asynchronních motorů s rotorem nakrátko. Zpravidla pracují ze sítě s jmenovitým napětím do 500 V, frekvencí 50 Hz.

Relé je vybaveno ručním kontaktním ovládacím mechanismem. Rozměry TRN umožňují jejich integraci do kompletních zařízení uzavřených i otevřených stanic, které koordinují činnost pohonů. Funkci ochrany proti zkratu neplní a samy ji potřebují.

TRP relé Mají mechanismus odolný proti vibracím a tělo odolné proti nárazům. Navrženo pro ochranu asynchronních třífázových motorů pracujících v podmínkách velkého mechanického zatížení.

Jsou navrženy pro maximální proud 600 A a maximální napětí 500 V a v obvodech se stejnosměrným proudem - 440 V. Automatika je necitlivá na vnější teplotu a funguje, když indikátor překročí 200 °C.

RTL zařízení — třífázový, kromě ochrany motoru před přetížením, chrání rotor před zaseknutím. Pojišťují jej proti poškození v případě fázové nerovnováhy při delším spouštění.

Pracují autonomně se svorkovnicemi KRL a v modifikaci s magnetickým startérem PML. Aktuální provozní rozsah - od 0,10 do 86 A.

Stykač spárovaný s tepelným relé. Když je zařízení spuštěno, normálně zavřené a normálně otevřené kontakty mění svou polohu synchronně

PTT — zařízení chrání asynchronní motory před proudovými rázy, fázovou nesymetrií, rušením a jinými nouzovými situacemi.Používá se jak jako samostatné zařízení, tak jako nedílná součást startérů PMA a PME.

Třífázový produkt RTI vybavený stejnými funkcemi jako předchozí, ale používá se v modifikaci se startéry KTM a KMI.

Jak vybrat tepelné relé

Motor potřebuje relé pro ochranu, když z technologických důvodů hrozí potenciální přetížení. Druhým případem je potřeba omezit dobu rozběhu za podmínek sníženého napětí.

Tyto požadavky jsou obsaženy v příslušných pokynech. Která stanoví požadavek na vybavení ochranného přípravku s časovou prodlevou. To vše je realizováno pomocí tepelných relé.

Základní charakteristiky zařízení

Základní údaje zařízení chránícího motor jsou:

1. Výkon kontaktu v závislosti na aktuálních parametrech - ukazatel čas-proud.
2. Provozní proud, při kterém se spouští TP.
3. Omezte úpravy nastavení proudu. U všech zařízení vyráběných různými výrobci se tento parametr mírně liší. Překročení jmenovité hodnoty o 20 % znamená provoz zařízení po 25 minutách.
4. Jmenovitá hodnota proudu pracovní bimetalové desky. To se týká hodnoty, nad kterou relé okamžitě nevypne.
5. Proudový rozsah, ve kterém relé pracuje.

Informace o tepelném relé lze získat dešifrováním jeho označení. Symbol označující typ provedení se může lišit.

Stykač spárovaný s tepelným relé. Když je zařízení spuštěno, normálně zavřené a normálně otevřené kontakty synchronně změní svou polohu (+)

Umístění domácích TP upravuje GOST 15150.Jejich provoz je ovlivněn faktory, jako je nadmořská výška, vibrace, otřesy a zrychlení.

Výrobci odrážejí všechny tyto nuance v označování svých produktů. Některé z nich navíc obsahují informace o schopnosti pracovat v přítomnosti škodlivých látek a výbušných plynů.

Výběr zařízení podle pravidel

Požadavky na tepelné relé jsou uvedeny v návodu. Je zde také stanoveno, že ochrana musí mít časové zpoždění. Všechny požadavky jsou plněny pomocí speciálních zařízení.

Časově-proudové charakteristiky TR a chráněného motoru. Při zkratových proudech se topné články relé stanou tepelně nestabilními (+)

Při analýze časově-proudových charakteristik TR je nutné vzít v úvahu, že provoz může nastat z přehřátého nebo studeného stavu.

Bezchybná ochrana předpokládá, že křivka znázorňující optimální závislost doby toku proudu na hodnotě proudu pro relé a motor pro bezporuchový provoz zařízení je odlišná. První by měla být nižší než druhá.

V tabulce jsou uvedeny technické vlastnosti tepelného relé typu RTL. Pomocí něj můžete vybrat ochranné zařízení s potřebnými parametry pro výkon motoru (+)

Správný výběr ochranného produktu se provádí na základě takového parametru, jako je provozní jmenovitý proud. Jeho hodnota souvisí se jmenovitým zatěžovacím proudem elektromotoru.

Mezinárodní i domácí normy stanoví, že jmenovitý proud motoru je podobný nastavení provozního proudu tepelného relé.

To znamená, že zařízení je uvedeno do provozu při přetížení 20 až 30 % nebo při Iav.x1,2 nebo 1,3 nejpozději do 20 minut.

Na základě toho je třeba provést volbu tak, aby neprovozní proud TR převyšoval jmenovitý proud zakrytého objektu v průměru o 12 %. Hodnota In je zobrazena v pasu zařízení a na štítku připevněném k tělu.

Na jeho základě se vybere TR i jemu odpovídající startér. Stupnice relé je kalibrována v ampérech a zpravidla odpovídá nastavené hodnotě proudu.

Příkladem je výběr tepelného relé pro asynchronní motor připojený do sítě 380 V o výkonu 1,5 kW.

Provozní jmenovitý proud pro něj je 2,8 A, což znamená, že pro tepelné relé bude prahový proud roven: 1,2 * 2,8 = 3,36 A. Podle tabulky by měl být výběr proveden na RTL-1008, jehož rozsah nastavení je v rozmezí 2,4 až 4 A.

Když je ochrana spuštěna, nejprve odstraní hlavní příčinu zastavení a poté vrátí „ohřívač“ do původního stavu pomocí tlačítka návratu

Pokud nejsou údaje na typovém štítku motoru známy, určí se proud pomocí speciálních zařízení - proudové kleště nebo multimetru s příslušnou možností. Měření se provádějí v každé z fází.

Při výběru je důležité věnovat pozornost napětí uvedenému na zařízení. Pokud plánujete použít tandem TP-starter, musíte vzít v úvahu počet kontaktů.

Při připojení zařízení do třífázové sítě je nutný modul, který má ochrannou funkci pro případy vyhoření vodiče nebo nesymetrie fáze.

Závěry a užitečné video k tématu

Účinné schéma ochrany motoru:

Součásti tepelného relé:

Princip interakce mezi různými zařízeními v různých možnostech připojení pro tepelné relé je stejný. Pro lepší orientaci ve schématech je potřeba umět „číst“ označení zařízení.V ideálním případě by všechny spojovací práce měl provádět technik certifikovaný pro práci v podmínkách vysokého napětí.

Máte co dodat, nebo máte dotazy k výběru a použití tepelného relé? K publikaci můžete zanechat komentáře, účastnit se diskusí a sdílet své vlastní zkušenosti s používáním zařízení. Kontaktní formulář se nachází ve spodním bloku.