Princip činnosti a schéma zapojení tepelného relé

Ochrana elektromotorů, magnetických startérů a dalších zařízení před zátěží, která způsobuje přehřátí, se provádí pomocí speciálních tepelných ochranných zařízení. Abyste mohli správně vybrat model tepelné ochrany, musíte znát jeho princip fungování, zařízení a hlavní kritéria výběru.

Zařízení a princip činnosti

Tepelné relé (TR) je určeno k ochraně elektromotorů před přehřátím a předčasným selháním. Při dlouhodobém startu podléhá elektromotor proudovým přetížením, protože. při spouštění se spotřebuje sedminásobek proudu, což vede k ohřevu vinutí. Jmenovitý proud (In) - proud spotřebovaný motorem během provozu. Navíc TR zvyšuje životnost elektrického zařízení.

Tepelné relé, jehož zařízení se skládá z nejjednodušších prvků:

1. tepelně citlivý prvek.
2. Kontakt se sebe-návratem.
3. Kontakty.
4. Jaro.
5. Bimetalový vodič ve formě desky.
6. Knoflík.
7. Regulátor nastaveného proudu.

Teplotně citlivý prvek je teplotní senzor používaný k přenosu tepla na bimetalovou desku nebo jiný tepelný ochranný prvek. Kontakt se samočinným zpětným chodem umožňuje při zahřátí okamžitě otevřít napájecí obvod elektrického spotřebiče, aby se zabránilo přehřátí.

Deska se skládá ze dvou typů kovu (bimetal), z nichž jeden má vysoký koeficient tepelné roztažnosti (Kp). Spojují se k sobě svařováním nebo válcováním při vysokých teplotách. Při zahřátí se deska tepelné ochrany ohne směrem k materiálu s nižším Kp a po ochlazení deska zaujme svou původní polohu. V zásadě jsou desky vyrobeny z Invaru (nižší Kp) a nemagnetické nebo chromniklové oceli (vyšší Kp).

Tlačítkem se zapne TR, regulátor nastavení proudu je nutný pro nastavení optimální hodnoty I pro spotřebitele a jeho překročení povede k provozu TR.

Princip fungování TR je založen na Joule-Lenzově zákonu. Proud je usměrněný pohyb nabitých částic, které se srazí s atomy krystalové mřížky vodiče (tato hodnota je odpor a značí se R). Tato interakce způsobuje vzhled tepelné energie získané z elektrické energie. Závislost doby toku na teplotě vodiče je určena Joule-Lenzovým zákonem.

Formulace tohoto zákona je následující: když I prochází vodičem, množství tepla Q generovaného proudem, při interakci s atomy krystalové mřížky vodiče, je přímo úměrné druhé mocnině I, hodnota z R vodiče a dobu působení proudu na vodič.Matematicky to lze zapsat takto: Q = a * I * I * R * t, kde a je převodní faktor, I je proud procházející požadovaným vodičem, R je hodnota odporu a t je doba průtoku já

Když koeficient a = 1, výsledek výpočtu se měří v joulech a za předpokladu, že a = 0,24, je výsledek měřen v kaloriích.

Bimetalický materiál se zahřívá dvěma způsoby. V prvním případě procházím bimetalem a ve druhém vinutím. Izolace vinutí zpomaluje tok tepelné energie. Tepelný spínač se při vysokých hodnotách I zahřívá více, než když přijde do kontaktu s teplotním čidlem. Signál aktivace kontaktu je zpožděný. Oba principy jsou použity v moderních TR modelech.

Zahřívání bimetalové desky zařízení tepelné ochrany se provádí při připojení zátěže. Kombinovaný ohřev umožňuje získat zařízení s optimálními vlastnostmi. Deska se ohřívá teplem, které vytváří I při průchodu přes ni, a speciálním ohřívačem při zatížení I. Během ohřevu se bimetalový pás deformuje a působí na kontakt se samonávratem.

Hlavní charakteristiky

Každý TR má individuální technické vlastnosti (TX). Relé musí být zvoleno podle charakteristik zátěže a podmínek použití při provozu elektromotoru nebo jiného spotřebiče elektřiny:

1. Hodnota In.
2. Rozsah nastavení ovládání I.
3. Napětí.
4. Dodatečné řízení provozu TR.
5. Napájení.
6. Provozní limit.
7. Citlivost na fázovou nerovnováhu.
8. Výletní třída.

Hodnota jmenovitého proudu je hodnota I, pro kterou je TR navržen.Vybírá se podle hodnoty In spotřebitele, ke kterému je přímo připojen. Kromě toho si musíte vybrat s rezervou In a řídit se následujícím vzorcem: Inr \u003d 1,5 * Ind, kde Inr - In TR, což by mělo být 1,5krát větší než jmenovitý proud motoru (Ind).

Limit nastavení provozu I je jedním z důležitých parametrů zařízení tepelné ochrany. Označení tohoto parametru je rozsah nastavení hodnoty In. Napětí - hodnota napájecího napětí, pro které jsou kontakty relé určeny; pokud je přípustná hodnota překročena, zařízení selže.

Některé typy relé jsou vybaveny samostatnými kontakty pro ovládání provozu zařízení a spotřebiče. Výkon je jedním z hlavních parametrů TR, který určuje výstupní výkon připojeného spotřebiče nebo skupiny spotřebičů.

Limit vypnutí nebo prahová hodnota vypnutí je faktor, který závisí na jmenovitém proudu. V zásadě se jeho hodnota pohybuje v rozmezí od 1,1 do 1,5.

Citlivost na fázovou nesymetrii (fázová asymetrie) udává procentuální poměr fáze s nevyvážeností k fázi, kterou protéká jmenovitý proud požadované velikosti.

Trip class je parametr, který představuje průměrnou dobu vypínání TR v závislosti na násobku nastavovacího proudu.

Hlavní charakteristikou, podle které musíte zvolit TR, je závislost doby provozu na zatěžovacím proudu.

Elektrické schéma

Schémata připojení tepelného relé k obvodu se mohou výrazně lišit v závislosti na zařízení.TR jsou však zapojeny do série s vinutím motoru nebo cívkou magnetického spouštěče k normálně otevřenému kontaktu, as tento druh připojení umožňuje chránit zařízení před přetížením. Při překročení indikátorů odběru proudu TR odpojí zařízení od napájení.

Ve většině obvodů se při zapojení používá trvale otevřený kontakt, který funguje při sériovém zapojení s tlačítkem stop na ovládacím panelu. V zásadě je tento kontakt označen písmeny NC nebo H3.

Při připojení ochranného alarmu lze použít normálně sepnutý kontakt. Ve složitějších obvodech se navíc tento kontakt používá k implementaci softwarového ovládání nouzového zastavení zařízení pomocí mikroprocesorů a mikrokontrolérů.

Termostat se snadno připojuje. K tomu je třeba se řídit následujícím principem: TR se umístí za stykače spouštěče, ale před elektromotor a trvale sepnutý kontakt se sepne sériovým zapojením s tlačítkem stop.

Typy tepelných relé

Existuje mnoho typů, na které se tepelná relé dělí:

1. Bimetalické - RTL (ksd, lrf, lrd, lr, iek a ptlr).
2. Pevné skupenství.
3. Relé pro sledování teplotního režimu zařízení. Hlavní označení jsou následující: RTK, NR, TF, ERB a DU.
4. Relé na tavení slitiny.

Bimetalické TR mají primitivní design a jsou to jednoduchá zařízení.

Princip činnosti tepelného relé v pevné fázi se výrazně liší od bimetalového typu. Polovodičové relé je elektronické zařízení, které se také nazývá Schneider a je vyrobeno na rádiových prvcích bez mechanických kontaktů.

Patří mezi ně RTR a RTI IEK, které počítají průměrné teploty elektromotoru sledováním jeho startu a In. Hlavním rysem těchto relé je schopnost odolávat jiskrám, tzn. mohou být použity ve výbušném prostředí. Tento typ relé je rychlejší v provozní době a snadněji se nastavuje.

RTC jsou určeny k řízení teplotního režimu elektromotoru nebo jiného zařízení pomocí termistoru nebo tepelného odporu (sondy). Když teplota stoupne na kritický režim, jeho odpor prudce vzroste. Podle Ohmova zákona při zvýšení R proud klesá a spotřebič se vypíná, protože. jeho hodnota nestačí pro běžný provoz spotřebitele. Tento typ relé se používá v chladničkách a mrazničkách.

Konstrukce tepelného tavného relé slitiny se výrazně liší od ostatních modelů a skládá se z následujících prvků:

1. Vinutí ohřívače.
2. Slitina s nízkým bodem tání (eutektická).
3. mechanismus přerušování řetězu.

Eutektická slitina se taví při nízké teplotě a chrání napájecí obvod spotřebitele přerušením kontaktu. Toto relé je zabudováno v zařízení a používá se v pračkách a automobilové technice.

Výběr tepelného relé se provádí analýzou technických charakteristik a provozních podmínek zařízení, které musí být chráněno před přehřátím.

Jak vybrat tepelné relé

Bez složitých výpočtů můžete zvolit odpovídající výkon elektrotepelného relé pro motor (tabulka technických charakteristik zařízení tepelné ochrany).

Základní vzorec pro výpočet jmenovitého proudu TR je:

Intr = 1,5 * Ind.

Například potřebujete spočítat In TP pro asynchronní elektromotor o výkonu 1,5 kW, napájený třífázovou střídavou sítí o hodnotě 380 V.

To je dost snadné. Chcete-li vypočítat hodnotu jmenovitého proudu motoru, musíte použít vzorec výkonu:

P = I * U.

Ind \u003d P / U \u003d 1500 / 380 ≈ 3,95 A. Hodnota jmenovitého proudu TR se vypočítá takto: Intr \u003d 1,5 * 3,95 ≈ 6 A.

Na základě výpočtů je vybrán TR typu RTL-1014-2 s nastavitelným rozsahem nastavení proudu od 7 do 10 A.

Pokud je okolní teplota příliš vysoká, nastavte požadovanou hodnotu na minimální hodnotu. Při nízké okolní teplotě je třeba počítat se zvýšením zatížení vinutí statoru motoru a pokud možno jej nezapínat. Pokud okolnosti vyžadují použití motoru za nepříznivých podmínek, pak je nutné začít s laděním nízkým nastavovacím proudem a poté jej zvýšit na požadovanou hodnotu.

Podobné články: