Термични релета — устройство, принцип на действие, технически характеристики

Термични релета са електрически устройства, предназначени да предпазват електродвигателите от свръхток. Най -често срещаните видове термични релета са TRP, TRN, RTL и RTT.

Принципът на действие на термичните релета

Трайността на енергийното оборудване зависи до голяма степен от претоварванията, на които е подложено по време на работа. За всеки обект е възможно да се намери зависимостта на продължителността на токовия поток от неговата величина, при която надеждна и дългосрочна работа на оборудването… Тази зависимост е показана на фигурата (крива 1).

При номинален ток допустимата продължителност на неговия поток е безкрайност. Потокът на ток, по -висок от номиналния, води до допълнително повишаване на температурата и допълнително стареене на изолацията. Следователно, колкото по-голямо е претоварването, толкова по-краткосрочно е допустимо. Крива 1 на фигурата се задава въз основа на необходимия живот на оборудването. Колкото по -кратък е животът му, толкова по -големи претоварвания са допустими.

Характеристики на ток във времето на термичното реле и защитения обект

При идеална защита на обекта, зависимостта на tav ​​(I) за термичното реле трябва да отиде малко под кривата на обекта.

За защита от претоварване, термични релета с биметална плоча.

Биметалната плоча на терморелето се състои от две плочи, едната от които има по -висок температурен коефициент на разширение, другата е с по -малка. На мястото на сцепление помежду си плочите се закрепват твърдо или чрез валцуване в горещо състояние, или чрез заваряване. Ако такава плоча се фиксира неподвижно и се нагрява, тогава плочата ще се огъне към материала с по -малко. Това явление се използва в термичните релета.

Материалите Invar (малка стойност) и немагнитна или хром-никелова стомана (голяма стойност) се използват широко в термичните релета.

Биметалният елемент на терморелето може да се нагрява от топлината, генерирана в плочата от тока на натоварване. Много често биметалът се нагрява от специален нагревател, през който протича товарният ток. Най -добрите характеристики се получават при комбинирано нагряване, когато плочата се нагрява както поради топлината, генерирана от тока, преминаващ през биметала, така и поради топлината, генерирана от специален нагревател, също и от рационализирания ток на натоварване.

Огъвайки се, биметалната плоча със свободния си край действа върху контактната система на терморелето.

Термично релейно устройство: a — чувствителен елемент, b — скачащ контакт, 1 — контакти, 2 — пружина, 3 — биметална плоча, 4 — бутон, 5 — мост

Характеристики на ток във времето на термичното реле

Основната характеристика на термичното реле е зависимостта на времето за реакция от тока на натоварване (характеристика ток във времето). В общия случай преди началото на претоварването през релето протича ток Iо, който загрява плочата до температура qо.

При проверка на характеристиките на тока във времето на термичните релета трябва да се вземе предвид от кое състояние (студено или прегрято) релето се задейства.

При проверката на термичните релета трябва да се има предвид, че нагревателните елементи на термичните релета са термично нестабилни при токове на късо съединение.

Избор на термореле

Номиналният ток на термичното реле се избира въз основа на номиналното натоварване на електродвигателя. Избраният ток на термичното реле е (1.2 — 1.3) от номиналната стойност на тока на двигателя (ток на натоварване), тоест термичното реле се задейства при 20 — 30% претоварване за 20 минути.

Константата на нагряване на електродвигателя зависи от продължителността на текущото претоварване. В случай на краткотрайно претоварване, само намотката на електродвигателя участва в нагряване и нагревателна константа от 5 — 10 минути. При продължително претоварване цялата маса на електродвигателя участва в нагряването и нагряването е постоянно за 40-60 минути. Следователно използването на термични релета е препоръчително само когато времето за включване е повече от 30 минути.

Влияние на околната температура върху работата на термичното реле

Нагряването на биметалната плоча на терморелето зависи от температурата на околната среда, следователно с увеличаване на температурата на околната среда работният ток на релето намалява.

При температура, която е много различна от номиналната, е необходимо или да се извърши допълнително (плавно) регулиране на термичното реле, или да се избере нагревателен елемент, като се вземе предвид реалната температура на околната среда.

За да може околната температура да има по -малко влияние върху тока на изключване на термичното реле, е необходимо температурата на изключване да бъде избрана възможно най -висока.

За правилното функциониране на термичната защита е препоръчително да поставите релето в същото помещение като защитения обект. Релето не трябва да се намира в близост до концентрирани източници на топлина — отоплителни пещи, отоплителни системи и др. В момента се произвеждат релета с температурно компенсиране (серия TPH).

Дизайн на термично реле

Отклонението на биметалната плоча е бавно. Ако подвижният контакт е директно свързан с плочата, тогава ниската скорост на нейното движение няма да може да погаси дъгата, която възниква при изключване на веригата. Следователно плочата действа върху контакта чрез ускорително устройство. Най -съвършеният е «скачащият» контакт.

В изключено състояние пружината 1 създава въртящ момент спрямо точка 0, която затваря контактите 2. Биметалната плоча 3 се огъва надясно при нагряване, позицията на пружината се променя. Той създава момент, който отваря контакти 2 наведнъж, осигурявайки надеждно гасене на дъгата. Съвременните контактори и стартери са оборудвани с термични релета TRP (еднофазни) и TRN (двуфазни).

Термични релета TRP

Еднополюсни релета за термичен ток от серията TRP с номинални токове на термични елементи от 1 до 600 А са предназначени главно за защита срещу недопустими претоварвания на трифазни асинхронни електродвигатели, работещи от мрежа с номинално напрежение до 500 V при честота 50 и 60 Hz. Термичните релета TRP за токове до 150 A се използват в DC мрежи с номинално напрежение до 440 V.

Термично релейно устройство тип TRP

Биметалната плоча на терморелето TRP има комбинирана отоплителна система. Плочата се нагрява както от нагревателя, така и от преминаването на ток през самата плоча. Когато се отклонява, краят на биметалната плоча действа върху скачащия контактен мост.

Термичното реле TRP позволява плавно регулиране на работния ток в рамките на (± 25% от номиналния ток на настройката). Това регулиране се извършва с копче, което променя първоначалната деформация на плочата. Тази настройка може драстично да намали броя на необходимите опции за нагревател.

Връщането на TRP релето в първоначалното му положение след работа се извършва от бутона. Възможно е също така да се извърши със самовъзвръщане, след като биметалът се охлади.

Високата температура на реакция (над 200 ° C) намалява зависимостта на работата на релето от температурата на околната среда.

Настройката на терморелето TRP се променя с 5%, когато температурата на околната среда се промени на KUS.

Високата устойчивост на удари и вибрации на терморелето TRP му позволява да се използва в най -трудните условия.

Термични релета RTL

Терморелето RTL е проектирано да осигурява защита на електродвигателите от токови претоварвания с неприемлива продължителност. Те също така осигуряват защита срещу несиметрия на токовете във фази и от повреда на една от фазите. RTL електрически термични релета с обхват на тока от 0,1 до 86 A.

Термичните релета RTL могат да бъдат инсталирани както директно върху стартери PML, така и отделно от стартери (в последния случай те трябва да бъдат оборудвани с клемни блокове KRL). RTL релетата и терминалните блокове KRL са разработени и се произвеждат, които имат степен на защита IP20 и могат да бъдат инсталирани на стандартна шина. Номиналният ток на контактите е 10 A.

Термично реле PTT

Горивните релета RTT са предназначени да защитават трифазни асинхронни електродвигатели с ротор с катерица в клетка от претоварване с неприемлива продължителност, включително тези, произтичащи от загубата на една от фазите, както и от асиметрия на фазите.

РТТ релетата са предназначени за използване като компоненти в схемите за управление на електрическо задвижване, както и за монтаж в магнитни стартери серия PMA за променлив ток с напрежение 660V с честота 50 или 60 Hz, за целите на постоянен ток с напрежение 440V.