+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

устройство, принцип работы, виды и схема подключения

Защита электродвигателей, магнитных пускателей и прочей аппаратуры от нагрузок, вызывающих перегрев, осуществляется при помощи специальных устройств тепловой защиты. Для того чтобы осуществить правильный выбор модели тепловой защиты, нужно знать ее принцип работы, устройство, а также основные критерии выбора.

teplovoe-releteplovoe-rele

Устройство и принцип работы

Термореле (ТР) предназначено для обеспечения защиты электродвигателей от перегрева и преждевременного выхода из строя. При долговременном запуске электродвигатель подвержен токовым перегрузкам, т.к. во время пуска происходит потребление семикратного значения тока, приводящего к нагреву обмоток. Номинальный ток (Iн) — сила тока, потребляемая двигателем при работе. Кроме того, ТР увеличивают срок эксплуатации электрооборудования.

Тепловое реле, устройство которого составляют простейшие элементы:

  1. Термочувствительный элемент.
  2. Контакт с самовозвратом.
  3. Контакты.
  4. Пружина.
  5. Биметаллический проводник в виде пластины.
  6. Кнопка.
  7. Регулятор тока уставки.

Термочувствительный элемент является датчиком температуры, служащий для передачи тепла на биметаллическую пластину или другой элемент тепловой защиты. Контакт с самовозвратом позволяет при нагреве мгновенно разомкнуть цепь питания электрического потребителя для избежания его перегрева.

Пластина состоит из двух видов металла (биметалл), причем один из них обладает высоким температурным коэффициентом расширения (Kр). Они скреплены между собой при помощи сварки или проката при высоких значениях температуры. При нагреве изгибается пластина тепловой защиты в сторону материала с меньшим Kр, а после остывания пластина принимает исходное положение. В основном пластины изготавливаются из инвара (меньшее значение Kр) и немагнитной или хромоникелевой стали (больший Kр).

Кнопка включает ТР, регулятор тока уставки необходим для установки оптимального значения I для потребителя, причем его превышение приведет к срабатыванию ТР.

Принцип действия ТР основан на законе Джоуля-Ленца. Ток представляет собой направленное движение заряженных частиц, которые сталкиваются с атомами кристаллической решетки проводника (эта величина является сопротивление и обозначается R). Это взаимодействие вызывает появление тепловой энергии, получаемой из электрической. Зависимость длительности протекания от температуры проводника определяется по закону Джоуля-Ленца.

Формулировка этого закона следующая: при прохождении I по проводнику количество теплоты Q, выделяемой током, при взаимодействии с атомами кристаллической решетки проводника прямо пропорционально квадрату I, величине R проводника и времени воздействия тока на проводник. Математически можно записать следующим образом: Q = a * I * I * R * t, где a — коэффициент преобразования, I — ток, протекающий через искомый проводник, R — величина сопротивления и t — время протекания I.

При коэффициенте a = 1 результат расчета измеряется в джоулях, а при условии, что a = 0.24, результат измеряется в калориях.

Нагрев биметаллического материала происходит двумя способами. При первом случае I проходит через биметалл, а во втором — через обмотку. Изоляция обмотки замедляет поток тепловой энергии. Термореле нагревается сильнее при высоких значениях I, чем при контакте с термочувствительным элементом. Происходит задержка сигнала срабатывания контактов. В современных моделях ТР используются оба принципа.

Нагрев биметаллической пластины теплового устройства защиты производится при подключенной нагрузке. Комбинированный нагрев позволяет получить устройство с оптимальными характеристиками. Пластина нагревается при помощи тепла, выделяемого I при прохождении через нее, и специальным нагревателем при I нагрузки. Во время нагрева биметаллическая пластина деформируется и воздействует на контакт с самовозвратом.

Основные характеристики

Каждое ТР имеет индивидуальные технические характеристики (ТХ). Реле нужно выбирать согласно характеристикам по нагрузке и условиям применения при работе электродвигателя или другого потребителя электроэнергии:

  1. Значение Iн.
  2. Диапазон регулировки I срабатывания.
  3. Напряжение.
  4. Дополнительное управление работой ТР.
  5. Мощность.
  6. Граница срабатывания.
  7. Чувствительность к фазному перекосу.
  8. Класс отключения.

Номинальное значение тока — значение I, на которое рассчитано ТР. Выбирается по значению Iн потребителя, к которому непосредственно подключается. Кроме того, нужно выбирать с запасом по Iн и руководствоваться следующей формулой: Iнр = 1.5 * Iнд, где Iнр — Iн ТР, который должен быть больше номинального тока двигателя (Iнд) в 1.5 раза.

Граница регулировки I срабатывания является одним из важных параметров устройства термозащиты. Обозначение этого параметра является диапазоном регулировки значения Iн. Напряжение — значение силового напряжения, на которое рассчитаны контакты реле; при превышении допустимой величины произойдет выход из строя устройства.

Некоторые виды реле снабжены отдельными контактами для управления работой устройства и потребителя. Мощность — это один из основных параметров ТР, которое определяет выходную мощность подключенного потребителя или группы потребителей.

Граница срабатывания или порог срабатывания является коэффициентом, зависящим от номинального тока. В основном его значение находится в диапазоне от 1,1 до 1,5.

Чувствительность к фазному перекосу (асимметрии фаз) показывает процентное соотношение фазы с перекосом к фазе, по которой протекает номинальный ток необходимой величины.

Класс отключения — параметр, представляющий среднее время срабатывания ТР в зависимости от кратности тока уставки.

Основной характеристикой, по которой нужно выбирать ТР, является зависимость времени срабатывания от тока нагрузки.

Принцип работы и схема подключения теплового релеПринцип работы и схема подключения теплового реле

Схема подключения

Схемы подключения теплового реле в цепь могут существенно отличаться в зависимости от устройства. Однако ТР подключаются последовательным соединением с обмоткой двигателя или катушкой магнитного пускателя к нормально разомкнутому контакту, т.к. подключение такого рода позволяет защитить устройство от перегрузок. При превышении показателей потребления тока ТР отключает устройство от питания электросети.

В большинстве схем при подключении применяется постоянно разомкнутый контакт, который работает при последовательном соединении со стоповой кнопкой на управляющем пульте. В основном этот контакт маркируется буквами NC или Н3.

Нормально замкнутый контакт может применяться при подключении сигнализации о срабатывании защиты. Кроме того, в более сложных схемах этот контакт применяется для осуществления программного управления аварийной остановкой устройства с использованием микропроцессоров и микроконтроллеров.

Термореле подключить достаточно просто. Для этого нужно руководствоваться следующим принципом: ТР размещается после контакторов пускателя, но перед электродвигателем, а постоянно замкнутый контакт включается последовательным соединением со стоповой кнопкой.

Виды тепловых реле

Существует множество видов, на которые делятся тепловые реле:

  1. Биметаллические — РТЛ (ksd, lrf, lrd, lr, iek и ptlr).
  2. Твердотельные.
  3. Реле для осуществления контроля температурного режима устройства. Основные обозначения являются следующими: РТК, NR, TF, ERB и DU.
  4. Реле плавления сплава.

Биметаллические ТР обладают примитивной конструкцией и являются простыми устройствами.

Принцип действия теплового реле твердотельного типа существенно отличается от биметаллического типа. Твердотельное реле — электронное устройство, которое еще называется шнайдером и выполнено на радиоэлементах без механических контактов.

К ним относятся РТР и РТИ ИЭК, которые вычисляют средние температуры электродвигателя путем мониторинга его пускового и Iн. Основной особенностью этих реле является способность противостоять искрам, т.е. они могут использоваться во взрывоопасных средах. Этот тип реле быстрее по времени срабатывания и легче регулируется.

РТК предназначены для контроля температурного режима электродвигателя или другого устройства при помощи термистора или теплового сопротивления (зонда). При возрастании температуры до критического режима его сопротивление резко возрастает. Согласно закону Ома, при росте R уменьшается ток и потребитель отключается, т.к. его величины недостаточно для нормальной работы потребителя. Этот тип реле применяется в холодильниках и морозильных камерах.

Конструкция теплового реле плавления сплава существенно отличается от остальных моделей и состоит из следующих элементов:

  1. Обмотка нагревателя.
  2. Сплав, обладающий низкой температурой плавления (эвтектический).
  3. Механизм разрыва цепи.

Эвтектический сплав плавится при низкой температуре и защищает цепь питания потребителя, разрывая контакт. Это реле встраивается в устройство и применяется в стиральных машинах и автомобильной технике.

Подбор теплового реле производится при анализе ТХ и условий эксплуатации устройства, которое необходимо защитить от перегрева.

vidi-teplovogo-relevidi-teplovogo-rele

Как выбрать тепловое реле

Без сложных расчетов можно подобрать подходящий номинал электротеплового реле для двигателя по мощности (таблица технических характеристик устройств тепловой защиты).

Основная формула для расчета номинального тока ТР:

Iнтр = 1.5 * Iнд.

Например, нужно рассчитать Iн ТР для асинхронного электродвигателя мощностью 1,5 кВт, запитанного от трехфазной сети переменного напряжения со значением 380 В.

Это сделать достаточно просто. Для вычисления значения номинального тока двигателя необходимо воспользоваться формулой мощности:

P = I * U.

Отсюда, Iнд = P / U = 1500 / 380 ≈ 3.95 А. Значение номинального тока ТР вычисляется следующим образом: Iнтр = 1.5 * 3.95 ≈ 6 А.

Исходя из расчетов, выбирается ТР типа РТЛ-1014-2 с регулируемым диапазоном тока уставки от 7 до 10 А.

При повышенном значении температуры окружающей среды следует устанавливать значение уставки на минимальное. При пониженной температуре окружающей среды следует учитывать о возрастании нагрузки на обмотки статора двигателя и по возможности не включать. Если обстоятельства требуют использования электродвигателя при неблагоприятных условиях, то необходимо начинать настройку с низкого тока уставки, а после этого увеличивать его до необходимого значения.

принцип работы, виды, схема подключения + регулировка и маркировка

Долговечность и надежность в эксплуатации любой установки с электрическим двигателем зависит от различных факторов. Однако в значительной мере на срок службы мотора влияют токовые перегрузки. Чтобы их предупредить подключают тепловое реле, защищающее основной рабочий орган электромашины.

Мы расскажем, как подобрать устройство, предсказывающее назревание аварийных ситуаций с превышением максимально допустимых показателей тока. В представленной нами статье описан принцип действия, приведены разновидности и их характеристики. Даны советы по подключению и грамотной настройке.

Содержание статьи:

Зачем нужны защитные аппараты?

Даже если электропривод грамотно спроектирован и используется без нарушения базовых правил эксплуатации, всегда остается вероятность возникновения неисправностей.

К аварийным режимам работы относят однофазные и многофазные КЗ, тепловые перегрузки электрооборудования, заклинивание ротора и разрушение подшипникового узла, обрыв фазы.

Функционируя в режиме повышенных нагрузок, электрический двигатель расходует огромное количество электроэнергии. А при регулярном превышении показателей номинального напряжения оборудование интенсивно нагревается.

В результате быстро изнашивается изоляция, что приводит к значительному снижению эксплуатационного срока электромеханических установок. Чтобы исключить подобные ситуации, в цепи электрического тока подключают реле тепловой защиты. Их основная функция – обеспечить нормальный режим работы потребителей.

Они отключают мотор с определенной выдержкой времени, а в некоторых случаях – мгновенно, чтобы предотвратить разрушение изоляции или повреждение отдельных частей электроустановки.

Устройства тепловой защитыУстройства тепловой защиты

Токовое реле постоянно защищает электрический двигатель от обрыва фазы и технологических перегрузок, а также торможения ротора. Это главные причины, из-за которых возникают аварийные режимы

С целью не допустить понижение сопротивления изоляции задействуют устройства защитного отключения, ну а если поставлена задача предотвратить нарушение охлаждения, подключают специальные аппараты встроенной тепловой защиты.

Устройство и принцип работы ТР

Конструктивно стандартное электротепловое реле представляет собой небольшой аппарат, который состоит из чувствительной биметаллической пластины, нагревательной спирали, рычажно-пружинной системы и электрических контактов.

Биметаллическую пластину изготовляют из двух разнородных металлов, как правило, инвара и хромоникелевой стали, прочно соединенных вместе в процессе сварки. Один металл обладает большим температурным коэффициентом расширения, чем другой, поэтому нагреваются они с разной скоростью.

При токовой перегрузке незафиксированная часть пластины прогибается к материалу с меньшим значением коэффициента теплового расширения. Это оказывает силовое воздействие на систему контактов в защитном устройстве и активирует отключение электроустановки при перегреве.

В большинстве моделей механических тепловых реле есть две группы контактов. Одна пара – нормально разомкнутые, другая – замкнутые постоянно. Когда срабатывает защитное устройство, в контактах меняется состояние. Первые замыкаются, а вторые становятся разомкнутыми.

Электронное релеЭлектронное реле

В электронных ТР задействуют специальные датчики и чувствительные зонды, реагирующие на повышение тока. В микропроцессоре таких защитных устройств запрограммированы параметры, определяющие ситуации, когда необходимо отключать подачу электропитания

Ток детектирует интегрированный трансформатор, после чего электроника обрабатывает полученные данные. Если значение тока в настоящий момент времени больше, чем уставка, импульс мгновенно передается прямо на выключатель.

Размыкая внешний контактор, реле с электронным механизмом блокирует нагрузку. Само устанавливается на контактор.

Биметаллическая пластина может быть нагрета непосредственно – за счет воздействия пикового тока нагрузки на металлическую полосу или косвенно, при помощи отдельного термоэлемента. Нередко эти принципы объединяют в одном аппарате тепловой защиты. При комбинированном нагреве прибор имеет лучшие рабочие характеристики.

Биметаллическая пластинаБиметаллическая пластина

После остывания пластина возвращается в исходное состояние. Коммутирующие контакты автоматически замыкаются либо нужно принудительно приводить их в замкнутое состояние

Базовые характеристики токового реле

Основной характеристикой коммутатора тепловой защиты является выраженная зависимость времени срабатывания от протекающего по нему тока — чем больше величина, тем быстрее он сработает. Это свидетельствует об определенной инерционности релейного элемента.

Направленное перемещение частиц-носителей заряда через любой электроприбор, и электрокотел, генерирует тепло. При номинальном токе его допустимая длительность стремится к бесконечности.

А при значениях, превышающих номинальные показатели, в оборудовании повышается температура, что приводит к преждевременному износу изоляции.

Отключение электродвигателяОтключение электродвигателя

Обрыв цепи мгновенно блокирует дальнейший рост температурных показателей. Это дает возможность предупредить перегрев двигателя и предотвратить аварийный выход из строя электрической установки

Номинальная нагрузка самого мотора – ключевой фактор, определяющий выбор прибора. Показатель в интервале 1,2-1,3 обозначает успешное срабатывание при токовой перегрузке в 30% на временном отрезке в 1200 секунд.

Продолжительность перегрузки может негативно сказаться на состоянии электрооборудования — при кратковременном воздействии в 5-10 минут нагревается только обмотка мотора, которая имеет небольшую массу. А при длительных нагревается весь двигатель, что чревато серьезными поломками. Или вовсе может потребоваться замена сгоревшего оборудования новым.

Чтобы максимально уберечь объект от перегрузки, следует конкретно под него использовать реле тепловой защиты, время срабатывания которого будет соответствовать максимально допустимым показателям перегрузки конкретного электродвигателя.

На практике собирать под каждый тип мотора нецелесообразно. Один релейный элемент задействуют для защиты двигателей различного конструктивного исполнения. При этом гарантировать надежную защиту в полном рабочем интервале, ограниченном минимальной и максимальной нагрузкой, невозможно.

Зависимость тока от нагрузкиЗависимость тока от нагрузки

Повышение показателей тока не сразу приводит к опасному аварийному состоянию оборудования. Прежде чем ротор и статор нагреются до предельной температуры, пройдет некоторое время

Поэтому нет крайней необходимости в том, чтобы защитное устройство реагировало на каждое, даже незначительное повышение тока. Реле должно отключать электродвигатель только в тех случаях, когда есть опасность быстрого износа изоляционного слоя.

Виды реле тепловой защиты

Существует несколько видов реле для защиты электрических двигателей от обрыва фаз и токовых перегрузок. Все они отличаются конструкционными особенностями, типом используемых МП и применением в разных моторах.

ТРП. Однополюсный коммутационный аппарат с комбинированной системой нагрева. Предназначен для защиты асинхронных трехфазных электромоторов от токовых перегрузок. Применяется ТРП в электросетях постоянного тока с базисным напряжением в условиях нормальной работы не больше 440 В. Отличается устойчивостью к вибрациям и ударам.

РТЛ. Обеспечивают двигателям защиту в таких случаях:

  • при выпадении одной из трех фаз;
  • асимметрии токов и перегрузок;
  • затянутого пуска;
  • заклинивания исполнительного механизма.

Их можно устанавливать с клеммами КРЛ отдельно от магнитных пускателей или монтировать непосредственно на ПМЛ. Устанавливаются на рейках стандартного типа, класс защиты – IP20.

РТТ. Защищают асинхронные трехфазные машины с короткозамкнутым ротором от затянутого старта механизма, длительных перегрузок и асимметрии, то есть перекоса фаз.

Реле типа РТТРеле типа РТТ

РТТ могут быть использованы в качестве комплектующих частей в различных схемах управления электроприводами, а также для интеграции в пускатели серии ПМА

ТРН. Двухфазные коммутаторы, которые контролируют пуск электроустановки и режим работы мотора. Практически не зависят от температуры внешней среды, имеют только систему ручного возврата контактов в начальное состояние. Их можно использовать в сетях постоянного тока.

РТИ. Электрические переключающие аппараты с постоянным, хоть и небольшим потреблением электроэнергии. Монтируются на контакторах серии КМИ. Работают вместе с предохранителями/.

Твердотельные токовые реле. Представляют собой небольшие электронные устройства на три фазы, в конструкции которых нет подвижных частей.

Функционируют по принципу вычисления средних значений температур двигателя, осуществляя для этого постоянный мониторинг рабочего и пускового тока. Отличаются невосприимчивостью к изменениям в окружающей среде, а потому используются во взрывоопасных зонах.

РТК. Пусковые коммутаторы для контроля температуры в корпусе электрооборудования. Используются в схемах автоматики, где тепловые реле выступают в качестве комплектующих деталей.

Реле тепловой защитыРеле тепловой защиты

Чтобы обеспечить надежную работу электрооборудования, релейный элемент должен обладать такими качествами, как чувствительность и быстродействие, а также селективность

Важно помнить, что ни один вид из выше рассмотренных приборов не является пригодным для защиты цепей от короткого замыкания.

Устройства тепловой защиты лишь предотвращают аварийные режимы, которые возникают при нештатной работе механизма или перегрузке.

Электрооборудование может перегореть еще до начала срабатывания реле. Для комплексной защиты их нужно дополнять предохранителями или компактными автоматическими выключателями модульной конструкции.

Подключение, регулировка и маркировка

Коммутационный прибор перегрузки, в отличие от электрического автомата, не разрывает силовую цепь непосредственно, а лишь подает сигнал на временное отключение объекта при аварийном режиме. Нормально включенный контакт у него работает как кнопка «стоп» контактора и подсоединяется по последовательной схеме.

Схема подключения устройств

В конструкции реле не нужно повторять абсолютно все функции силовых контактов при успешном срабатывании, поскольку оно подключается непосредственно к МП. Такое исполнение позволяет существенно сэкономить материалы для силовых контактов. Намного легче в управляющей цепи подключить малый ток, чем сразу отключать три фазы с большим.

Во многих схемах подключения теплового реле к объекту используют постоянно замкнутый контакт. Его последовательно соединяют с клавишей «стоп» пульта управления и обозначают НЗ – нормально замкнутый, или NC – normal connected.

Разомкнутый контакт при такой схеме может быть использован для инициализации срабатывания тепловой защиты. Схемы подсоединения электромоторов, в которых подключено реле тепловой защиты, могут значительно отличаться в зависимости от наличия дополнительных устройств или технических особенностей.

Схема подключения релеСхема подключения реле

В стандартной простой схеме ТР подключают к выходу низковольтного пускателя на электрический двигатель. Дополнительные контакты прибора в обязательном порядке соединяют последовательно с катушкой пускателя

Это обеспечит надежную защиту от перегрузок электрооборудования. В случае недопустимого превышения предельных значений тока релейный элемент разомкнет цепь, моментально отключая МП и двигатель от электропитания.

Подключение и установку теплового реле, как правило, производят вместе с магнитным пускателем, предназначенным для коммутации и запуска электрического привода. Однако есть виды, которые монтируют на DIN-рейку или специальную панель.

Тонкости регулировки релейных элементов

Одним из главных требований к устройствам защиты электродвигателей является четкое действие аппаратов при возникновении аварийных режимов работы мотора. Очень важно правильно его подобрать и отрегулировать настройки, поскольку ложные срабатывания абсолютно недопустимы.

Подключение токового релеПодключение токового реле

Электротепловое реле, которое оптимально подходит к конкретному типу двигателя по всем техническим параметрам, способно обеспечить надежную защиту от перегрузок по каждой фазе, предотвратить затяжной старт установки, не допустить аварийных ситуаций с заклиниванием ротора

Среди преимуществ использования токовых элементов защиты также следует отметить довольно высокую скорость и широкий диапазон срабатывания, удобство монтажа. Чтобы обеспечить своевременное отключение электромотора при перегрузке, реле тепловой защиты необходимо настраивать на специальной платформе/стенде.

В таком случае исключается неточность из-за естественного неравномерного разброса номинальных токов в НЭ. Для проверки защитного устройства на стенде применяется метод фиктивных нагрузок.

Через термоэлемент пропускают электрический ток пониженного напряжения, чтобы смоделировать реальную тепловую нагрузку. После этого по таймеру безошибочно определяют точное время срабатывания.

Настраивая базовые параметры, следует стремиться к таким показателям:

  • при 1,5-кратном токе устройство должно отключать двигатель через 150 с;
  • при 5…6-кратном токе оно должно отключать мотор через 10 с.

Если время срабатывания не соответствует норме, релейный элемент необходимо отрегулировать посредством контрольного винта.

Релейный элементРелейный элемент

Для корректной работы обязательно нужно настроить прибор на наибольший допустимый электрический ток двигателя и температуру воздуха

Это делают в тех случаях, когда значения номинального тока НЭ и мотора отличаются, а также если температура окружающей среды ниже номинальной (+40 ºC) более, чем на 10 градусов по шкале Цельсия.

Ток срабатывания электротеплового коммутатора уменьшается с повышением температуры вокруг рассматриваемого объекта, так как нагрев биметаллической полосы зависит от этого параметра. При существенных отличиях необходимо дополнительно отрегулировать ТР или подобрать более подходящий термоэлемент.

Резкие колебания температурных показателей сильно влияют на работоспособность токового реле. Поэтому очень важно выбирать НЭ, способный эффективно выполнять основные функции с учетом реальных значений.

Руководство по подключению ТРРуководство по подключению ТР

ТР рекомендовано размещать в одном помещении с защищаемой электроустановкой. Их нельзя монтировать близко к теплогенераторам, нагревательным печам и другим источникам тепла

К реле с температурной компенсацией эти ограничения не относятся. Токовую уставку защитного аппарата можно регулировать в диапазоне 0,75-1,25х от значений номинального тока термоэлемента. Настройку выполняют поэтапно.

В первую очередь вычисляют поправку E1 без температурной компенсации:

E1=(Iном-Iнэ)/c×Iнэ,

Где

  • Iном – номинальный ток нагрузки двигателя,
  • Iнэ – номинальный ток рабочего нагревательного элемента в реле,
  • c – цена деления шкалы, то есть эксцентрика (c=0,055 для защищенных пускателей, c=0,05 для открытых).

Следующий шаг – определение поправки E2 на температуру окружающего воздуха:

E2=(ta-30)/10,

Где ta (ambient temperature) – температура внешней среды в градусах Цельсия.

Последний этап – нахождение суммарной поправки:

E=E1+E2.

Суммарная поправка E может быть со знаком «+» или «-». Если в результате получается дробная величина, ее обязательно нужно округлить до целого в меньшую/большую по модулю сторону, в зависимости от характера токовой нагрузки.

Чтобы настроить реле, эксцентрик переводят на полученное значение суммарной поправки. Высокая температура срабатывания уменьшает зависимость работы защитного аппарата от внешних показателей.

Настройка токового релеНастройка токового реле

Реле тепловой защиты допускает ручную плавную регулировку величины тока срабатывания устройства в пределах ±25% от значения номинального тока электромеханической установки

Регулировка этих показателей осуществляется специальным рычагом, перемещение которого изменяет первоначальный изгиб биметаллической пластины. Настройка тока срабатывания в более широком диапазоне осуществляется заменой термоэлементов.

В современных коммутационных аппаратах защиты от перегрузки есть тестовая кнопка, которая позволяет проверить исправность устройства без специального стенда. Также есть клавиша для сброса всех настроек. Обнулить их можно автоматически или вручную. Кроме того, изделие комплектуют индикатором текущего состояния электроприбора.

Маркировка электротепловых реле

Защитные аппараты подбирают в зависимости от величины мощности электрического двигателя. Основная часть ключевых характеристик скрыта в условном обозначении.

Маркировка тепловых релеМаркировка тепловых реле

Так выглядит маркировка тепловых реле завода КЭАЗ. Важно при выборе обратить внимание на значение номинального тока рассматриваемой модели, чтобы оно было достаточным

Акцентировать внимание следует на отдельных моментах:

  1. Диапазон значений токов уставки (указан в скобках) у разных производителей отличается минимально.
  2. Буквенные обозначения конкретного типа исполнения могут различаться.
  3. Климатическое исполнение нередко подается в виде диапазона. К примеру, УХЛ3О4 нужно читать так: УХЛ3-О4.

Сегодня можно купить самые разные вариации прибора: реле для переменного и постоянного тока, моностабильные и бистабильные, аппараты с замедлением при включении/отключении, реле тепловой защиты с ускоряющими элементами, ТР без удерживающей обмотки, с одной обмоткой или несколькими.

Эти параметры не всегда отображены в маркировке устройств, но обязательно должны быть указаны в техпаспорте электротехнических изделий.

С устройством, разновидностями и маркировкой электромагнитного реле ознакомит , с которой мы рекомендуем ознакомиться.

Выводы и полезное видео по теме

Устройство и принцип функционирования токового реле для эффективной защиты электродвигателя на примере устройства РТТ 32П:

Правильная защита от перегрузки и обрыва фаз – залог длительной безотказной работы электрического мотора. Видео о том, как реагирует релейный элемент в случае нештатной работы механизма:

Как подсоединить устройство тепловой защиты к МП, принципиальные схемы электротеплового реле:

Реле тепловой защиты от перегрузок – обязательный функциональный элемент любой системы управления электроприводом. Оно реагирует на ток, который проходит на двигатель, и активируется, когда температура электромеханической установки достигает предельных значений. Это дает возможность максимально продлить срок эксплуатации экологически безопасных электродвигателей.

Пишите, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке. Расскажите, как вы выбирали и настраивали тепловое реле для собственного электромотора. Делитесь полезными сведениями, задавайте вопросы, размещайте фотоснимки по теме статьи.

подключение, принцип работы, назначение и сфера применения

Тепловое реле несет защитные функции элекроцепи и электроприбора в целом от перегрузок в сети. Работа этого элемента может быть напоминать функционирование теплового разъединителя или автоматического выключателя. От перегрузки, ее величины – отклонение от предусмотренного номинального значения. Срабатывание теплового реле происходит спустя определенное время, вычисляющийся по токо-временным характеристикам.

В статье рассмотрены все вопросы работы, правила выбора, особенности установки. Также в качестве бонуса в материале содержится подробное техническое описание теплового реле и видеоролик на эту тематику.

Тепловое реле

Тепловое реле

Назначение и принцип работы

При перегрузке электродвигателей повышается потребляемый ток, соответственно увеличивается его нагрев. Если двигатель перегревается – нарушается целостность изоляции обмоток, быстрее изнашиваются подшипники, они могут заклинить. При этом тепловой расцепитель автомата может и не защитить оборудование. Для этого нужно тепловое реле. Перегрузки могут возникать из-за перекоса фаз, затрудненного движения ротора, вследствие как повышенной механической нагрузки, так и проблем с подшипниками, при полном заклинивании вала двигателя и исполнительных механизмах.

Что такое тепловое реле

Тепловое реле реагирует на возросший ток, и в зависимости от его величины разорвет цепь питания через какое-то время, тем самым сохранив обмотки двигателя целыми. После последующего устранения неисправности, при условии исправности статора, двигатель может продолжить работу.

Если реле сработало по неизвестным причинам, и осмотр показал, что всё в порядке, вы можете вернуть контакты реле в исходное состояние, для этого на нем есть кнопка. Реле может сработать и в случае затяжного пуска электродвигателя. При этом в обмотках протекают повышенные значения токов. Затяжной пуск – процесс, когда двигатель долго выходит на номинальные обороты. Может произойти из-за перегрузки на валу, либо из-за низкого напряжения в питающей сети.

Интересный материал для ознакомления: что нужно знать об устройстве силового трансформатора.

Принцип работы

В реле есть пара биметаллических пластин с разным температурным коэффициентом расширения. Пластины жестко соединены друг с другом, если их нагреть, то конструкция изогнется в сторону участка с меньшим температурным коэффициентом расширения. Греются пластины за счет протекания тока нагрузки или от нагревателя, через который проходит ток нагрузки, на схеме изображено в виде нескольких витков вокруг биметалла. Протекающий ток нагревает пластину до определенного предела. Чем выше ток, тем быстрее нагрев.

Устройство теплового реле

Устройство теплового реле

Стоит учитывать, что если реле находится в жарком помещении – нужно выставлять ток срабатывания с большим запасом, ведь происходит дополнительный нагрев от окружающей среды. К тому же, если реле только что сработало – контактам нужно некоторое время, чтобы остыть. Иначе может произойти повторное ложное срабатывание. Давайте рассмотрим конкретный пример. Выше вы видите устройство реле ТРН. Оно является двухфазным. Состоит из трёх ячеек, в крайних нагревательные элементы, посередине температурный компенсатор, регулятор тока срабатывания, расцепитель, размыкающий контакт, рычаг возврата.

Поколения тепловых реле

Поколения тепловых реле

Виды тепловых реле

Тепловые реле могут подключаться на все три фазы или на две из трёх, в зависимости от конструкции. Большинство реле конструктивно разработаны для соответствия определенным магнитным пускателям, это нужно для удобства и аккуратности монтажа. Рассмотрим некоторые из них.

  • РТЛ – подходит для использования с пускателями типа ПМЛ. С набором клемм КРЛ используется как самостоятельный прибор защиты.
  • РТТ – подходит для монтажа с пускателями ПМЕ и ПМА. Также может использоваться как самостоятельное, если его смонтировать на специальную панель.
  • РТИ – тепловые реле для пускателей КМИ и КМТ. На лицевой вы можете видеть пару дополнительных блок-контактов, для реализации схем индикации и прочего.
  • ТРН – двухфазное тепловое реле. Устанавливается в трёхфазных двигателях, при этом подключается в разрыв двух фаз. Температура окружающей среды не влияет на его работу. На регуляторе тока есть 10 делений 5 на уменьшение, 5 на увеличение, цена одного деления – 5%.

На самом деле тепловых реле существует великое множество, но все они выполняют одну функцию. Реле очень часто монтируют в специальный железный ящик. На фото пускатель ПМА 4-й величина на 63 Ампера, с трёхфазным тепловым реле. К современным пускателям тепловое реле подключается так как изображено на фото ниже, получается цельная конструкция.

Материал в тему: Что такое кондесатор

Сфера применения

Одним из важнейших условий прибыльной работы предприятия является долговечность используемого электрооборудования. Она зависит от условий, в которых приходится работать электроустановкам. Если оборудование часто подвергается токовым перегрузкам, то на его длительную и надёжную работу лучше не надеяться. Ведь электрооборудование способно работать продолжительное время только при условии протекания по нему номинальных токов. Превышение величины тока (перегрузка) ведёт к увеличению температуры оборудования и к преждевременному старению изоляции.

Виды тепловых реле

Виды тепловых реле

Для защиты электрических двигателей от токовой перегрузки на производстве успешно применяются тепловые или термореле. Наибольшее распространение получило реле с биметаллической пластиной, которая состоит из двух пластинок, изготовленных из разных металлов, имеющих неодинаковый коэффициент теплового расширения. Эти пластинки скреплены между собой методом горячей прокатки или сваркой. При нагревании биметаллической пластины она изгибается, так как один металл расширяется больше, другой меньше. На этом принципе и основана работа термореле. Чем больше разность температурных коэффициентов у металлов, тем больше они подходят для использования в биметаллической пластине. Наилучшими вариантами разного линейного расширения сегодня являются: немагнитная сталь – медь, никель – сталь, латунь – инвар.

Обычно, биметаллическая пластина нагревается протекающим через неё током нагрузки. Также существуют модели, в которых пластина разогревается специальным нагревательным элементом, через который течёт ток нагрузки. Но наилучшим считается комбинированный нагрев: и током нагрузки через пластину, и теплом от нагревательного элемента, через который также протекает нагрузочный ток. Изогнувшаяся от тепла пластина воздействует на контакты реле. Однако, учитывая, что изгиб пластины происходит довольно медленно, и как следствие, при размыкании контактов будет образовываться электрическая дуга, в конструкции реле предусматривается ускоряющее устройство. Наилучшим из них является «прыгающий контакт».

Пылебрызгонепроницаемое тепловое реле

Пылебрызгонепроницаемое тепловое реле

Возврат реле в отправное состояние осуществляется специальной кнопкой или (в других моделях) – самопроизвольно после охлаждения биметаллической пластины. Отдельные версии термореле могут защищать электрооборудование от несимметрии токов разных фаз и от пропадания одной из фаз. Исполнительным механизмом теплового реле является, как правило, магнитный пускатель. Реле могут устанавливаться как вовнутрь пускателя, так и на стандартную крепёжную рейку. Диапазон номинальных токов тепловых элементов очень велик и составляет от 1 до 600 ампер.

При выборе теплового реле следует руководствоваться номинальным током нагрузки (как правило, это электродвигатель). Обычно ток термореле на 20-30% больше чем номинальный ток двигателя, так как реле срабатывает в течение 20 минут, если ток выше рабочего значения в 1,2-1,3 раза. Необходимо учитывать и время нагрева, так как при кратковременной перегрузке, нагревается только обмотка двигателя, а при долговременной – весь корпус целиком. Поэтому термореле рационально использовать в тех случаях, когда цикл работы оборудование составляет свыше получаса.

Также необходимо учитывать и температуру окружающей среды, в которой будет работать тепловое реле, так как с ростом окружающей температуры, снижается ток срабатывания термореле. Если в помещении, где установлено защищаемое электрооборудование, летом вентиляция не справляется с поддержанием нормальной температуры, необходимо отрегулировать термореле или подобрать к нему другой нагревательный элемент. Естественно, что устанавливать тепловое реле нужно в том же помещении, где установлен защищаемый объект. Категорически следует избегать соседства с концентрированными источниками тепла (системы отопления, нагревательные печи и т.п.).

Контакты теплового реле

Контакты теплового реле

Схема подключения

Как уже было сказано, тепловое реле защищает от долговременной перегрузки электрооборудование. Оно монтируется между источником питания и потребителем. Контроллируемый ток протекает через нагревательные элементы (1), они выгибаясь размыкают контакты (2) теплового реле, в этой схеме использовано 2-хфазное тепловое реле. Его контакты размыкают цепь катушки контактора или магнитного пускателя, также как если бы вы нажали кнопку «СТОП». В собранном виде эта схема выглядит так:

На первом плане видно как от выходящих контактов пускателя подключены две крайние фазы. На заднем плане видно, что к катушке реле подключена клемма от контактов ТРН. Если у вас используется реверсная схема магнитных пускателей, то подключение практически аналогичное, ниже это наглядно изображено. Контакты с маркировкой «10» и «12» подключаются в разрыв катушек пускателей КМ1 и КМ2. Здесь видно что есть нормально-замкнутая пара и нормально-разомкнутый контакт.

Материал в тему: Что такое кондесатор

Это нужно, например, для индикации срабатывания тепловой защиты, т.е. к нему можно подключить лампочку-индикатор или подать сигнал на диспетчерский пульт или АСУ. На реле РТИ эти контакты размещены на передней панели:

  • NO – нормально-открытый – на индикацию;
  • NC – нормально-закрытый – на пускатель.

Кнопка STOP принудительно переключает контакты. При срабатывании такое реле должно остыть и оно повторно включится. Хотя в конкретном примере возможно и ручное и автоматическое повторное включение. Для этого предназначена синяя кнопка с крестовидной прорезью справа на лицевой панели, при закрытой крышке она заблокирована.

Устройство автоматического выключателя

Устройство автоматического выключателя

Выбор для конкретного двигателя

Допустим, у нас есть двигатель АИР71В4У2. Его мощность 0.75 кВт. У нас есть трёхфазная сеть с линейным напряжением 380В. Двигатель рассчитан на 220В, если соединить обмотки треугольником и 380В, если звездой. Номинальный ток такого двигателя с обмотками соединенными по схеме звезды 1.94А. Отсюда следует, что нам нужно подобрать тепловое реле для двигателя с током в 1.94 А. Ток срабатывания теплового реле должен превышать номинальный ток двигателя в 1.2 – 1.3 раза. То есть: Iреле=IН*1.2…1.3

Пусть двигатель работает в составе механизма, в котором допускаются кратковременные, но значительные перегрузки, например для подъёма малых грузов. Тогда ток уставки выбираем в 1.3 раза больше номинального тока асинхронного электродвигателя.

Iреле=1.94*1.3=2.522

Т.е реле должно сработать при токе 2.5-2.6А. Нам подходят такие реле:

  • РТЛ-1007, с токовым диапазоном 1.5-2.6 А;
  • РТЛ-1008, токовый диапазон 2,4-4 А;
  • РТИ-1307, токовый диапазон 1,6…2,5 А;
  • РТИ-1308, токовый диапазон 2,5…4 А;
  • ТРН-25 3,2А (с помощью регулятора можно понизить или повысить ток на 25%).
Тепловое реле

Тепловое реле

Методы регулировки реле

Шаг первый – определить уставку теплового реле:

N1 = (Iн – Iнэ)/cIнэ

где Iн – номинальный ток нагрузки электродвигателя, Iнэ – номинальный ток нагревательного элемента теплового реле, с – коэффициент деления шкалы (например, с = 0,05).

Шаг второй – введение поправки на температуру окружающей среды:

N2 = (T – 30)/10

где Т – температура окружающей среды, °С.

Шаг третий:

N = N1 + N2

Шаг четвертый – выставить регулятор на нужное число делений N.

Поправка на температуру вводится, если температура окружающей среды слишком высокая или низкая. Если на температуру в помещении где установлено реле значительно влияет температура на улице, то поправку следует производить зимой и летом.

Проверка

Рассмотрим на примере реле типа ТРН. Чтобы убедиться в исправности реле нужно:

  • Проверить состояние корпуса, нет ли на нем трещин или сколов.
  • Проверить при подключенной нагрузке с номинальным током.
  • Разобрать реле и проверить целостность контактов, остутствие на них нагара,
  • Проверить, не согнуты ли нагреватели.
  • Проверить расстояние между биметаллом и нагревательными элементами. Оно должно быть одинаковым, если нет, то отрегулировать с помощью крепежных винтов.
  • Подать номинальный ток через один из нагревателей, установить в 1.5 раза больше номинального тока. В таком состоянии реле работает 145 с, затем постепенно поворачивают эксцентрик регулировки в положение «-5», до срабатывания реле.

После активного охлаждения в течение 15 минут проверяют второй нагревательный элемент таким же способом.

Заключение

Тепловые реле – важный элемент в защите электрооборудования. С его помощью вы защитите своё устройство от перегрузок, а его характеристики позволят переносить кратковременные скачки тока без ложных срабатываний, чего не может обеспечить автоматический выключатель. Реле могут использоваться как вместе с магнитными пускателями соединяясь с его выходными клеммами напрямую, тем самым образуя единую конструкцию, так и в качестве самостоятельных защитных устройств, размещаться в щитке на дин рейке и в электрошкафах.

В данной статье были привидены все особенности строения теплового реле. Более подробно по этой теме можно узнать из статьи тепловые реле. В нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессиональных электронщиков. Чтобы подписаться на группу, вам необходимо будет перейти по следующей ссылке: https://vk.com/electroinfonet. В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию:

www.electrik.info

www.zametkielectrika.ru

www.cxem.net

www.jelektro.ru

 

Предыдущая

РадиодеталиЧто такое импульсное реле

Следующая

РадиодеталиОписание и принцип работы соленоидов

Тепловое реле: виды, принцип действия, подключения

При работе различных электрических механизмов требуется его защита. Защита нужна при неприемлемых токовых перегрузках, происходящих на протяжении долгого времени. Кроме этого электродвигатель может выйти из строя по причине обрыва одной из фаз или разрушения обмотки вследствие межвиткового замыкания. В этом случае используется тепловое реле.

Защитное устройство - тепловое релеЗащитное устройство — тепловое реле

Название оно свое получило благодаря принципу действия, который во многом схож с автоматическим выключателем. При этом нагреваются биметаллические пластины, разрывающие электрическую цепь.

Читайте также на сайте:

Тепловое реле — технические характеристики

Для того чтобы выбрать подходящее тепловое реле необходимо подобрать его по техническим характеристикам, которые должны соответствовать существующей нагрузке и требованиям, необходимым для эксплуатации электрического механизма.

К таким характеристикам относятся:

  • номинальный ток защиты;
  • напряжение электрической сети;
  • мощность коммутирования контактных соединений;
  • показатель чувствительности к перекосу фаз.

Важными показателями являются также:

  • границы регулирования срабатывания установленного тока;
  • число и тип дополнительных элементов;
  • порог срабатывания;
  • класс отключения.

Номинальный ток защитного устройства должен соответствовать номинальному току электродвигателя, который указан на его корпусе. Сетевое напряжение прибора должно быть идентично показателю электрической сети, в которую будет подключен электромотор.

Необходимо обратить внимание на тип и количество клемм, по причине различных способов подключения. Защитное приспособление должно также соответствовать мощности электродвигателя с целью исключения ложных срабатываний.

Виды теплового реле

Существует несколько видов реле, которые отличаются своими техническими показателями, а также областью применения.

Современное тепловое релеСовременное тепловое реле
  1. РТЛ – имеет конструкцию трехфазного механизма. Ее используют для защиты электрических моторов при высоких нагрузках, фазных перекосов, затяжном запуске. Устройство этого вида подключается через клеммы электромагнитных пускателей, или как отдельный механизм.
  2. РТТ – приспособление, которое содержит три фазных провода. Применяется для производства механизмов безопасности. Тепловое реле ограждает моторы от затяжных запусков, а также их заклинивания. Устанавливается посредством пускателей или как самостоятельное оборудование.
  3. РТИ – источником питания для таких реле является электролиния, имеющая три фазы. Применяется в качестве защиты электрических моторов от интенсивного режима. Располагается в корпусе электромагнитных пускателей типа КМТ или КМИ.
  4. ТРП – имеет однополюсную конструкцию и номинальный ток от 1-600А. Прибор защищает трехфазные асинхронные электродвигатели от высоких нагрузок. При этом тепловое реле, которое имеет величину тока 150А, используются в электрических сетях, обладающих постоянным током и напряжением до 440 вольт.

Реле оснащено регулировкой изгиба пластины. Благодаря этому возможно изменять предельные границы срабатывания до 5%. Помимо этого устройство срабатывает при превышении тепловой характеристики 200 градусов, что позволяет его установку в районах с различным температурным режимом.

Корпус реле устойчив к ударам и вибрациям, что дает возможность применять его в напряженных механических условиях.

Как работает тепловое реле

Теплового реле комплектуется двумя биметаллическими пластинами, произведенные из соединения железа с никелем и латунью. При этом у них различная степень расширения. Участок их соприкосновения тщательно приваривается или припаивается. В процессе нагревания пластина сгибается и начинает контактировать с блоком управления. Нагревание происходит благодаря протеканию тока сквозь нагревательный элемент к двигателю.

Согнутая пластина посредством толкателя действует на тепловой элемент компенсатора, размыкающего контакты. При этом тепловая пластина компенсатора выгибается в обратном направлении. Регулировка ее происходит при помощи винта. На переключателе тока имеется шкала с пятью делениями в одну и обратную сторону. Токовый показатель регулируется посредством изменения промежутка промеж толкателя и биометрической пластиной компенсатора.

В случае обрыва одной из фаз в механизме, имеющем три фазы, две другие фазы берут нагрузку на себя. Ток при этом в фазах повышается, обмотки нагреваются и реле срабатывает.

После срабатывания защитного прибора нужно дать время, чтобы остыл расцепитель. Кроме этого необходимо выяснить причину срабатывания визуально осмотрев его. Также для того, чтобы увеличить срок службы прибора, рекомендуется периодически производить проверку и при необходимости проводить ремонт.

Тепловое реле — подключение

В большинстве случаев тепловое реле устанавливается вместе с электромагнитным пускателем. При этом последний предназначен для коммутации и запуска электродвигателя. Некоторые виды реле, такие как ТРН и РТТ устанавливаются отдельными модулями на дин-рейку. Устройство ТРН имеет всего два входа, а фазных элементов три.

Качественное тепловое релеКачественное тепловое реле

В этом случае лишний фазный провод подключается с магнитного пускателя на электродвигатель, не заходя в тепловое реле. Одновременно с этим величина тока в двигателе изменяется одинаково во всех трех фазных проводниках. Посему вести контроль можно только за двумя фазами.

Реле комплектуется парой групп клемм, которые находятся в нормально открытом и нормально замкнутом состоянии.

Перед установкой необходимо обесточить электрическую сеть и удостовериться в этом посредством индикаторной отвертки. Далее необходимо установить параметры напряжения катушки. Они нанесены на корпус электродвигателя. При напряжении в 220В на клеммы защитного устройства подается фазные и нулевые проводники. При напряжении в 380В – имеется два разноименных фазных провода.

Для подсоединения данного устройства нужно воспользоваться кнопкой Пуск и Стоп. Наряду с этим Пуск имеет всегда разъединенные контакты, а Стоп – всегда замкнутые. Защитный прибор устанавливается между пускателем и электромотором. Подсоединение происходит к выводам пускателя.

Тепловое реле оснащено вспомогательными контактами, посредством которых устройство подсоединяется к катушке магнитного пускателя последовательно.

Далее запускается механизм, при этом включается кнопка Пуск.

Поделиться ссылкой:

Читайте по теме

Facebook

Twitter

Вконтакте

Google+

виды, основные параметры и сфера использования

Использование тепловых реле позволяет защитить электрические двигатели от токовой перегрузки: при превышении определенных параметров они отключают подачу электроэнергии.

При перегрузке в цепи происходит значительное повышение температуры. В некоторых случаях это может стать причиной неисправности или поломки оборудования. Применение тепловых реле дает возможность значительно продлить период эксплуатации аппаратуры, так как обеспечиваются нормальные условия для его функционирования.

Стоимость устройств варьируется в широком диапазоне. Во многом она зависит от особенностей эксплуатации, назначения и вида теплового реле. Например, РТЛ. Обеспечивают защиту электрических моторов от возможных перегрузок, исключают вероятность заклинивания ротора, перекоса фаз и затяжного пуска.

Цены на тепловые реле также зависят от того, какими технико-эксплуатационными характеристиками они обладают.

Основные параметры тепловых реле:

  1. Номинальный ток. При определенном значении ТР не срабатывает в течение длительного промежутка времени. В то же время превышение лимита не приводит к незамедлительному отключению цепи. Например, если значение больше номинального на 20 %, то ТР сработает примерно через 20-30 минут.
  2. Номинальное напряжение. Обычно бытовые модели предназначены для эксплуатации в однофазных сетях переменного тока (220 вольт и 50 Гц). При этом выпускаются и промышленные тепловые реле, которые могут быть рассчитаны на использование в трехфазных сетях.
  3. Эксплуатационные условия. Категория размещения тепловых реле определяется в соответствии с нормами ГОСТ 15150. Стандарт описывает возможные температурные значения и уровень влажности, а также устойчивость прибора к вибрациям, ударам, взрывоопасным газам.
  4. Граница срабатывания теплового реле.
  5. Количество и вид дополнительных контактов управления.
  6. Чувствительность к перекосу фаз.

ВИДЫ ТЕПЛОВЫХ РЕЛЕ, ИХ ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И СФЕРА ПРИМЕНЕНИЯ

Область применения такого оборудования — цеха промышленных предприятий, ремонтные мастерские, некоторые объекты сельского и коммунального хозяйства. Внедрение этих устройств позволяет защищать электроприводы от перегрузок.

Принцип действия реле основан на способности электрического тока повышать температуру проводника при прохождении через него.

Любой материал при нагреве увеличивает свой объем, но по-разному. Если нагреть две жестко соединенные пластины из разных металлов, то они деформируются. Движение передается на механическую защелку выключателя, который срабатывает и разъединяет электрические контакты.

Как правило, в тепловом реле используют 2 биметаллические пластины. Чаще всего это инвар, а также немагнитная или хромоникелевая сталь, имеющие разные коэффициенты расширения. Там, где пластины прилегают друг к другу, они жестко закрепляются путем штамповки, горячей прокатки или сварки. Когда происходит нагревание неподвижной части закрепленной пластины, она изгибается, что и приводит к срабатыванию — взаимодействию с контактным блоком реле.

Однако нагревание может происходить двумя способами. Например, тепло выделяется при прохождении через биметаллическую часть нагрузочного тока. Кроме того, нагрев возможен благодаря специальному нагревателю, также обтекаемому током нагрузки. Наиболее эффективно тепловое реле работает при комбинировании двух способов нагревания.

Разновидности применяемых в промышленности тепловых реле:

  • РТЛ;
  • РТТ;
  • ТРН;
  • РТП и др.

Серия РТЛ — устройства для защиты электродвигателей от длительных перегрузок или выпадения одной из фаз. Они применяются как в комплекте с пускателями типа ПМЛ, так и отдельно.

РТТ — тепловые реле для защиты промышленных асинхронных электромоторов (380 V) с короткозамкнутым ротором от затяжных перегрузок. Они также реагируют на выпадение фазы, иногда встраиваются в пускатели типа ПМА.

Серия ТРН — это двухфазные тепловые реле промышленного назначения. Они применяются в комплекте с магнитными пускателями и выполняют функцию защиты асинхронных электродвигателей от перегрузки.

РТП — тепловые реле с комбинированной системой нагрева биметаллической пластины. Конструкция устройства обеспечивает плавную ручную настройку тока срабатывания. Возврат якоря реле в исходное положение осуществляется двумя способами:

  • вручную, посредством кнопки;
  • автоматически, после остывания биметаллической пластины.

Особенности установки теплового реле

Обычно монтаж производится вместе с магнитным пускателем, который обеспечивает подключение и запуск электродвигателя. Некоторые тепловые реле устанавливаются как самостоятельные приборы на DIN-рейку либо на монтажные панели (ТРН или РТТ). Причем если у реле ТРН есть лишь пара входящих подключений, то фаз все равно 3.

Отключенный фазный провод выводится с пускателя к двигателю в обход устройства. Изменение тока будет происходить пропорционально во всех фазах, в результате чего достаточно контролировать только две из них.

Возможно подключение теплового реле и с помощью токовых трансформаторов, что целесообразно при использовании мощных моторов. Как бы там ни было, важно избегать ошибок при установке, например, нельзя подключать реле с параметрами, не соответствующими характеристикам электродвигателя.

Технические характеристики тепловых реле:
Номинальное напряжение переменного тока, В 660
Частота переменного тока, Гц 50 (60)
Время срабатывания при токе 1,2 Iном, мин 20
Время ручного возврата, мин, не менее 1,5
Время срабатывания при нагрузке 6-кратным Iном, с РТЛ-1000 4,5 … 9,0
РТЛ-2000 4,5 … 12,0
Термическая стойкость реле, с, при нагрузке 18-кратным Iном на ток: до 10А 0,5
свыше 10А 1,0
Тип реле Диапазон регулирова-ния номинального тока несрабатывания, А Мощность, потребляемая одним полюсом реле, Вт Тип реле Диапазон регулирова-ния номинального тока несрабатывания, А Мощность, потребляемая одним полюсом реле, Вт
Номинальный ток 25А
РТЛ-1001 0,10 … 0,17 2,05 РТЛ-1008 2,40 … 4,00 1,87
РТЛ-1002 0,16 … 0,26 2,03 РТЛ-1010 3,80 … 6,00 1,84
РТЛ-1003 0,24 … 0,40 1,97 РТЛ-1012 5,50 … 8,00 1,68
РТЛ-1004 0,38 … 0,65 1,99 РТЛ-1014 7,00 … 10,0 1,75
РТЛ-1005 0,61 … 1,00 1,8 РТЛ-1016 9,50 … 14,0 2,5
РТЛ-1006 0,95 … 1,6 1,8 РТЛ-1021 13,0 … 19,0 2,75
РТЛ-1007 1,50 … 2,60 1,8 РТЛ-1022 18,0 … 25,0 2,8
Номинальный ток 80А
РТЛ-2053 23 … 32 2,43 РТЛ-2059 47 … 64 3,69
РТЛ-2055 30 … 41 3,03 РТЛ-2061 54 … 74 4,38
РТЛ-2057 38 … 52 3,3 РТЛ-2063 63 … 86 5,62

КАК ПРАВИЛЬНО ВЫБРАТЬ НУЖНОЕ ТЕПЛОВОЕ РЕЛЕ

Для правильного выбора модели теплового реле нужно ориентироваться на мощностные параметры защищаемого электродвигателя. Основные характеристики устройства отображаются в условном обозначении. В маркировке теплового реле в обязательном порядке присутствуют следующие данные:

  • диапазон токов установки;
  • климатическое исполнение;
  • режим возврата теплового реле (ручной или автоматический).

При выборе теплового реле рекомендуем учитывать и такие аспекты:

  • некоторые разновидности имеют функцию недогрузки, позволяющую выявить уменьшение тока в цепи;
  • устройства могут иметь опцию компенсации температуры внешней среды — такие считаются самыми удобными и надежными;
  • выпускаются приборы, дополненные световыми индикаторами. Датчики или светодиоды отображают сигналы состояния и включения.

Схема подключения теплового реле – принцип работы, регулировки и маркировка

Электродвигатели и прочее электрооборудование в процессе эксплуатации могут испытывать высокие нагрузки, вызывающие их перегрев. Частые перегревы обмоток силовых установок приводят к разрушению изоляционных материалов и значительному сокращению срока службы, поэтому в конструкции таких устройств предусматривают защитное тепловое реле (ТР). Подключениев схему теплового реле обеспечивает обесточивание электрооборудования при возникновении нештатных ситуаций и предотвращает его выход из строя.

Основные характеристики тепловых реле

Основные характеристики теплового реле, учитываемые при выборе подходящего варианта:

  • Номинальный ток защиты. Выбирается в соответствии с номинальным током нагрузки. Номинальный ток термореле должен быть в полтора раза выше Iном защищаемого двигателя.
  • Интервал регулирования установки тока срабатывания.
  • Напряжение цепи и характер тока – постоянный или переменный. При выходе напряжения за допустимые пределы термореле выйдет из строя.
  • Номенклатура и число вспомогательных контактов управления. Некоторые ТР имеют дополнительные контакты, управляющие функционированием самого теплореле и обслуживаемой нагрузки.
  • Мощность коммутации. Важное свойство ТР, которое характеризует выходную мощность нагрузки.
  • Граница (порог) срабатывания. Это коэффициент, величина которого зависит от величины Iном. Чаще всего этот коэффициент находится в пределах 1,1-1,5.
  • Чувствительность к асимметрии фаз. Этот параметр равен отношению фазы с перекосом к фазе, по которой проходит Iном.
  • Класс отключения. Характеризует усредненный период срабатывания устройства.

Устройство и принцип работы тепловых реле

Для защиты электродвигателей и другого электрооборудования чаще всего применяют ТР с биметаллическими пластинами.

В конструкцию биметаллического теплового реле входят:

  • Биметаллическая пластина. Изготавливается из двух сплавов, обладающих разными коэффициентами термического расширения. Обычно это инвар (низкий Кр) и хромоникелевая сталь (более высокий Кр). Между собой их сваривают или соединяют прокаткой. Один из этих металлов нагревается быстрее, другой – медленнее. При перегрузке по току часть пластиныс высоким Кр прогибается ко второй частипластины, которая имеет меньший Кр. Такое движение влияетчерез толкатель на группу контактов.
  • Регулятор тока установки. С его помощью устанавливают максимальное значение тока, выше которого ТР обесточивает цепь. Ток срабатывания регулируется путем увеличения или уменьшения зазора между основной пластиной и толкателем.
  • Электрические контакты. Их подключают к обмоткам магнитного пускателя теплового реле. Обычно в ТР имеются два контакта – нормально замкнутый и нормально разомкнутый. При силовом воздействии биметаллической пластинки контакты меняют свое положение на противоположное.

Конструкция биметаллического теплового реле

Нагрев биметаллической пластины происходит по одной из двух схем: непосредственно из-за тока перегруза или косвенно, через отдельный термочувствительный элемент. В одном устройстве могут соединяться оба этих принципа, что значительно повышает его эффективность. При превышении критических величин тока потребителя реле разомкнет цепь и обесточит МП, а следовательно, защищаемое электрооборудование.

На срабатывание релейного элемента может повлиять повышенная температура окружающей среды. Для компенсации этого явления и предотвращения ложных срабатываний в конструкции ТР предусматривают дополнительные биметаллические пластины, которые прогибаются в сторону, противоположную пространственному положению основного элемента.

Виды тепловых реле

Производители предлагают несколько типов ТР, которые отличаются между собой конструктивными особенностями и видом применяемых МП.

  • ТРП. Однополюсный коммутационный аппарат, имеющий комбинированный вариант нагрева. Используется в сетях постоянного тока, в которых напряжение не превышает 400 В, для защиты асинхронных двигателей. Устойчив к ударным и вибрационным нагрузкам.
  • РТЛ. Защищает электромоторы от затянутого пуска, асимметрии токов, перегрузов, при исчезновении фазы.
  • РТТ. Обеспечивает защиту асинхронных трехфазных машин с КЗ ротором от перегрузок, затянутого старта и перекоса фаз.
  • ТРН. Используется в электросетях постоянного тока. Служат для контроля пуска электрических установок и рабочего режима двигателя.
  • РТИ.Функционирует совместно с автоматическими выключателями или предохранителями.
  • РТК. Предназначен для использования в цепях автоматики, контролирует температурный режим в корпусе электрического оборудования.

Перечисленные ТР не защищают электроцепи от короткого замыкания.

Схема подключения теплового реле

Подсоединение ТР к силовым установкам осуществляется в соответствии с инструкцией производителя. В большинстве случаев ТР к защищаемому устройству подключают через нормально замкнутый контакт, который последовательно соединяют с клавишей «стоп». Разомкнутый контакт включает теплозащиту при выходе тока за допустимые значения. Схемы подключения теплового реле в цепь двигателя или другого электрооборудованиямогут быть и другими, в зависимости от присутствия дополнительных устройств.

Стандартная схема подключения теплового реле

Схема подключения теплового реле

Тепловое реле устанавливают и подключают вместе с магнитным пускателем, выполняющим функции включения электрического привода. Возможны варианты, когда тепловое реле устанавливают на DIN-рейку или отдельную панель.

При подключении потребителя в сеть 220 В или 380 В все фазы после магнитного пускателя пропускают через тепловое реле, а затем уже подсоединяют к электродвигателю. При включении пусковой кнопки напряжение электропитания попадает на обмотку МП, который включает электродвигатель. Если ток нагрузки увеличивается до значения, превышающего критическую величину, тепловое реле срабатывает и отключает электродвигатель.

Тепловое реле ТРН имеет всего два входящих подключения. Неподключенный провод фазы в этом случае пускают непосредственно от пускателя к двигателю. Поскольку ток в электродвигателе изменяется пропорционально, допускается контроль только двух из них (любых).

Регулировка теплового реле

Для эффективного выполнения функции отключения электродвигателя или другого обслуживаемого аппарата необходимо правильно отрегулировать настройки ТР таким образом, чтобы вероятность ложных срабатываний была исключена. Настройку рекомендуется осуществлять на специализированном стенде способом фиктивных нагрузок:

  • Через термочувствительный элемент пропускают ток для моделирования реальной тепловой нагрузки.
  • С помощью таймера определяют время срабатывания. При проведении настройки с помощью контрольного винта при токе 1,5 Iн время срабатывания должно быть не более 2,5 минут, 5-6 Iн – не более 10 секунд.

Маркировка тепловых реле

В маркировке указывается большинство важных характеристик ТР. Пример обозначения: РТЛ-Х1Х2Х3-Х4-Х5А-Х6А-Х7Х8, где

  • РТЛ – тип теплового реле;
  • Х1 – ном.ток, 1 – до 25 А, 2 – до 100 А, 3 – до 250 А, 4 – до 510 А;
  • Х2– 3 цифры (условно), обозначающие диапазон токовой уставки;
  • Х3–литера, характеризующая исполнение;
  • Х4– способ возврата: 1 – ручной, 2 – самовозврат;
  • Х5 – Iном, А;
  • Х6 – диапазон уставки по току, А;
  • Х7– климатическое исполнение;
  • Х8– торговая марка.
  • Тепловое реле – эффективный элемент защиты электродвигателей и другого электрооборудования, который выгодно отличается от входного автоматического выключателя тем, что не подвержен ложным срабатываниям при кратковременных скачках тока.


    Была ли статья полезна?

    Да

    Нет

    Оцените статью

    Что вам не понравилось?


    Схема подключения теплового реле

    Анатолий Мельник

    Специалист в области радиоэлектроники и электронных компонентов. Консультант по подбору деталей в компании РадиоЭлемент.


    Назначение и принцип работы теплового реле.

    Во время работы электрического двигателя по сети подается большое напряжение. Иногда слишком большой ток или его скачки могут вызвать короткое замыкание. Именно для таких случаев разработано тепловое реле. Оно защищает мотор, быстро отключая питание. Таким образом, это предотвращает возгорание деталей или выход механизма из строя. Нужно упомянуть, что тепловое реле работает в паре с магнитным пускателем.

    Особенности конструкции.

    Механизм включает в себя:

    — биметаллическую полосу;
    — нагревательный элемент;
    — провода с пружиной и защелкой.

    Основа пластины – металлы, сваренные между собой, у которых разный температурный коэффициент линейного расширения. У одной части он малый и поэтому металл относится к группе пассивных. Соответственно, другой имеет большую долю расширения и считается активным. В процессе нагревания активная часть стремится увеличиться больше пассивной и возникает изгибающий момент.

    Действие нагревательного элемента понятно, исходя из названия, он отвечает за нагрев и прогиб биметаллической пластины. Деталь пропускает через себя ток, превышающий номинальный, и один конец пластины опускается и задевает защелку. Она связана с пружинами, которые берут на себя самую ответственную часть. Когда защелка открывается, пружины воздействуют на специальный рычаг. Они толкают его вверх, и он размыкает цепь.

    Назначение.

    Когда ток протекает через электрическое оборудование, он вырабатывает тепло. Чем дольше вырабатывается ток, тем больше увеличивается его мощность и, соответственно, устройство больше нагревается. При этом у каждого механизма есть своя предельная точка, превышение которой приводит к поломке. По разным причинам напряжение может скакнуть выше номинальной характеристики прибора.

    Для таких случаев и придумали тепловое реле, которое защищает аппарат от поломок и разрушений. Если индуцированный температурой ток превышает оптимальные характеристики прибора – реле срабатывает. Оно отключает основной источник питания. Либо с помощью электрической блокировки, либо через механическую. Именно биметаллическая пластина выступает той самой «лакмусовой бумажкой», которая определяет норму тока, проходящего по сети.

    Подобнее о принципе работы.

    Из чего состоит биметаллическая полоса сказано выше, но напомним еще раз: две разного рода пластины, крепко сваренные между собой. Они сделаны из металла противоположных видов, поэтому нагреваются с разной скоростью. Это провоцирует изгиб полосы и затем в работу вступают контактные провода. Они разрывают цепь, не позволяя току проходить по ней.

    Если реле электронное, то «считывать» информацию о мощности тока оно будет через зонд или специальный датчик. Затем, в зависимости от введенных данных, микропроцессор будет определять, когда производить отключение. Сама биметаллическая пластина может нагреваться прямым или косвенным способом. При втором полоса «укутывается» в изолированный слой обмотки, через который и проходит ток. А в первом случае нагревается сама пластина.

    Время-токовые характеристики.

    От мощности тока нагрузки зависит, насколько быстро сработает механизм. И тут нужно ориентироваться на вид реле защиты, который подбирается в зависимости от характеристик электрического двигателя. Но в любом случае перегрузка начинается, когда через реле начинает проходить ток X мощности, нагревая пластину до определенной X температуры. Чтобы проверить точность указанных на корпусе прибора данных, нужно в тестовом режиме пустить большую нагрузку. Но при подсчете результатов не стоит забывать, исходя из какого состояния (перегретого или холодного) произошло срабатывание реле.

    В зависимости от времени токовой перегрузки меняется постоянная времени нагрева. Например, при кратковременном токе большой мощности нагревается только обмотка электрического мотора. Поэтому постоянная нагрева составляет около 5-10 минут. Если перегрузка длительная, то нагреваются все элементы прибора и постоянная увеличивается до 40-60 минут. Тепловые реле логичнее использовать, если время работы механизма переваливает за 30 минут.

    Влияние температуры.

    Биметаллическая пластина может нагреваться не только от прямого воздействия, но и от температуры окружающей среды. Если последняя растет, то уменьшается ток срабатывания реле. Когда в помещении температура намного больше или меньше номинальной, нужно дополнительно отрегулировать тепловой прибор (плавная регулировка). Или воспользоваться другим вариантом: приобрести нагревательный элемент, который будет учитывать реальный (актуальный) температурный режим. Такой механизм стоит дороже, но обеспечивает точность и избавляет от дополнительных хлопот.

    При выборе теплового реле учитывайте этот фактор и выбирайте максимально большую номинальную цифру тока. И конечно, желательно расположить прибор в том же месте, где находится объект для защиты. И ни в коем случае не монтируйте реле в местах концентрирования источников тепла.

    Принцип работы теплового реле защиты двигателя

    Принцип работы

    Реле тепловой защиты двигателя содержат три биметаллических полосы вместе с механизмом отключения в корпусе из изоляционного материала. Биметаллические ленты нагреваются током двигателя, заставляя их изгибаться и приводя в действие механизм отключения после определенного хода, который зависит от настройки тока реле.

    Working principle of thermal motor protection relay Working principle of thermal motor protection relay Принцип работы теплового реле защиты двигателя (фото: andrem.пл)

    Механизм разблокировки приводит в действие вспомогательный переключатель, который размыкает цепь катушки контактора двигателя (, рис. 1, ). Индикатор положения переключения сигнализирует о состоянии « сработал ».

    Principle of operation of a three pole thermally delayed bimetal motor protection relay with temperature compensation Principle of operation of a three pole thermally delayed bimetal motor protection relay with temperature compensation Рисунок 1 — Принцип действия трехполюсного биметаллического реле защиты двигателя с термической задержкой и температурной компенсацией

    A = Биметаллические ленты с косвенным нагревом
    B = Шток переключения
    C = Рычаг переключения
    D = Рычаг контакта
    E = Биметаллическая полоса компенсации

    Биметаллические ленты можно нагревать напрямую или косвенно .В первом случае ток протекает непосредственно через биметалл , во втором — через изолированную нагревательную обмотку вокруг ленты. Изоляция вызывает некоторую задержку теплового потока, так что инерция тепловых реле с косвенным обогревом больше при более высоких токах, чем у их аналогов с прямым обогревом. Часто оба принципа сочетаются.

    Для номинальных токов двигателя более прибл. 100 A , ток двигателя проходит через трансформаторы тока .Затем тепловое реле перегрузки нагревается вторичным током трансформатора тока.

    Это означает, с одной стороны, что рассеиваемая мощность снижается, а с другой — повышается стойкость к короткому замыканию.

    Ток срабатывания биметаллических реле может быть установлен по шкале тока — путем смещения механизма срабатывания относительно биметаллических лент — так, чтобы характеристика защиты могла быть согласована с защищаемым объектом в ключевой области непрерывного режима.

    Простая и экономичная конструкция может только приблизительно соответствовать переходной тепловой характеристике двигателя.

    Для пуска с последующим продолжительным режимом работы тепловое реле защиты двигателя обеспечивает идеальную защиту двигателя. При частых запусках в прерывистом режиме работы значительно более низкая постоянная времени нагрева биметаллических лент по сравнению с двигателем приводит к раннему отключению, при котором тепловая мощность двигателя не используется.

    Постоянная времени охлаждения тепловых реле короче, чем у обычных двигателей. Это также способствует увеличению разницы между фактической температурой двигателя и температурой, моделируемой тепловым реле при прерывистой работе.

    По этим причинам защиты двигателей в прерывистом режиме работы недостаточно .


    Температурная компенсация

    Принцип действия реле тепловой защиты двигателя основан на превышении температуры .Следовательно, температура окружающей среды устройства влияет на характеристики отключения.

    Поскольку место установки и, следовательно, температура окружающей среды двигателя, который должен быть защищен, обычно отличаются от температуры защитного устройства, промышленным стандартом является то, что характеристика срабатывания биметаллического реле является температурной компенсацией, то есть в значительной степени не зависит от температуры окружающей среды. (см. рисунок 2 ниже).

    Tripping tolerances for temperature-compensated overload relays Tripping tolerances for temperature-compensated overload relays Рисунок 2 — Допуски срабатывания реле перегрузки с температурной компенсацией для защиты двигателя согласно IEC 60947-4-1

    I = Перегрузка, кратная установленному току
    δ = Температура окружающей среды
    Limit values Limit values — Предельные значения согласно IEC 60947-4-1

    Это достигается с помощью компенсационной биметаллической планки , которая делает относительное положение механизма отключения независимо от температуры.


    Чувствительность к обрыву фазы

    Характеристика срабатывания трехполюсных реле защиты двигателя применяется при условии, что все три биметаллические полоски одновременно нагружены одинаковым током.

    Если при обрыве одного полюсного проводника нагреваются только две биметаллические полосы, то только эти две полосы должны создавать усилие, необходимое для приведения в действие механизма отключения. Это требует более высокого тока или приводит к более длительному времени отключения ( характеристическая кривая c на рисунке ниже ).

    Typical trip characteristics of a motor protection relay Typical trip characteristics of a motor protection relay Типичные характеристики срабатывания реле защиты двигателя

    I e = Номинальный ток, установленный на шкале
    t = Время отключения

    Из холодного состояния:
    a = 3-полюсная нагрузка, симметричная
    b = 2-полюсная нагрузка с дифференциальным расцепителем
    c = 2-полюсная нагрузка без дифференциального расцепителя

    Из теплого состояния:
    d = 3-полюсная нагрузка, симметричная

    Если более мощных двигателей (≥10 кВт) будут подвергаться воздействию этих более высоких токов в течение более длительного времени, следует ожидать повреждения.

    Для обеспечения защиты двигателя от тепловой перегрузки в случаях асимметрии питания и обрыва фазы высококачественные реле защиты двигателя имеют механизмы с чувствительностью к обрыву фазы (дифференциальный расцепитель).

    Resource // Низковольтное распределительное устройство и аппаратура управления — Rockwell

    ,

    Конструкция и работа теплового реле

    Тепловое реле работает по принципу теплового воздействия электрической энергии. Биметаллические ленты, нагревательные катушки и трансформаторы тока являются важными частями теплового реле.

    Трансформатор тока подает ток на катушки нагревателя. Тепловая энергия змеевиков нагревателя нагревает биметаллические ленты. Биметаллические полосы изготовлены из сплава никеля и стали.Сплав никеля и стали обладает высоким удельным сопротивлением стали, а также не подвержен термическому старению.

    Изолированный печеночный рычаг соединяется с катушкой отключения вместе с пружиной и биметаллическими полосами. Натяжение пружины варьируется с помощью секторной пластины.

    thermal-relay

    Когда система находится в нормальном рабочем состоянии, пружина остается прямой. Когда в системе возникает неисправность, биметаллическая пружина нагревается и изгибается.Напряжение пружины становится расцепителем, размыкающим контакты реле. Контакт реле возбуждает цепь отключения, из-за чего замыкаются контакты автоматического выключателя. Таким образом, система остается безопасной.

    Тепловое реле в основном используется в низковольтных асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором и двигателях постоянного тока с малой выходной мощностью. Тепловое реле имеет низкую перегрузочную способность. Он рассчитан на работу в 6-7 раз больше, чем при полной нагрузке.

    Реле такого типа не используется при коротком замыкании.Ток короткого замыкания увеличивает температуру биметаллических лент, из-за чего замыкаются контакты реле. Тепловое реле используется с реле короткого замыкания или с предохранителем ограничения времени.

    ,

    Что такое реле? Определение, принцип работы и конструкция

    Определение: Реле — это устройство, которое размыкает или замыкает контакты, чтобы вызвать срабатывание другого электрического управления. Он обнаруживает недопустимое или нежелательное состояние с помощью назначенной области и дает команды автоматическому выключателю для отключения поврежденной области. Таким образом защищает систему от повреждений.

    Принцип работы реле

    Работает по принципу электромагнитного притяжения.Когда цепь реле определяет ток короткого замыкания, она возбуждает электромагнитное поле, которое создает временное магнитное поле.

    relay Это магнитное поле перемещает якорь реле для размыкания или замыкания соединений. Реле малой мощности имеет только один контакт, а реле высокой мощности имеет два контакта для размыкания переключателя.

    Внутренняя часть реле показана на рисунке ниже. Он имеет железный сердечник, на который намотана управляющая катушка. Питание на катушку подается через контакты нагрузки и управляющего переключателя.Ток, протекающий через катушку, создает вокруг нее магнитное поле.

    Из-за этого магнитного поля верхнее плечо магнита притягивает нижнее плечо. Следовательно, замкните цепь, что заставит ток течь через нагрузку. Если контакт уже замкнут, то он движется в противоположном направлении и, следовательно, размыкает контакты.

    Шест и бросок

    Полюс и ход — это конфигурации реле, где полюс — это переключатель, а ход — это количество подключений.Однополюсный, однополюсный — это простейший тип реле, которое имеет только один переключатель и только одно возможное соединение. Точно так же однополюсное реле двойного хода имеет один переключатель и два возможных соединения.

    Конструкция реле

    Реле работает как электрически, так и механически. Он состоит из электромагнитных и набора контактов, выполняющих операцию переключения. Конструкция реле в основном делится на четыре группы. Это контакты, подшипники, электромеханическая конструкция, выводы и корпус.

    Контакты — Контакты являются наиболее важной частью реле, влияющей на надежность. Хороший контакт обеспечивает ограниченное контактное сопротивление и снижает износ контактов. Выбор материала контактов зависит от нескольких факторов, таких как характер прерываемого тока, величина прерываемого тока, частота и рабочее напряжение.

    Подшипник — Подшипник может быть одношариковым, многоступенчатым, поворотно-шариковым и ювелирным.Одиночный шарикоподшипник используется для обеспечения высокой чувствительности и низкого трения. Многоступенчатый шарикоподшипник обеспечивает низкое трение и большую устойчивость к ударам.

    Электромеханическое исполнение — Электромеханическое исполнение включает конструкцию магнитной цепи и механическое крепление сердечника, ярма и якоря. Сопротивление магнитного пути остается минимальным, чтобы схема была более эффективной. Электромагнит изготовлен из мягкого железа, и ток катушки обычно ограничен до 5 А, а напряжение катушки — до 220 В.

    Концы и корпус — Сборка якоря с магнитом и основанием производится с помощью пружины. Пружина изолирована от якоря формованными блоками, которые обеспечивают стабильность размеров. Неподвижные контакты обычно привариваются к клеммной перемычке.

    ,

    Что такое реле? Как работает реле и различные типы реле

    Основное использование реле было замечено в истории для передачи и приема информации, что называлось кодом Морзе, где входные сигналы были либо 1, либо 0, эти изменения если сигналы были механически отмечены с точки зрения включения и выключения лампочки или звукового сигнала, это означает, что эти импульсы единиц и нулей преобразуются в механические включения и выключения с помощью электромагнитов. Позже это было импровизировано и использовалось в различных приложениях.Давайте посмотрим, как этот электромагнит действует как переключатель и почему он называется RELAY .

    Что такое реле?

    Реле подразделяются на множество типов, стандартное и обычно используемое реле состоит из электромагнитов, которые обычно используются в качестве переключателя. Словарь говорит, что реле означает акт передачи чего-либо от одного объекта к другому , то же значение может быть применено к этому устройству, потому что сигнал, полученный с одной стороны устройства, управляет операцией переключения на другой стороне.Таким образом, реле — это переключатель, который управляет цепями (размыканием и замыканием) электромеханически. Основная операция этого устройства заключается в замыкании или размыкании контакта с помощью сигнала без участия человека для его включения или выключения. Он в основном используется для управления цепью высокой мощности с использованием сигнала низкой мощности. Обычно сигнал постоянного тока используется для управления цепью, которая управляется высоким напряжением, например, управление бытовой техникой переменного тока с помощью сигналов постоянного тока от микроконтроллеров.

    Конструкция реле

    Электромеханическое реле в основном сконструировано с использованием нескольких механических частей, таких как электромагнит, подвижный якорь, контакты, ярмо и пружина / рама / стойка, эти части показаны на внутренних изображениях реле ниже.Все они логически организованы и образуют реле.

    Picture of internal mechanical parts of relay Picture of internal mechanical parts of relay

    Здесь мы объяснили внутренних механических частей реле :

    Электромагнит:

    Электромагнит играет важную роль в работе реле . Это металл, не обладающий магнитными свойствами, но его можно преобразовать в магнит с помощью электрического сигнала. Мы знаем, что когда ток проходит по проводнику, он приобретает свойства магнита.Итак, когда металл намотан медной проволокой и приводится в действие достаточным источником питания, этот металл может действовать как магнит и притягивать металлы в пределах своего диапазона.

    demonstration of electromagnet

    Подвижная арматура:

    Подвижная арматура — это простая металлическая деталь, которая балансируется на шарнире или стойке. Это помогает установить или разорвать соединение с подключенными к нему контактами.

    Контакты:

    Это проводники, которые существуют внутри устройства и подключены к клеммам.

    Хомут:

    Это небольшая металлическая деталь, закрепленная на сердечнике, чтобы притягивать и удерживать якорь, когда катушка находится под напряжением.

    Пружина (опция):

    Некоторым реле не нужна пружина, но если она используется, она подключается к одному концу якоря, чтобы обеспечить его легкое и свободное движение. Вместо пружины можно использовать металлическую подставку.

    Конструкция реле и его работа:

    На следующем рисунке показано, как реле выглядит внутри и как оно может быть сконструировано,

    internal structure of relay

    На кожухе размещен сердечник с намотанными на него медными обмотками (образующими катушку).Подвижный якорь состоит из пружинной опоры или конструкции, подобной стойке, соединенной с одним концом, и металлического контакта, соединенного с другой стороной, все эти устройства размещены над сердечником так, что, когда катушка находится под напряжением, она притягивает якорь. Подвижный якорь обычно рассматривается как общий вывод, который должен быть подключен к внешней схеме. Реле также имеет два контакта, а именно: , , нормально замкнутый и нормально разомкнутый (NC и NO), , нормально замкнутый штифт подключен к якорю или общей клемме, тогда как нормально разомкнутый штифт остается свободным (когда катушка не находится под напряжением. ).Когда катушка находится под напряжением, якорь перемещается и подключается к нормально разомкнутому контакту, пока не появится ток через катушку. Когда он обесточен, он возвращается в исходное положение.

    Общая схема реле показана на рисунке ниже

    SPDT-Relay-Working

    Как работает реле:

    Реле в НОРМАЛЬНО ЗАКРЫТОМ состоянии:

    Когда на сердечник не подается напряжение, он не может генерировать магнитное поле и не действует как магнит.Следовательно, он не может притягивать подвижную арматуру. Таким образом, само исходное положение — это якорь, подключенный в нормально закрытом положении (NC).

    How Relay works in NORMALLY CLOSED condition

    Реле в НОРМАЛЬНО ОТКРЫТОМ состоянии:

    Когда на сердечник подается достаточное напряжение, он начинает создавать вокруг него магнитное поле и действует как магнит. Поскольку подвижный якорь находится в пределах своего диапазона, он притягивается к магнитному полю, создаваемому сердечником, таким образом, положение якоря изменяется.Теперь он подключен к нормально разомкнутому контакту реле, и внешняя цепь, подключенная к нему, функционирует иначе.

    How Relay works in NORMALLY OPENED condition

    Примечание: Функциональность внешней цепи зависит от подключения к контактам реле.

    Итак, наконец, мы можем сказать, что когда катушка находится под напряжением, якорь притягивается, и можно видеть действие переключения, если катушка обесточена, она теряет свои магнитные свойства, и якорь возвращается в свое исходное положение.

    Вы можете проверить работу реле в реальном времени на в приведенной ниже анимации:

    Relay operation circuit diagram animantion

    Relay operation animation in real

    Различные типы реле:

    Помимо электромагнитного реле, существует множество других типов реле , которые работают по другим принципам. Его классификация выглядит следующим образом:

    Типы реле по принципу действия

    Когда два разных материала соединяются вместе, они образуют биметаллическую полосу.Когда эта полоса находится под напряжением, она имеет тенденцию изгибаться, это свойство используется таким образом, что природа изгиба обеспечивает соединение с контактами.

    С помощью нескольких механических частей и на основе свойств электромагнита соединение выполняется с контактами.

    Вместо механических частей, таких как электротермические и электромеханические реле, используются полупроводниковые устройства. Таким образом, скорость переключения устройства можно сделать проще и быстрее. Основными преимуществами этого реле являются его больший срок службы и более быстрое переключение по сравнению с другими реле.

    Это комбинация электромеханических и твердотельных реле.

    Типы реле в зависимости от полярности:

    Они похожи на электромеханические реле, но в них есть как постоянный магнит, так и электромагнит, движение якоря зависит от полярности входного сигнала, подаваемого на катушку. Используется в приложениях телеграфии.

    Катушка в этих реле не имеет полярности, и ее работа остается неизменной даже при изменении полярности входного сигнала.

    Комбинации ударов и бросков:

    Выключатели

    также можно классифицировать по количеству комбинаций полюсов и переключателей. Полюс можно рассматривать как входную клемму и подвижную часть, подключенную к ней, тогда как бросок можно рассматривать как выходную клемму. Его классификация выглядит следующим образом:

    Однополюсный, односторонний (SPST):

    Он состоит только из одного шеста и одного броска.Обычно путь либо закрыт, либо открыт (остается нетронутым для любого терминала). Нажимная кнопка — лучший пример этого типа. Когда мы нажимаем кнопку, контакт находится в закрытом положении, а при отпускании контакт находится в открытом положении, что можно понять из изображения ниже.

    Single pole single throw switch SPST

    Однополюсный, двусторонний (SPDT):

    Этот тип переключателей состоит только из одного полюса, но имеет два положения. Таким образом, контакт всегда устанавливается на любой из выводов.В качестве примера можно рассмотреть ползунковый переключатель. Ползунок всегда подключен к любому из контактов, т.е. замкнутый путь всегда существует, если оба контакта подключены к цепи.

    Single pole double throw switch spdt

    Двухполюсный, односторонний (DPST):

    Имеет две шесты и бросок. Его контакты либо разомкнуты, либо замкнуты, что делается одновременно. Тумблер работает на этом свойстве. Когда переключатель переводится из одного положения в другое, оба контакта перемещаются одновременно.

    double pole single throw switch dpst

    Двухполюсный, двусторонний (DPDT):

    Этот тип переключателей имеет два полюса, но отдельный полюс имеет два положения. Таким образом, это называется двойным ходом, и действие переключения выполняется одинаково и одновременно для обоих полюсов. Переключатель на стандартном триммере имеет DPDT, потому что, когда мы заряжаем триммер, и когда переключатель на триммере находится в состоянии ВКЛ, он автоматически прекращает зарядку, что означает, что переключатели внутри цепи зарядки размыкаются.

    double pole double throw switch dpdt

    Применение реле:

    Возможности применения реле безграничны, его основная функция — управление цепью высокого напряжения (цепь 230 В переменного тока) с помощью источника питания низкого напряжения (напряжение постоянного тока).

    • Реле используются не только в больших электрических цепях, но также используются в компьютерных цепях для выполнения в них арифметических и математических операций.
    • Используется для управления переключателями электродвигателя.Чтобы включить электродвигатель, нам потребуется питание 230 В переменного тока, но в некоторых случаях / приложениях может возникнуть ситуация, когда двигатель будет включен с напряжением питания постоянного тока. В этих случаях можно использовать реле.
    • Автоматические стабилизаторы — одно из применений, в которых используется реле. Когда напряжение питания отличается от номинального, набор реле определяет изменения напряжения и управляет цепью нагрузки с помощью автоматических выключателей.
    • Используется для выбора цепи, если в системе существует более одной цепи.
    • Используется в телевизорах. Внутренняя схема старого телевизора с кинескопом работает с напряжением постоянного тока, но кинескопу требуется очень высокое напряжение переменного тока, чтобы включить кинескоп от источника постоянного тока, мы можем использовать реле.
    • Используется в контроллерах светофоров, регуляторах температуры.
    .
    Разное

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.