Tepelné relé: princip činnosti, typy, schéma zapojení + seřízení a označení

Trvanlivost a provozní spolehlivost každé instalace s elektromotorem závisí na různých faktorech. Proudové přetížení však výrazně ovlivňuje životnost motoru.Pro jejich varování je připojeno tepelné relé, které chrání hlavní pracovní prvek elektrického stroje.

Řekneme vám, jak vybrat zařízení, které předpovídá hrozící nouzové situace při překročení maximálních přípustných hodnot proudu. Článek, který jsme představili, popisuje princip fungování, poskytuje odrůdy a jejich vlastnosti. Jsou uvedeny rady ohledně připojení a správné konfigurace.

Proč jsou potřebná ochranná zařízení?

I když je elektropohon správně navržen a používán bez porušení základních provozních pravidel, vždy existuje možnost poruch.

Nouzové provozní režimy zahrnují jednofázové a vícefázové zkraty, tepelná přetížení elektrických zařízení, zaseknutí rotoru a zničení ložiskové jednotky, ztrátu fáze.

Při provozu při vysokém zatížení spotřebovává elektromotor obrovské množství elektřiny. A když je jmenovité napětí pravidelně překračováno, zařízení se intenzivně zahřívá.

V důsledku toho se izolace rychle opotřebovává, což vede k výraznému snížení životnosti elektromechanických instalací. K odstranění takových situací je k obvodu elektrického proudu připojeno tepelné ochranné relé. Jejich hlavní funkcí je zajistit normální provoz spotřebitelů.

Vypínají motor s určitým časovým zpožděním a v některých případech okamžitě, aby nedošlo ke zničení izolace nebo poškození jednotlivých částí elektroinstalace.

Proudové relé neustále chrání elektromotor před výpadkem fáze a technologickým přetížením a také před brzděním rotoru. To jsou hlavní důvody, proč dochází k mimořádným situacím

Aby se zabránilo poklesu izolačního odporu, používají se ochranná vypínací zařízení, ale pokud je úkolem zabránit selhání chlazení, jsou připojena speciální zařízení s vestavěnou tepelnou ochranou.

Konstrukce a princip činnosti TR

Strukturálně je standardní elektrotepelné relé malé zařízení, které se skládá z citlivé bimetalové desky, topné spirály, systému páka-pružina a elektrických kontaktů.

Bimetalová deska je vyrobena ze dvou odlišných kovů, obvykle invaru a chromniklové oceli, pevně spojených dohromady procesem svařování. Jeden kov má vyšší teplotní koeficient roztažnosti než jiný, takže se zahřívají různou rychlostí.

Při proudovém přetížení se nepevná část desky ohne směrem k materiálu s nižším koeficientem tepelné roztažnosti. To působí silou na kontaktní systém v ochranném zařízení a aktivuje vypnutí elektroinstalace v případě přehřátí.

Většina modelů mechanických tepelných relé má dvě skupiny kontaktů. Jeden pár je normálně otevřený, druhý trvale uzavřený. Při aktivaci ochranného zařízení se změní stav kontaktů. První se zavřou a druhé se otevřou.

Elektronické TR používají speciální senzory a citlivé sondy, které reagují na zvýšený proud.Mikroprocesor takových ochranných zařízení je naprogramován parametry, které určují situace, kdy je nutné vypnout napájení

Proud je detekován integrovaným transformátorem, poté elektronika zpracuje přijatá data. Pokud je aktuální hodnota vyšší než nastavená hodnota, impuls je okamžitě přenesen přímo do spínače.

Rozpojením externího stykače relé s elektronickým mechanismem zablokuje zátěž. Já tepelné relé pro elektromotor nainstalovaný na stykači.

Bimetalový pásek lze ohřívat přímo – vlivem špičkového zatěžovacího proudu na kovový pásek nebo nepřímo pomocí samostatného termočlánku. Často jsou tyto principy kombinovány v jednom zařízení tepelné ochrany. Při kombinovaném ohřevu má zařízení lepší výkonové charakteristiky.

Po vychladnutí se deska vrátí do původního stavu. Spínací kontakty se automaticky sepnou nebo je musíte do sepnutého stavu přinutit

Základní charakteristiky proudového relé

Hlavní charakteristikou spínače tepelné ochrany je výrazná závislost doby odezvy na proudu, který jím protéká - čím větší hodnota, tím rychleji bude fungovat. To ukazuje na určitou setrvačnost reléového prvku.

Řízený pohyb částic nosiče náboje přes jakékoli elektrické zařízení, oběhové čerpadlo a elektrokotel, který vyrábí teplo. Při jmenovitém proudu má jeho přípustné trvání tendenci k nekonečnu.

A při hodnotách překračujících jmenovité hodnoty se teplota v zařízení zvyšuje, což vede k předčasnému opotřebení izolace.

Přerušený obvod okamžitě zablokuje další zvýšení teploty.To umožňuje zabránit přehřátí motoru a zabránit havarijnímu selhání elektroinstalace.

Jmenovité zatížení samotného motoru je klíčovým faktorem určujícím výběr zařízení. Indikátor v rozsahu 1,2-1,3 indikuje úspěšný provoz s proudovým přetížením 30 % po dobu 1200 sekund.

Doba trvání přetížení může negativně ovlivnit stav elektrického zařízení - při krátkodobé expozici 5-10 minut se zahřívá pouze vinutí motoru, které má malou hmotnost. A pokud to trvá dlouho, celý motor se zahřívá, což může vést k vážnému poškození. Nebo může být dokonce nutné vyměnit vyhořelé zařízení za nové.

Abyste objekt co nejvíce ochránili před přetížením, měli byste použít speciálně pro něj tepelné ochranné relé, jehož doba odezvy bude odpovídat maximálnímu povolenému přetížení konkrétního elektromotoru.

V praxi sbírejte relé regulace napětí pro každý typ motoru je nepraktické. Jeden reléový prvek slouží k ochraně motorů různých provedení. Zároveň není možné zaručit spolehlivou ochranu po celý provozní interval omezený minimální a maximální zátěží.

Zvýšení proudových indikátorů nevede okamžitě k nebezpečnému havarijnímu stavu zařízení. Než rotor a stator dosáhnou maximální teploty, bude to nějakou dobu trvat.

Není tedy bezpodmínečně nutné, aby ochranné zařízení reagovalo na každé, byť nepatrné zvýšení proudu. Relé by mělo vypínat elektromotor pouze v případech, kdy hrozí nebezpečí rychlého opotřebení izolační vrstvy.

Typy tepelných ochranných relé

Existuje několik typů relé pro ochranu elektromotorů před výpadkem fáze a proudovým přetížením. Všechny se liší konstrukčními prvky, typem použitého MP a jejich použitím v různých motorech.

TRP. Jednopólové spínací zařízení s kombinovaným topným systémem. Navrženo k ochraně asynchronních třífázových elektromotorů před proudovým přetížením. TRP se používá ve stejnosměrných napájecích sítích se základním napětím za normálních provozních podmínek nejvýše 440 V. Je odolný vůči vibracím a otřesům.

RTL. Zajistěte ochranu motoru v následujících případech:

• když jedna ze tří fází selže;
• asymetrie proudů a přetížení;
• opožděný start;
• zablokování pohonu.

Mohou být instalovány se svorkami KRL odděleně od magnetických startérů nebo namontovány přímo na PML. Instaluje se na standardní typové lišty, třída ochrany – IP20.

PTT. Chrání asynchronní třífázové stroje s rotorem nakrátko před zpožděným rozběhem mechanismu, dlouhodobým přetížením a asymetrií, tedy fázovou nevyvážeností.

RTT lze použít jako komponenty v různých řídicích obvodech elektrického pohonu a také pro integraci do spouštěčů řady PMA

TRN. Dvoufázové spínače, které řídí spouštění elektroinstalace a provozní režim motoru. Jsou prakticky nezávislé na okolní teplotě, mají pouze systém ručního navracení kontaktů do výchozího stavu. Mohou být použity v DC sítích.

RTI. Elektrická spínací zařízení s konstantní, i když malou spotřebou elektrické energie. Montuje se na stykače řady KMI. Spolupracujte s pojistkami/automatické spínače.

Polovodičová proudová relé. Jsou to malá třífázová elektronická zařízení bez pohyblivých částí.

Fungují na principu výpočtu průměrných hodnot teplot motoru, za tím účelem neustále sledují provozní a startovací proud. Jsou odolné vůči změnám prostředí, a proto se používají v nebezpečných oblastech.

RTK. Spouštěcí spínače pro regulaci teploty v krytech elektrických zařízení. Používají se v automatizačních obvodech, kde tepelná relé fungují jako součástky.

Aby byl zajištěn spolehlivý provoz elektrického zařízení, musí mít reléový prvek takové vlastnosti, jako je citlivost a rychlost, stejně jako selektivita

Je důležité si uvědomit, že žádné z výše uvedených zařízení není vhodné pro ochranu obvodů před zkratem.

Tepelná ochranná zařízení zabraňují pouze nouzovým stavům, které nastanou při abnormální činnosti mechanismu nebo přetížení.

Elektrické zařízení může vyhořet ještě dříve, než relé začne fungovat. Pro komplexní ochranu je nutno doplnit pojistkami nebo kompaktními jističi modulární konstrukce.

Připojení, seřízení a značení

Spínací zařízení při přetížení, na rozdíl od elektrického jističe, nepřeruší přímo napájecí obvod, ale pouze vyšle signál k dočasnému odstavení zařízení v nouzovém režimu. Jeho normálně spínaný kontakt funguje jako tlačítko „stop“ stykače a je zapojen do sériového obvodu.

Schéma připojení zařízení

V provedení relé není nutné po úspěšném provozu opakovat absolutně všechny funkce výkonových kontaktů, protože je připojeno přímo k MP. Tato konstrukce umožňuje výrazné úspory materiálů pro silové kontakty. Je mnohem jednodušší zapojit malý proud do řídicího obvodu, než okamžitě odpojit tři fáze velkým.

V mnoha schématech pro připojení tepelného relé k objektu se používá trvale uzavřený kontakt. Je zapojen do série s tlačítkem „stop“ na ovládacím panelu a je označen NC - normálně zavřeno, nebo NC - normálně připojeno.

Otevřený kontakt s takovým schématem lze použít k zahájení činnosti tepelné ochrany. Schémata připojení pro elektromotory, ve kterých je připojeno tepelné ochranné relé, se mohou výrazně lišit v závislosti na přítomnosti dalších zařízení nebo technických vlastností.

Ve standardním jednoduchém zapojení je TP připojen k výstupu nízkonapěťového spouštěče na elektromotoru. Další kontakty zařízení musí být zapojeny do série s cívkou startéru

To zajistí spolehlivou ochranu proti přetížení elektrických zařízení. V případě nepřijatelného překročení limitních hodnot proudu reléový prvek otevře obvod a okamžitě odpojí MP a motor od napájení.

Připojení a instalace tepelného relé se zpravidla provádí společně s magnetickým spouštěčem určeným pro spínání a spouštění elektrického pohonu. Existují však typy, které se montují na DIN lištu nebo speciální panel.

Jemnosti seřizovacích reléových prvků

Jedním z hlavních požadavků na ochranná zařízení elektromotoru je přesná činnost zařízení v případě nouzového provozu motoru. Je velmi důležité jej správně vybrat a upravit nastavení, protože falešné poplachy jsou absolutně nepřijatelné.

Elektrotepelné relé, které se ve všech technických parametrech optimálně hodí pro konkrétní typ motoru, je schopno zajistit spolehlivou ochranu proti přetížení v každé fázi, zabránit zdlouhavému rozběhu instalace a zabránit nouzovým situacím se zablokováním rotoru.

Mezi výhody použití prvků proudové ochrany je třeba poznamenat také poměrně vysokou rychlost a široký rozsah odezvy a snadnou instalaci. Aby bylo zajištěno včasné vypnutí elektromotoru při přetížení, musí být tepelné ochranné relé nakonfigurováno na speciální platformě/stojánku.

V tomto případě je eliminována nepřesnost způsobená přirozeným nerovnoměrným šířením jmenovitých proudů v SV. Pro testování ochranného zařízení na pracovním stole se používá metoda fiktivního zatížení.

Termočlánkem prochází elektrický proud se sníženým napětím, aby se simulovalo skutečné tepelné zatížení. Poté je pomocí časovače přesně stanovena přesná doba provozu.

Při nastavování základních parametrů byste se měli snažit o následující indikátory:

• při 1,5násobku proudu by zařízení mělo vypnout motor po 150 s;
• při 5...6násobku proudu by měl motor po 10s vypnout.

Pokud není doba odezvy správná, je nutné seřídit reléový prvek pomocí ovládacího šroubu.

Pro správnou funkci je nutné nastavit zařízení na nejvyšší přípustný elektrický proud motoru a teplotu vzduchu

To se provádí v případech, kdy se hodnoty jmenovitého proudu NE a motoru liší, a také pokud je okolní teplota pod nominální (+40 ºC) o více než 10 stupňů Celsia.

Pracovní proud elektrotermického spínače klesá s rostoucí teplotou v okolí daného objektu, protože na tomto parametru závisí ohřev bimetalového pásku. Pokud jsou výrazné rozdíly, je nutné termočlánek dále upravit nebo zvolit vhodnější termočlánek.

Ostré kolísání teploty značně ovlivňuje výkon proudového relé. Proto je velmi důležité vybrat NE, který dokáže efektivně plnit základní funkce s přihlédnutím ke skutečným hodnotám.

TR se doporučuje umístit do stejné místnosti jako chráněná elektroinstalace. Neměly by být instalovány v blízkosti generátorů tepla, topných pecí a jiných zdrojů tepla.

Tato omezení se nevztahují na teplotně kompenzovaná relé. Nastavení proudu ochranného zařízení lze upravit v rozsahu 0,75-1,25x od jmenovitého proudu termočlánku. Nastavení se provádí po etapách.

Nejprve se vypočítá korekce E₁ bez teplotní kompenzace:

E₁=(I_nom-Já_ne)/c×I_ne,

Kde

• já_nom – jmenovitý zatěžovací proud motoru,
• já_ne – jmenovitý proud pracovního topného tělesa v relé,
• c je cena dílku stupnice, tedy excentru (c=0,055 pro chráněné startéry, c=0,05 pro otevřené).

Dalším krokem je stanovení E korekce₂ na okolní teplotu:

E₂=(t_A-30)/10,

Kde t_A (okolní teplota) – okolní teplota ve stupních Celsia.

Poslední fází je nalezení celkové opravy:

E=E₁+E₂.

Celková korekce E může být se znaménkem „+“ nebo „-“.Pokud je výsledkem zlomková hodnota, musí být zaokrouhlena dolů na celé číslo směrem dolů/větší v závislosti na povaze aktuální zátěže.

Pro seřízení relé se excentr přenese na výslednou hodnotu celkové korekce. Vysoká reakční teplota snižuje závislost činnosti ochranného zařízení na externích indikátorech.

Tepelné ochranné relé umožňuje ruční plynulé nastavení provozního proudu zařízení v rozmezí ±25 % jmenovitého proudu elektromechanické instalace

Nastavení těchto indikátorů se provádí speciální pákou, jejíž pohyb mění počáteční ohyb bimetalové desky. Provozní proud lze upravit v širším rozsahu výměnou termočlánků.

Moderní spínací zařízení ochrany proti přetížení mají testovací tlačítko, které umožňuje zkontrolovat provozuschopnost zařízení bez speciálního stojanu. Nechybí ani klávesa pro resetování všech nastavení. Mohou být resetovány automaticky nebo ručně. Výrobek je navíc vybaven indikátorem aktuálního stavu elektrospotřebiče.

Značení elektrotepelných relé

Ochranná zařízení se volí v závislosti na výkonu elektromotoru. Hlavní část klíčových charakteristik je skryta v symbolu.

Tak vypadá značení tepelných relé ze závodu KEAZ. Při výběru je důležité dbát na jmenovitý proud daného modelu, aby byl dostatečný

Měli byste se zaměřit na určité body:

1. Rozsah hodnot nastavení proudu (uvedený v závorce) se u různých výrobců liší minimálně.
2. Označení písmen pro konkrétní typ provedení se mohou lišit.
3. Klimatická výkonnost je často prezentována ve formě rozsahu.Například UHL3O4 je třeba číst takto: UHL3-O4.

Dnes si můžete koupit různé varianty zařízení: relé na střídavý a stejnosměrný proud, monostabilní a bistabilní, zařízení s doběhem při zapnutí/vypnutí, relé tepelné ochrany s urychlovacími prvky, relé tepelné ochrany bez přídržného vinutí, s jedním nebo několika vinutími .

Tyto parametry nejsou vždy uvedeny v označení zařízení, ale musí být uvedeny v datovém listu elektrických výrobků.

Seznamte se se strukturou, typy a značením elektromagnetických relé další článek, se kterým se doporučujeme seznámit.

Závěry a užitečné video k tématu

Konstrukce a princip činnosti proudového relé pro účinnou ochranu elektromotoru na příkladu zařízení RTT 32P:

Správná ochrana proti přetížení a výpadku fáze je klíčem k dlouhodobému bezporuchovému provozu elektromotoru. Video o tom, jak reléový prvek reaguje v případě abnormálního provozu mechanismu:

Jak připojit zařízení tepelné ochrany k MP, schémata zapojení elektrotepelného relé:

Tepelné relé ochrany proti přetížení je povinným funkčním prvkem každého řídicího systému elektrického pohonu. Reaguje na proud procházející motorem a aktivuje se, když teplota elektromechanické instalace dosáhne mezních hodnot. To umožňuje maximalizovat životnost ekologických elektromotorů.

Komentáře pište do bloku níže. Řekněte nám, jak jste vybrali a nakonfigurovali tepelné relé pro svůj vlastní elektromotor. Sdílejte užitečné informace, ptejte se, zveřejňujte fotografie související s tématem článku.