Тепловое реле: устройство, принцип действия, виды и особенности выбора

Содержание

устройство, принцип действия, виды и особенности выбора

  • Кнопка управления КЕ и другие элементы управления
  • Релейная техника Бершадского электротехнического Завода
  • Релейная техника Киевского электротехнического завода
    • Реле промежуточное ПЭ
    • Реле контроля фаз ЕЛ
      • Реле контроля фаз ЕЛ-11М-15
      • Реле контроля фаз ЕЛ-12М-15
      • Реле контроля фаз ЕЛ-13М-15
    • Реле времени ВЛ
    • Реле времени ВС
    • Реле напряжения НЛ
    • РЗЛ-01
    • Таймер РВЦ-01
    • Реле защиты двигателя РДЦ
    • Реле тока АЛ-1
    • Реле промежуточное РЭП-20
    • УРЧ-3М-С
  • Низковольтная коммутационная аппаратура КПЭЗ
    • Кнопка управления КМЕ
    • Пост кнопочный ПКЕ
    • Контактор КТ-6043
  • НПО Этал, г. Александрия
    • пускатели электромагнитные серии ПМЛ
      • пускатели электромагнитные на токи 10 A
        • Пускатели нереверсивные без оболочки IP00, IP20
        • пускатели нереверсивные в оболочке ip40, ip54
        • пускатели реверсивные без оболочки ip00, ip20
        • пускатели реверсивные в оболочке ip40, ip54
        • пускатели звезда-треугольник
      • пускатели электромагнитные на токи 16 A
        • пускатели нереверсивные без оболочки ip20
        • пускатели нереверсивные в оболочке ip40, ip54
        • пускатели реверсивные без оболочки, ip20
        • пускатели реверсивные в оболочке ip40, ip54
        • пускатели звезда-треугольник
      • пускатели электромагнитные на токи 25 A
        • пускатели нереверсивные без оболочки ip00, ip20
        • пускатели нереверсивные в оболочке ip40, ip54
        • пускатели реверсивные без оболочки, ip00, ip20
        • пускатели реверсивные в оболочке ip40, ip54
        • пускатели звезда-треугольник
      • пускатели электромагнитные на токи 40 A
        • пускатели реверсивные без оболочки, ip20
        • пускатели нереверсивные в оболочке ip40, ip54
        • пускатели нереверсивные без оболочки ip20
        • пускатели реверсивные в оболочке ip40, ip54
      • пускатели электромагнитные на токи 40 A
        • пускатели нереверсивные без оболочки ip20
        • пускатели нереверсивные в оболочке ip40, ip54
        • пускатели реверсивные без оболочки, ip20
        • пускатели реверсивные в оболочке ip40, ip54
        • пускатели звезда-треугольник
      • пускатели электромагнитные на токи 63 A
        • пускатели нереверсивные без оболочки ip00, ip20
        • пускатели нереверсивные в оболочке ip40, ip54
        • пускатели реверсивные без оболочки ip00, ip20
        • пускатели реверсивные в оболочке ip40, ip54
        • пускатели звезда-треугольник
      • пускатели электромагнитные на токи 80 A
        • пускатели нереверсивные без оболочки ip20
        • пускатели нереверсивные в оболочке ip40, ip54
        • пускатели реверсивные в оболочке ip40, ip54
        • пускатели звезда-треугольник
      • пускатели электромагнитные на токи 125 A
        • пускатели нереверсивные без оболочки ip00
        • пускатели реверсивные без оболочки ip00
        • пускатели нереверсивные в оболочке ip40, ip54
        • пускатели реверсивные в оболочке ip40, ip54
      • пускатели электромагнитные на токи 160 A
        • пускатели нереверсивные без оболочки ip00
        • пускатели реверсивные без оболочки ip00
        • пускатели нереверсивные в оболочке ip40, ip54
        • пускатели реверсивные в оболочке ip40, ip54
      • пускатели электромагнитные на токи 250 A
        • пускатели нереверсивные без оболочки ip00
        • пускатели реверсивные без оболочки ip00
        • пускатели нереверсивные в оболочке ip40, ip54
        • пускатели реверсивные в оболочке ip40, ip54
      • пускатели электромагнитные на токи 400 A
        • пускатели нереверсивные без оболочки ip00
        • 2пускатели реверсивные без оболочки ip00
    • катушки на переменный и постоянный ток к пмл от 10 до 250а
    • приставки контактные вкл для пмл на токи 125, 160, 250а
    • светосигнальная арматура скеа
    • клеммники к ртл 1, 2
    • реле электротепловые серии ртл
    • реле промежуточные серии рпл
      • Реле промежуточное РПЛ 222М
      • Реле промежуточное РПЛ 231М
      • Реле промежуточное РПЛ 240М
    • предназначение приставок выдержки времени
    • ограничители перенапряжений опн
      • Ограничители перенапряжений ОПН-2 (варисторные)
      • Ограничители перенапряжений ОПН-1 (R — C)
    • приставки контактные серии пкл, пкб
      • Приставки контактные серии ПКЛ
      • Приставки контактные серии ПКБ
    • экскаваторное оборудование
      • Комплектное устройство НКУЭ-2 ЭКГ-5А
      • Комплектное устройство ЭКГ-8И
        • Балка рукояти
        • Барабан разъемный
        • Блок
        • Блоки головные
        • Вал II
        • Вал III
        • Вал III
        • Вал IV
        • Вал IV
        • Вал V
        • Вал быстроходный
        • Вал промежуточный
        • Вал тихоходный
        • Днище ковша
        • Звено гусеничное
        • Зуб с коронкой
        • Ковш 8м3
        • Корпус ковша
        • Круг роликовый
        • Лебедка напора
        • Лебедка подъема
        • Механизм торможения днища ковша
        • Механизм хода левый (правый)
        • Муфта
        • Обойма
        • Платформа поворотная
        • Подвеска ковша
        • Подвеска стрелы
        • Подшипник седловой
        • Рама нижняя
        • Редуктор механизма поворота
        • Редуктор напорной лебедки
        • Редуктор подъемной лебедки
        • Рукоять
        • Стойка двуногая
        • Стойка задняя
        • Стрела
        • Тележка ходовая
        • Тормоз
        • Тормоз
        • Ход гусеничный
        • Цапфа центральная
        • Цилиндр пневматический
        • Электропневматический распределитель одноклапанный
        • Комплектное устройство ЭКГ-8И ИГЕВ
        • Станция управления ПГА 4409 ИГЕВ. 656270.001-56
        • Шкаф управления типа ШГА 4611 ИГЕВ.656470.001-41
        • Шкаф управления типа ШГА 4611 ИГЕВ.656470.001-41.03
        • Блок магнитных усилителей типа БГА 4407 ИГЕВ.656170.001-14
        • Пульт управления ПУА 58-3 ИГЕВ.656660.001-32
        • ЗИП ИГЕВ.656590.001-09 (ЭКГ — 8И)
      • Блоки поставляемые отдельно для экскаваторов и других низковольтных устройств
      • Составные части регулятора подачи электрического долота РПДЭ-3
      • Блоки регулирования температуры
    • кнопки и переключатели
    • рубильники и переключатели
    • предназначение приставок выдержки времени

Долговечность оборудования во многом зависит от перегрузок, которым оно подвергается в процессе эксплуатации. Протекание токов, превышающих номинальные, вызывает дополнительное повышение температуры и преждевременное старение изоляции. Чем выше перегрузки, тем реже они допустимы. Тепловые реле – это специальные устройства, которые отключают потребляющее электроэнергию оборудование при перегрузках. Они предотвращают поломку электромоторов из-за превышения нагрузки по показателям рабочего тока. Любой двигатель имеет свой номинальный рабочий ток, длительное критическое превышение которого вызывает перегрев обмоток силовой установки, разрушает изоляционный слой и приводит к выходу из строя электромотора в целом.

Конструкция и принцип работы реле тепловой защиты

В основе работы тепловых реле лежит закон физики, сформулированный учеными Джоулем и Ленцем еще в 19 веке и определяющий зависимость выделенного тепла от силы тока на конкретных участках электрической цепи. В составе конструкции устройств этого типа предусмотрена спираль – излучатель тепла. Рядом с ней установлена биметаллическая пластина, которая реагирует на излучаемое тепло.

Для изготовления термопластин используют два металлических сплава с различной теплопроводностью, которые во время нагревания/охлаждения меняют свою геометрию. Это свойство биметаллических элементов и лежит в основе работы реле тепловой защиты. Увеличение либо уменьшение тока нагрузки приводит к изменению пространственного расположения и механическому воздействию на толкатель, который размыкает или замыкает контактную группу прибора, подключенную к обмоткам магнитного пускателя (МП). Пускатель мотора срабатывает и отключает нагрузки от электросети.

Стандартная конструкция теплового реле предусматривает:

  • нагревательный элемент;
  • рычаг;
  • контакты с пружиной;
  • кнопку «возврат»;
  • толкатель реле;
  • штангу расцепителя;
  • биметаллическую пластину температурного компенсатора;
  • движок уставки;
  • эксцентрик.

На работу реле тепловой защиты с биметаллическими пластинами воздействует температура окружающего воздуха, которая дополнительно нагревает рабочие элементы конструкции прибора. Чтобы исключить это явление, устройства оснащаются компенсирующими биметаллическими пластинами, которые изгибаются в противоположную сторону по отношению к основным элементам.

Компенсатор регулирует ток срабатывания устройства. Для регулировки применяются эксцентрики с разделенной на две части шкалой. При повороте ручки компенсатора влево значение тока срабатывания уменьшается, а при повороте вправо – увеличивается. Значения тока срабатывания реле регулируют увеличением/уменьшением зазора между толкателем и главной пластиной, за счет действия эксцентрика на дополнительную биметаллическую пластину.

Важно! В случае обрыва либо отключения одной из фаз питания в трехфазной сети, токи нагрузки в оставшихся двух фазах увеличиваются, в результате чего срабатывает тепловое реле. Поэтому расцепитель является основной защитой электродвигателей от работы в аварийных ситуациях при оборванной фазе.

Виды реле защиты от тепловых перегрузок

На рынке электротехнического оборудования представлен большой выбор модулей тепловой защиты для электрических силовых агрегатов. Каждый тип устройства подбирается для конкретной ситуации и определенного типа силовых установок.

Основные разновидности тепловых реле:

  • РТЛ. Серия электромеханических приборов, которые обеспечивают надежную тепловую защиту трехфазных электродвигателей и других силовых установок от критической перегрузки по токам потребления. Помимо этого, реле этого типа защищают электроустановки при нарушении баланса питающих фаз, отсрочке по времени пуска устройств, а также при наличии механических проблем с ротором: заклинивании вала и других неисправностей. Прибор монтируют на контактах ПМЛ (пускателя магнитного) или в качестве самостоятельного элемента с клеммником КРЛ.
  • РТТ. Трехфазные устройства, предназначенные для защиты электродвигателей с короткозамкнутым ротором от токовой перегрузки, перекоса между питающими фазами и в случае механических повреждениях ротора, а также от задержки пускового момента. РТТ имеют два варианта установки: как самостоятельное реле на панели или совместно с магнитными пускателями типа ПМЕ и ПМА.
  • РТИ. Трехфазная разновидность теплового реле, которое защищает электродвигатель от тепловых повреждений обмотки в случае критического превышения значений тока потребления, от асимметрии питающих фаз, задержки пускового момента и в случае механических повреждений движущихся частей ротора. Реле устанавливается на магнитные контакторы КМТ или КМИ.
  • ТРН. Двухфазные устройства электротепловой защиты электрических двигателей, обеспечивающие контроль продолжительности пуска и тока в нормальных рабочих режимах. Контакты возвращаются в исходное состояние после аварийного срабатывания только вручную. Работа теплового устройства абсолютно не зависит от температуры окружающей среды, что актуально для применения в условиях горячих производств и жаркого климата.
  • РТК. Тепловые реле, с помощью которых можно контролировать лишь один параметр – температуру металлического корпуса электрических установок. Для этого используются специальные щупы. Если критические значения температуры превышают заданные, реле типа РТК отключает установку от линии питания.
  • Твердотельные. Вид тепловых реле, в конструкции которых отсутствуют какие-либо подвижные элементы. Работа устройства не зависит от температуры окружающей среды и других характеристик воздуха, что актуально для взрывоопасных цехов и производств химической промышленности. Твердотельные тепловые реле позволяют контролировать длительность разгона электромоторов, оптимальные токи нагрузки, обрывы фазных проводов и заклинивание ротора.
  • РТЭ. Защитные тепловые реле, которые по своему принципу работы напоминают плавкие предохранители. Устройства изготовлены из металлического сплава с низкой температурой плавления. Материал плавится при критической температуре и разрывает цепь, питающую оборудование. Устройства типа РТЭ монтируются непосредственно в корпусы электросиловых установок на штатное место.

Все перечисленные выше разновидности тепловых реле служат для одной цели – они защищают электродвигатели и другие силовые электроустановки от токовых перегрузок, при которых увеличивается температура рабочих частей агрегатов до критических и субкритических значений.























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 выбрать устройство тепловой защиты

Для правильного выбора подходящей модели теплового реле следует учитывать мощность защищаемого электромотора. Основными параметрами защитных устройств являются:

  1. Номинальный ток, при котором тепловое реле не срабатывает. Его превышение не вызывает незамедлительного отключения цепи. К примеру, если значение больше номинального на 20 %, то тепловое реле сработает примерно через 20-30 минут.
  2. Номинальное напряжение. Как правило, бытовые модели тепловых реле устанавливаются в однофазных сетях переменного тока (220 вольт и 50 Гц), однако существуют и трехфазные модели для промышленных предприятий.
  3. Условия эксплуатации. Категория размещения тепловых реле определяется согласно требованиям ГОСТ 15150. В стандарте описаны допустимые значения температуры и уровень влажности, а также устойчивость приборов к вибрации, ударным нагрузкам, контакту со взрывоопасными газами.
  4. Предел срабатывания теплового реле.
  5. Тип и количество дополнительных контактов для управления.
  6. Чувствительность к перекосу фаз.

Также в маркировке теплового реле обязательно указывается режим возврата (автоматический или ручной).

В некоторых моделях предусмотрена функция «недогрузки», которая позволяет обнаруживать уменьшение тока в цепи, а также опция компенсации температуры окружающей среды – такие модификации считаются самыми удобными и надежными. Кроме того, выпускаются тепловые реле с дополнительными световыми индикаторами. Датчики и светодиоды отображают сигналы включения и состояния.

Поэтому выбор конкретной модели зависит от многих факторов эксплуатации теплового реле – температуры окружающей среды, места установки, мощности подключенного оборудования, необходимости использования средств аварийного оповещения.

Советы по выбору:

  • Для однофазных сетей лучше выбирать тепловые реле с функцией автоматического сбрасывания и возврата контакта в первоначальное состояние через определенный период времени. Это гарантирует повторное срабатывание даже при сохранении аварийной ситуации и перегрузок по току.
  • Для горячих цехов и эксплуатации в условиях жаркого климата подойдут реле с компенсатором температуры воздушной среды – это модели ТРВ. Они обладают самым широким температурным диапазоном эксплуатации.
  • Для оборудования, чувствительного к обрыву фаз, рекомендуется подбирать реле, которое отключает электроустановку даже при обрыве одной фазы.

Реле со световыми индикаторами чаще всего используют на предприятиях промышленности, где требуется оперативное реагирование на аварийные ситуации. Благодаря светодиодным датчикам состояния, оператор может контролировать рабочие процессы.

Цена реле зависит от многих факторов. На стоимость влияют общие технические характеристики, наличие дополнительных функций, используемые в производстве материалы, фирма-производитель. Реле от известных брендов обязательно комплектуются паспортом с подробным описанием технических параметров, а также подробной инструкцией по подключению.

Особенности установки теплового реле

Обычно реле монтируется совместно с магнитным пускателем, обеспечивающим подключение и запуск двигателя. Некоторые модели устанавливаются в качестве самостоятельных приборов на DIN-рейку или на монтажные панели (ТРН или РТТ). Даже если реле ТРН имеет лишь пару входящих подключений, фаз все равно 3. Отключенные фазные провода выводятся с пускателя к мотору в обход устройства. Изменения тока будут происходить пропорционально в каждой фазе, в результате чего достаточно контроля только двух из них. Реле можно подключать и при помощи токовых трансформаторов – это целесообразно при использовании мощных электромоторов.

В любом случае необходимо избегать ошибок при монтаже, к примеру, нельзя подключать тепловое реле с параметрами, которые не соответствуют характеристикам электромотора.

Преимущества перед обычными автоматами

По своей конструкции тепловое реле является тем же устройством автоматического отключения электроустановок от сети питания. Однако в отличие от простых автоматов, которые включают/отключают питание, у реле есть два достоинства:

  1. Возможность регулировать время и момент срабатывания в зависимости от токов перегрузки и продолжительности их воздействия на электроприборы.
  2. Различные варианты коммутации – дистанционная установка в электрощитке либо непосредственный монтаж на магнитном пускателе.

Кроме того, реле обладают меньшими габаритами и массой, более доступной ценой, простой конструкцией и надежностью эксплуатации. Среди недостатков – необходимость периодической настройки и проверки.

Заключение

Тепловые реле (расцепители) – важные элементы системы защиты электродвигателей и других приборов. Устройства защищают практически от любых перегрузок. К тому же реле не подвержены ложным отключениям нагрузки в случае кратковременных скачков тока, что выгодно отличает их от входных автоматов. Их можно устанавливать не только совместно с магнитными пускателями, но и самостоятельно.

← Преведущая статья
Следующая статья →

Вас может заинтересовать:

Пускатели электромагнитные
Промежуточные реле: назначение, принцип работы
Ограничители перенапряжения: особенности, сфера применения
Расшифровка обозначений пускателей ПМЛ
Особенности пускателя ПМЛ 1220

С нами можно связаться

принцип работы, конструкция, обозначение на схеме

В виду высокой стоимости электродвигателей вопрос их защиты от повреждения при нарушении нормального режима работы стоит достаточно остро. Среди наиболее популярных нарушений перегрузка, обрыв одной из фаз, снижение рабочего напряжения. И все они характеризуются большими рабочими  токами, протекающими в обмотках электрической машины, что приводит к перегреву, ухудшению диэлектрических свойств изоляции и перегоранию жил, если ситуацию пустить на самотек. Для защиты электрических двигателей от перегревания в схему питания электропривода вводят тепловое реле.

Конструкция

Современный рынок электрооборудования предлагает огромный выбор тепловых реле различного принципа действия, как следствие, будет отличаться и их конструктивное исполнение. Однако, в соответствии с  п.3.2. ГОСТ 16308-84 все технические параметры конкретной модели должны соответствовать данному типу по габаритам, исполнению и принципиальной схеме этого типа. Наиболее распространенным вариантом за счет простоты исполнения и относительной дешевизны является электротепловое реле на биметаллической пластине. Конструкция которого приведена на рисунке 1.

Рис. 1. Конструкция теплового реле

Как видите, в состав механизма входят:

  • нагревательный элемент – токоведущая часть, пропускающая через себя рабочий ток электрической машины;
  • биметаллическая пластина – выступает в роли действующего индикатора, реагирующего на превышение температуры;
  • толкатель – выполняет функции жесткого рычага, передающего усилие от биметаллической пластины;
  • температурный компенсатор – позволяет внести поправку на температуру окружающей среды для стабилизации величины тока срабатывания;
  • защелка – предназначена для фиксации положения температурного реле;
  • штанга расцепителя – подвижная часть механизма, предназначенного для перемещения контактов;
  • контакты реле – передают питание в блок управления;
  • пружина – создает усилие для перемещения реле в устойчивое положение.

На практике существуют и другие типы реле, конструкция которых будет принципиально отличаться. Данный вариант приведен в качестве примера для наглядности протекания процессов и пояснения принципа работы.

Принцип работы

В основу работы положен принцип разности температурного расширения различных металлов, описанных законом Джоуля-Ленца. При нагревании биметаллической пластины, состоящей из двух металлов с различным коэффициентом теплового расширения, произойдет ее геометрическая деформация. Именно такая пластина и устанавливается в термореле, она реагирует на превышение температуры более установленного предела.

Для рассмотрения принципа работы температурного реле воспользуемся трехмерной моделью реального устройства, приведенной на рисунке 2 ниже:

Рис. 2. Принцип действия температурного реле

Как видите, подключенное в цепь электродвигателя тепловое реле пропускает основную нагрузку электрической машины через токоведущие шины. Если смоделировать ситуацию перегрузки, когда через них потечет ток в несколько раз превышающий номинальный, то шины начнут нагреваться и избыток тепла перейдет на биметаллическую пластину, подключенную к каждой из фаз электродвигателя. При достижении температуры уставки биметаллическая пластина изогнется и приведет в движение один из толкателей. Толкатель, в свою очередь, сместит рычаг защелки на несколько миллиметров, что отпустит пружинный механизм и даст ход штанге расцепителя.

После этого контакты теплового реле отключат питание цепи управления и перекроют контакты цепи сигнализации, которая оповестит об отключении защитного приспособления. После устранения причины перегрева реле возвращается в рабочее положение посредством нажатия механической кнопки. Следует отметить, что сразу после отключения теплового реле включить его не получиться, так как биметаллическая пластина еще не остыла и возможны ложные срабатывания. Поэтому процесс требует определенной выдержки времени, после которой электродвигатель можно запускать в работу.

Обозначение на схеме

При чтении схем важно ориентироваться в обозначении всех устройств, изображенных на них. Это позволяет обеспечивать точное подключение с соблюдением основных параметров работы электроустановки, селективности срабатывания защит и поддерживать нормальный режим электроснабжения. Изображение теплового реле на схемах определяется положениями двух нормативных документов. В соответствии с таблицей 3 ГОСТ 2.755-87 контакты данного вида оборудования изображаются следующим образом (рисунок 3):

Рис. 3. Изображение контакта термореле

В тоже время, само температурное реле имеет обозначение в соответствии с п.21 таблицы 1 ГОСТ 2.756-76, которое отображается на схеме следующим образом (см. рисунок 4):

Рис. 4. Воспринимающая часть электротеплового реле

Знание схематических изображений электротеплового реле позволит вам ориентироваться в принципиальных схемах уже действующих агрегатов. Или самостоятельно составлять и подключать оборудование через защитное приспособление.

Виды

Современное разнообразие тепловых реле охватывает довольно широкий ассортимент. Поэтому деление на виды производиться в соответствии с установленными критериями на основании п. 1.1. ГОСТ 16308-84. Так, по роду тока рабочей цепи все устройства подразделяются на две большие группы: реле переменного и постоянного тока. В зависимости от количества рабочих полюсов встречаются:

  • однополюсные – применяются для двигателей постоянного тока и других однофазных моделей;
  • двухполюсные – устанавливаются в трехфазную цепь, где контроль может осуществляться только по двум фазам;
  • трехполюсные – актуальны для мощных асинхронных агрегатов с короткозамкнутым ротором.

В зависимости от типа контактов вторичных цепей все тепловые приборы подразделяются на модели:

  • только с замыкающим контактом;
  • только с размыкающим контактом;
  • и с замыкающим, и с размыкающим контактом;
  • с переключающими;

В зависимости от способа возврата теплового реле в исходное положение существуют варианты с включением вручную или с самостоятельным возвратом. Также в моделях может реализовываться функция перевода с одного вида работы на другой.

Также существует разделение по наличию или отсутствию приспособления для компенсации температуры окружающего пространства. И модели с возможностью регулировки тока несрабатывания или с отсутствием таковой функции.

Назначение

Основным назначением теплового реле является защита электродвигателя от перекоса фаз, перегрева на затяжных пусках, заклинивании вала или подачи чрезмерной нагрузки. Для решения всех этих задач на практике выпускаются различные типы реле, имеющие узкую специализацию по конкретному направлению, рассмотрим далее более детально каждый из них.

  • РТЛ используется для защиты трехфазных асинхронных электрических машин от воздействия токов перегрузки, перегрева при обрыве или перекосе фаз, проблем с вращением вала. Может применяться как самостоятельно, так и с установкой на пускатель ПМЛ.
  • РТТ предназначено для работы с трехфазными агрегатами с короткозамкнутым ротором, обеспечивает полный охват аварийных режимов, приводящих к перегреванию обмоток. Также может устанавливаться на магнитный пускатель ПМА, ПМЕ или самостоятельно на монтажную панель.
  • РТИ – трехфазное тепловое реле с возможностью монтажа на пускатели серии КМТ, КМИ. Отличаются стабильным низким расходом электроэнергии, включаются в работу совместно с предохранителями.
  • ТРН – применяется для контроля пуска и режима работы электродвигателя, мало зависит от внешних температурных факторов. Является двухполюсной моделью, которую можно использовать для пуска двигателей постоянного тока.
  • Твердотельные — в отличии от предыдущих, не имеет контактных групп и перемещающихся элементов внутри. Применяется в трехфазных цепях, где устанавливаются повышенные требования к пожарной безопасности.
  • РТК – контролирует температурные показатели не через рабочие токи, а путем размещения датчика в корпусе мотора. Поэтому весь процесс взаимодействия осуществляется только по величине температуры.
  • РТЭ – представляет собой подобие предохранителя, так как отключение происходит за счет плавления проводника. Само тепловое устройство монтируется непосредственно с электродвигателем.

Технические характеристики

Корректная работа релейной защиты обеспечивается за счет соответствия параметров теплового устройства заданным условиям работы электрической машины. Поэтому важно изучить основные рабочие параметры реле еще до его приобретения. К основным техническим данным теплового реле относятся:

  • величина номинального  напряжения и частота на которые оно рассчитано;
  • время-токовая характеристика – определяет  время срабатывания при установленной кратности превышения;
  • время возврата теплового элемента в исходное положение;
  • диапазон изменения тока уставки;
  • тепловая устойчивость к превышению рабочей величины;
  • климатическое исполнение и степень пыле- влагозащищенности.

Схемы подключения

Подключение вышеперечисленных моделей тепловых реле может производиться по нескольким схемам, отличающихся в зависимости от конкретного типа оборудования. Рассмотрим наиболее актуальные из них.

Рис. 5. Схема включения теплового реле

Как видите на рисунке 5, трехфазное реле RT1 подключается последовательно к двигателю M. Питание к ним подается через контактор KM. В нормальном режиме работы контакты RT1 нормально замкнуты и через катушку КМ протекает ток. Как только возникнет аварийный режим, тепловая защита разомкнет контакты и катушка контактора обесточится, питание двигателя прекратиться.

Аналогичным образом происходит включение двухполюсного реле, с той разницей, что контакты защитного устройства включаются последовательно только в две фазы из трех, как показано на рисунке ниже:

Рис. 6. Схема включения двухполюсного реле

Помимо этого существует схема включения теплового реле для мощных электродвигателей, рабочий ток которых в разы превышает допустимый предел для защитного приспособления. В таких ситуациях используется трансформаторное преобразование, а схема включения выглядит следующим образом:

Рис. 7. Схема трансформаторного включения

Критерии выбора

Основным критерием при выборе конкретной модели является соответствие номинальной нагрузки допустимому интервалу самого теплового реле. Для нормальной работы электрической машины вам понадобиться срабатывание при 20 – 30% перегрузке не более, чем в 5 минутный интервал. Величина тока вычисляется по формуле:

Iсраб = 1,2*Iном

Это означает, что допустимый предел регулирования должен включать в себя полученную величину тока срабатывания. Затем, проверьте на время-токовой характеристике (см. рисунок 8), за какой промежуток времени будет срабатывать защита при такой кратности:

Рис. 8. Время-токовая характеристика

В данном случае время будет равно 4 минутам при 20% теплового превышения, что вполне удовлетворяет критериям поставленной задачи.

Использованная литература

  • Родштейн Л.П. «Электрические аппараты» 1989
  • Гуревич В.И. «Электрические реле. Устройство, принцип действия и применения. Настольная книга инженера» 2011
  • Фигурнов Е. П. «Релейная защита» 2004
  • Басс Э.И., Дорогунцев В.Г. «Релейная защита электроэнергетических систем» 2002
  • Кацман М. М. «Электрические машины»  2013
  • Агейкин Д.И. Костина Е.Н. Кузнецова Н.Н. «Датчики систем автоматического контроля и регулирования» 1959

Каков принцип работы теплового реле?

Каков принцип работы теплового реле?

Источник: Quisure2020-09-04

Тепловые реле — это защитные электроприборы, используемые для защиты от перегрузки двигателей или другого электрооборудования и электрических цепей. При фактической работе двигателя, например, при перетаскивании производственного оборудования на работу, если машина ненормальна или цепь ненормальна, двигатель столкнется с перегрузкой, скорость двигателя уменьшится, ток в обмотке увеличится, и температура обмотки двигателя повысится. Если ток перегрузки небольшой и время перегрузки короткое, а температура обмотки двигателя не превышает допустимого повышения, перегрузка допускается. Однако, если время перегрузки велико, а ток перегрузки большой, повышение температуры обмотки двигателя превысит допустимое значение, что приведет к старению обмотки двигателя, сокращению срока службы двигателя и даже к возгоранию обмотки двигателя в серьезных случаях. . Поэтому такого рода перегрузки двигатель не выдерживает. Тепловое реле должно использовать принцип теплового эффекта тока для отключения цепи двигателя в случае перегрузки, которую двигатель не может выдержать, чтобы обеспечить защиту двигателя от перегрузки.

Тепловые реле Nader

Структура теплового реле

Тепловое реле состоит из нагревательного элемента, биметаллического листа и контакта, среди которых биметаллический лист является ключевым измерительным элементом . Биметаллический лист имеет два вида металла с разным коэффициентом теплового расширения. Сторона с большим коэффициентом теплового расширения называется активным слоем, а сторона с малым коэффициентом теплового расширения называется пассивным слоем. Тепловое расширение биметаллического листа происходит после нагревания. Однако из-за разных коэффициентов теплового расширения двух слоев металла первые два слоя металла тесно связаны друг с другом, что заставляет биметаллический лист изгибаться, как одна сторона пассивного слоя. Механическая сила, возникающая при изгибе биметаллического листа из-за нагрева, приводит к тому, что подвижный контакт разрывает цепь.

Структура теплового реле

Принцип работы теплового реле

Когда двигатель работает нормально, тепловой элемент теплового реле не выделяет достаточно тепла для срабатывания функции защиты, и его нормально замкнутый контакт остается замкнутым государство; когда двигатель перегружен, тепловой элемент теплового реле будет выделять достаточно тепла, чтобы сработала функция защиты, и его нормально замкнутый контакт будет отключен, чтобы двигатель потерял мощность через цепь управления, чтобы защитить двигатель. После устранения неполадок тепловое реле должно быть сброшено, прежде чем можно будет перезапустить двигатель.

Тепловое реле обычно имеет две формы сброса: ручной сброс и автоматический сброс. Преобразование двух форм сброса может быть завершено регулировкой винта сброса. При поставке теплового реле с завода производитель обычно устанавливает его в состояние автоматического сброса. При использовании, устанавливается ли тепловое реле в состояние ручного сброса или в состояние автоматического сброса, зависит от конкретной ситуации в цепи управления. В целом принцип состоит в том, что даже если тепловое реле сбрасывается автоматически после выполнения действия защиты теплового реле, защищенный двигатель не должен перезапускаться автоматически, в противном случае тепловое реле должно быть установлено в состояние ручного сброса. Предотвращает повторный запуск двигателя и повреждение оборудования, если неисправность не устранена. Например, для схемы управления ручным пуском и ручным остановом, управляемой кнопкой, тепловое реле может быть переведено в режим автоматического сброса; для схемы автоматического пуска, управляемой автоматическим элементом, тепловое реле должно быть переведено в режим ручного сброса.

Классификация тепловых реле

Биметаллическая пластина: биметаллическая пластина, изготовленная путем прокатки двух видов металлов с различным коэффициентом расширения (обычно марганцово-никелевой и медной пластины), нагревается и изгибается для толкания несущего стержня, таким образом, перемещаясь с контактом. Биметаллическая пластина широко используется и часто образует магнитный пускатель с контактором

Тип термистора: тепловое реле, состоящее из характеристики сопротивления, изменяющейся в зависимости от температуры.

Тип плавкого сплава: используя тепло тока перегрузки, плавкий сплав достигает определенного значения температуры, плавится и приводит в действие реле.

Руководство по принципу работы теплового реле перегрузки

Содержание

Тепловое реле перегрузки представляет собой защитное устройство, используемое в цепях ручного управления. Защита от тепловой перегрузки использует электродвигатель для управления его перегревом при коротком замыкании путем отключения контура нагрева при повышении температуры выше установленного значения. Этот тип теплового реле перегрузки будет использоваться, если существует вероятность короткого замыкания или продолжительных высокотемпературных условий в месте, где оно установлено.

Тепловое реле перегрузки имеет два контакта, один нормально разомкнутый, а другой нормально замкнутый, образуя простую электрическую цепь, когда они встречаются вместе для эффективного выполнения своих функций. В этой статье мы обсудим руководство по принципу работы теплового реле перегрузки.

Что такое реле перегрузки?

Реле перегрузки — это защитное устройство, которое защищает цепь от повреждений, вызванных мощными нагрузками. Реле размыкается, если нагрузка превышает определенную величину, защищая цепь от разрушения.

Простейшая версия реле перегрузки представляет собой однополюсный однопозиционный переключатель (SPST). Этот тип реле имеет только одно положение или положение, которое можно установить, и оно реагирует на одноступенчатый входной сигнал от нагрузки или источника.

Чтобы использовать реле, вы должны сначала знать, какой тип цепи вы защищаете. Например, если у вас есть электрическая плита, будет гораздо безопаснее использовать реле, чем второй выключатель рядом с тем местом, где шнур плиты присоединяется к шнуру питания.

Предположим, у вас есть электрическая розетка, через которую проходит несколько цепей. В этом случае вы также можете использовать устройства защиты от перегрузки по току, такие как плавкие предохранители или затворы, чтобы защитить отдельные цепи от повреждений, вызванных их перегрузкой слишком большим током от других цепей, вступающих в контакт с ними одновременно.

Какова функция теплового реле перегрузки?

Тепловое реле перегрузки — это реле, предназначенное для защиты электрических систем от перегрева. Он не отключает питание цепи, а вместо этого определяет, когда ток достигает достаточно высокого уровня, и размыкается, позволяя двигателю продолжать работать.

Тепловые реле перегрузки защищают двигатели, трансформаторы и другие электрические устройства от перегрева. Эти реле часто устанавливаются в точках, где есть электрическая цепь с несколькими устройствами на ней. Если одно из этих устройств перегреется, оно может повредить себя или другие части этой цепи. Тепловое реле перегрузки имеет три основные функции:

  • Оно определяет накопление тепла в двигателях и других электрических устройствах в цепи и активирует сигнал тревоги, если достигается заданный уровень температуры.
  • Он действует как переключатель, который пропускает электричество из одной части цепи и предотвращает его прохождение через другую часть. Это предотвращает повреждение, вызванное перегревом или перегрузкой, от повреждения любых других компонентов системы.
  • Защищает от колебаний напряжения, вызванных ударами молнии и перебоями в подаче электроэнергии, которые могут привести к повреждению чувствительного электрооборудования в вашем доме или здании.

Различные типы реле

Тепловые реле перегрузки обычно используются во время опасных и катастрофических скачков напряжения. Если человек или устройство потребляют слишком много выходной мощности, это может привести к неисправности. Тепловые реле перегрузки могут спасти ваши устройства и гарантировать, что системы не перестанут работать. Вот несколько различных типов реле:

Биметаллические тепловые реле

Биметаллические тепловые реле представляют собой электронные реле, в конструкции которых используются два разнородных металла. Эти два металла обычно изготавливаются из никеля и железа или стали, но в зависимости от применения могут использоваться и другие материалы.

Биметаллические тепловые реле имеют много преимуществ по сравнению с другими типами тепловых реле. Одним из преимуществ является то, что биметаллические тепловые реле могут выдерживать более высокие температуры, чем тепловые реле, что делает их идеальными для передачи большой мощности или высокотемпературных источников тепла. Еще одним преимуществом биметаллических тепловых реле является то, что они требуют меньше обслуживания, чем стандартные тепловые реле, поскольку они более долговечны, чем обычные типы. Это упрощает отслеживание вашего биметаллического реле и гарантирует, что оно не будет повреждено или преждевременно изношено из-за неправильного или неправильного использования пользователем.

Твердотельные реле

Твердотельные реле Реле — это твердотельные устройства, в которых в качестве переключателя используется полупроводниковый материал. Тиристор — наиболее распространенное твердотельное реле, трехполюсное устройство без внутреннего сопротивления и движущихся частей. Другими типами твердотельных реле являются симисторы, которые имеют три контакта, но только одну катушку, и SCR, или кремниевый выпрямитель, который также имеет три контакта с двумя катушками. Они используются в приложениях, где важны скорость и надежность.

Твердотельные накопители имеют много преимуществ перед традиционными аналогами. Для их работы требуется меньше энергии, потому что им не нужна механическая энергия, чтобы сделать их проводящими, и ими можно управлять более точно, чем механическими переключателями. Однако использование твердотельных реле вместо механических имеет некоторые недостатки:

  • Они дороже механических реле.
  • Обладают меньшей надежностью из-за отсутствия движущихся частей.
  • Они могут одновременно обрабатывать лишь небольшое количество тока (в отличие от механических реле).

Реле контроля температуры

Реле контроля температуры используются для контроля температуры системы. Эти релейные блоки могут контролировать температуру любого электроприбора, включая системы кондиционирования и отопления.

Реле контроля температуры имеет два выхода, которые можно подключить к двум отдельным цепям. Второй выход будет управлять схемой, получающей питание от первого выхода.

Количество энергии, которую реле контроля температуры отправляет в цепь, определяется его номиналами и током, который оно может выдержать. Наиболее часто встречающиеся номиналы для этих устройств: 5 ампер, 10 ампер, 20 ампер и 30 ампер. Более высокий номинальный ток означает, что он может выдерживать большую мощность, чем более низкий номинальный ток, но это также означает, что для нагрева или охлаждения устройства потребуется больше времени, потому что через него одновременно протекает больший ток.

CHINT Тепловое реле перегрузки

Тепловое реле перегрузки Chint — это защитное устройство для предотвращения пожаров, отключения электрических проблем и защиты кабельных систем. Он предназначен для контроля обратной связи по напряжению, силе тока и коэффициенту мощности (PF) вашей электрической системы. Это устройство отслеживает состояние вспомогательного оборудования и сообщает о любых ненормальных состояниях однофазных, трехфазных или многофазных сетей. Вот какое-то реле тепловой перегрузки.

Тепловое реле перегрузки NXR представляет собой маленькое компактное реле, которое можно установить внутри коробки панели. Тепловое реле перегрузки NXR защищает электрооборудование от перегрузок и сверхтоков.

Тепловое реле перегрузки NXR имеет интегральную схему со встроенным байпасом для обеспечения высокой надежности в агрессивных средах. В NXR используется уникальная конструкция, включающая внутренний переключатель байпаса, исключающий потенциальное повреждение в результате обрыва цепи или короткого замыкания. Эта уникальная конструкция позволяет использовать устройство в приложениях, в которых другие реле не могут справиться с ситуациями, например, в суровых условиях или с короткими рабочими циклами.

Тепловое реле перегрузки Chint NR8 является отличным решением для приложений, где требуется реле для защиты от возможного короткого замыкания. Тепловое реле перегрузки NR8 идеально подходит для промышленного, коммерческого и бытового использования.

Тепловое реле перегрузки Chint NR8 защищает как длительные, так и кратковременные приложения. Тепловое реле перегрузки NR8 было разработано как законченная система со всеми ее компонентами, включенными в комплект. Его можно легко установить, используя существующую проводку, что устраняет необходимость в дополнительной проводке или кабелепроводе.

Подведение итогов

Тепловое реле перегрузки

работает по принципу теплового расширения, т. е. когда реле обнаруживает повышение температуры и расширяется, оно вытягивается из монтажного основания. Таким образом, он освобождает контакт от нажимных контактов, которые замыкаются при отсоединении соединений. В этой статье мы обсудили принцип работы теплового реле перегрузки и CHINT тепловое реле перегрузки.

Рекомендуем к прочтению

Низковольтный электрический

Разница между контактором и реле

Содержание Для чего используется контактор? Итак, что такое контактор? Контактор служит в качестве переключающего устройства с электрическим приводом и используется для

Подробнее »

Автоматика

Все, что вам нужно знать о силовых реле

Содержание Что такое силовое реле? Это переключатель, который поставляется с электромагнитом для замыкания или размыкания цепи.